O que é pH? Conheça os conceitos e a sua importância

O que é o pH

O pH é o potencial hidrogeniônico de uma solução, sendo utilizado para indicar se uma amostra é ácida, básica ou neutra. Esse nome, refere-se a concentração de íons hidrogênio (H⁺ ou H₃O⁺) presentes na mistura. 

Outro fator que define a acidez, basicidade ou neutralidade de uma solução é o pOH que é a sigla para potencial hidroxiliônico, ou seja, refere-se a concentração de íons hidroxila (OH^–) na solução. No entanto, essa escala não é amplamente utilizada. 

Escala de pH

Ela é uma escala logarítmica dos valores de concentração de íons H⁺ presentes em uma solução. Ela varia de 0 a 14 em que: valores menores que 7 representam soluções ácidas e valores maiores que 7 representam meios básicos. Já o valor 7, relaciona-se com a neutralidade do meio. 

A acidez varia de maneira decrescente, ou seja, quanto menor o valor do pH, mais ácida é a amostra. Enquanto, a basicidade é crescente, uma vez que, quanto maior o valor, mais básica é a solução. 

Como calcular o pH

O comportamento observado na variação do pH é devido ao cálculo do mesmo ser realizado por meio de uma escala logarítmica. Sendo assim, para se calcular o valor desse potencial realiza-se o cálculo do logaritmo negativo da concentração de íons H⁺ na base 10. Logo:

pH = – log [H⁺]

pOH = – log [OH^–]

Esse cálculo foi estabelecido pelo químico dinamarquês Soren Peter Lauritz Sorensen (1868-1939) que em seu trabalho verificou a praticidade de se trabalhar com o expoente de 10 e com um valor positivo do que por meio da [H⁺], uma vez que seus valores são potências negativas de 10. 

Como consequência da definição pH = – log [H⁺], decorre que a concentração hidrogeniônica é igual a 10^-pH mol/L. Concluindo, analogamente, que a concentração hidroxiliônica é 10^-pOH mol/L.

Como base para a compreensão dessa escala, temos o equilíbrio de ionização da água a 25^oC. Nessa condição, o produto entre [H⁺] e [OH^–] vale 10^-14. 

[H⁺] . [OH^–] = 1,0 . 10^-14

Aplicando log em ambos os membros:

log [H⁺] + log [OH^–] = -14

– log [H⁺] + (-log [OH^–] )= 14

 pH + pOH = 14

Como medir o pH

O pH pode ser medido de diferentes maneiras, que variam pela precisão de cada uma das análises. 

Indicadores ácido-base

Os indicadores ácido-base são substâncias sintéticas ou naturais que modificam a sua coloração dependendo do pH do meio que estão dissolvidas. 

O funcionamento dos indicadores ácido-base baseia-se no fato de eles serem ácidos fracos existentes em um equilíbrio em uma solução aquosa.

Quando o pH diminui, o equilíbrio se desloca para uma determinada direção obtendo uma coloração X. Enquanto, o seu aumento desloca o equilíbrio para a direção oposta onde há a prevalência de uma outra cor Y. 

Entre os indicadores sintéticos, há a fenolftaleína que é incolor em meio ácido e rosa em meio básico. Já como indicador natural tem-se o extrato de repolho roxo: Em meio ácido, apresenta coloração vermelha e rosa, em meio neutro violeta e em meio básico verde e amarelo.

Ademais, também há papéis indicadores. O papel tornassol é uma tira de papel que apresenta o indicador tornassol que fica em meio básico azul e em meio ácido fica vermelho.

Outro papel indicador é o indicador universal que apresenta uma escala de cores para cada valor de pH observado em que a comprovação do valor exato é realizado por meio de uma escala de referência, sendo um método bastante preciso.

Peagâmetro

Outro método de analisar o potencial hidrogeniônico é o peagâmetro (ou phmetro) que é um aparelho que por meio de medidas elétricas, determina o pH de uma solução aquosa.

O pH no corpo humano

No geral, o pH do corpo humano varia desde níveis bem ácidos até bem alcalinos, como é o caso do intestino. Alguns órgãos, como os pulmões e os rins atuam no processo de regulação da acidez do sangue, sendo que cada órgão do corpo possui um funcionamento melhor de acordo com seu nível de acidez ou basicidade. Veja alguns exemplos:

Sangue

O pH normal do sangue arterial é de 7,4, enquanto do sangue venoso é de cerca de 7,35. Ele é mais ácido devido às maiores concentrações de H₂CO₃. Quando o nível está acima, ou abaixo do valor normal, a frequência respiratória é alterada a fim de regular novamente.

Estômago

O nível de acidez do estômago varia entre 1,5 e 2,0, por conta da sua cavidade conter o HCl (Ácido Clorídrico). Indivíduos com gastrite apresentam o pH acima de 2.

Urina

O pH da urina varia de 4,5 a 8 e cada nível indica se o indivíduo está saudável ou se há alguma complicação. Por exemplo, valores acima de 7 podem indicar presenças de bactérias na urina.

Cólon

O nível de basicidade do Cólon pode variar entre 7,9 e 8,5 e suas disfunções podem comprometer toda a flora intestinal, e consequentemente, a imunidade do indivíduo, por exemplo.

Boca

O pH da saliva pode variar entre 6,8 e 7,2 e suas disfunções podem interferir inclusive na formação de aftas e na retirada do esmalte dos dentes.

Pele

O pH da pele varia entre 4,6 a 5,8 e fora dessa margem, podem aparecer alguns problemas como ressecamento, vermelhidão ou outros sintomas.

Cabelo

O pH do cabelo saudável está entre 4,5 e 5,5, sendo que suas disfunções podem causar danificação, porosidade, escamas, entre outros sintomas.

O pH dos alimentos

A indústria alimentícia utiliza o pH como parâmetro para saber se um produto está de acordo com os resultados e com as normas vigentes. Quaisquer alterações podem indicar falhas na fabricação e que os produtos não estão adequados para o consumo. Veja alguns exemplos:

Leite

O pH ideal do leite deve estar entre 6,6 e 6,8. Qualquer variação para fora desse limite, pode indicar a contaminação do leite por algum microrganismo ou contribuir para o aparecimento de microrganismos patogênicos.

Cerveja

Durante o processo de mosturação da cerveja é ideal que o pH esteja entre 5,2 a 5,5. Esse valor proporciona a atividade ideal das enzimas ∝-amilase e β-amilase. Em um nível maior, essas enzimas podem trabalhar de maneira disfuncional levando um tempo maior na mosturação e provocando um teor alcoólico menor do que o desejável. 

Vinagre

O pH do vinagre varia de 2,3 a 3,0 dependendo da sua composição. Essa acidez é proveniente da oxidação do álcool presente no vinho ou do malte de cereais. 

Coca-Cola

O nível de acidez da Coca-Cola varia em torno de 2,5. A acidez presente nessa bebida ajuda na intensificação do sabor e para evitar o desenvolvimento microbiológico. Nos refrigerantes sem açúcar da marca, a acidez é proveniente do ácido fosfórico adicionado à bebida.