Conceptes treballats

• Àcids i Bases
• Què és el pH? Mesura del pH
• Meteorologia: Pluja àcida

índex

Àcids i Bases

Per aprofundir en el tema pots visitar una pàgina de la Universitat Thomas Jefferson, a USA.

Què és el pH? Mesura del pH

El pH és una mesura de l'acidesa (o basicitat) d'una substància. Com més ions H⁺ (en realitat en dissolució aquosa es troba en la forma H₃O⁺, ió hidroni), més àcida serà la substància o la dissolució.

El pH depèn de la concentració (quantitat) de H⁺. La definició és: pH = -log [H⁺]

Això vol dir que:
si [H⁺] = 10^-3 mols/dm³, el pH serà 3
si [H⁺] = 10^-8 mols/dm³, el pH serà 8

L'aigua és neutra, té pH = 7

Els àcids tenen pH inferior a 7, i les bases tenen pH>7
L'escala habitual de pH va de 0 (molt àcid) a 14 (molt bàsic), passant pel 7 (neutre).

En el cas de l'aigua H₂O ¾ ®H⁺ + OH^- Sempre es compleix
[H⁺].[OH⁺] = 10^-14
Com que [H⁺] =[OH⁺],
resulta que [H⁺] = 10^-7 i, per tant, pH = 7

Aquí es mostren els valors aproximats del pH d'algunes dissolucions comuns:

	
	Dissolució de HCl 1 M ..........pH=0.0
	Suc gàstric.....................pH=1.4
	Suc de llimona..................pH=2.1
	Suc de taronja..................pH=2.8
	Vinagre.........................pH=3.0
	Vi..............................pH=3.5
	Suc de tomàquet.................pH=4.1
	Cafè............................pH=5.0
	Orina...........................pH=6.0
	Aigua de pluja..................pH=6.5
	Llet............................pH=6.9
	Aigua pura a 25ºC...............pH=7.0
	Sang............................PH=7.4
	"Aigua sabonosa"................pH=8.5
	Amoníac domèstic................pH=12.0
	Dissolució de NaOH 1 M..........pH=14.0

Per mesurar el pH es poden utilitzar diferents mètodes. El més modern és el pHmetre, un aparell electrònic que, degudament calibrat, mesura el pH (a una temperatura determinada) amb gran exactitud. La manera més coneguda és la mesura del pH amb el paper indicador universal, que canvia de color segons el pH de la dissolució. Es comprova el valor del pH amb una taula de colors. Finalment, es coneixen unes substàncies anomenades indicadors. Solen ser dissolucions de certs colorants orgànics, que canvien de color segons el pH del medi. El canvi de color d'aquests indicadors es produeix en un interval de pH (veure la taula següent). Existeixen alguns indicadors naturals, com la col llombarda, els pètals de roses vermelles,...

Expliquem com mesurem el pH a l'apartat de "metodologia" a la "Presentació" d'aquest projecte.

Pots visitar una web que explica com funciona un pHmetre

Per aprofundir en el tema pots visitar una pàgina de la Universitat Thomas Jefferson, a USA.

Meteorologia: Pluja àcida

Per unes causes que ara explicarem, l'aigua de pluja pot presentar una acidesa superior als valors normals. Això pot provocar una sèrie de problemes en els llocs on cau aquesta pluja àcida, tant en els sers vius com en les estructures de pedres o de metall.

L'aigua de pluja no contaminada presenta uns valors de pH entre 5.5 i 7.5. És a dir, és una mica àcida per naturalesa, degut als gasos que porta dissolts, entre ells el CO₂. Ara bé, degut a la contaminació, augmenta l'acidesa de l'aigua de pluja. Parlem de pluja àcida quan el pH oscil·la entre 3 i 5.

Uns dels possibles efectes de la pluja àcida és l'acció sobre els sers vius. Baixa el pH de l'aigua de llacs i rius, i això pot provocar la mort de les espècies (peixos, insectes, plàncton,...) que hi habiten. A més, la pluja àcida afecta la vegetació. A les zones d'Europa més afectades per aquest problema s'hi troben boscos malmesos per l'excessiva acidesa de l'aigua de pluja.

Altres efectes de la pluja àcida són la corrosió dels metalls, que s'accelera. També es produeix la descomposició d'algunes classes de roques de la construcció, en especial la pedra calcària i el marbre.

Com es produeix la pluja àcida?

Moltes reaccions químiques en l'aire la produeixen. Una de les causes principals és la presència a l'aire dels òxids de sofre i de nitrogen. Els més importants són el SO₂ (diòxid de sofre), el SO₃ (triòxid de sofre), el NO (monòxid de nitrogen) i el NO₂ (diòxid de nitrogen). Una part d'aquests òxids entren a l'aire de forma natural a partir de l'erupció dels volcans i de la putrefacció de les plantes. Però a Europa, el 90 % del sofre present a l'aire procedeix de les activitats humanes.

El carbó i el petroli contenen sofre. Quan aquests combustibles cremen (fan una combustió), el sofre es converteix en diòxid de sofre. Un cop el SO₂ és a l'aire, unes altres reaccions el converteixen en triòxid de sofre SO₃ (es combina amb l'oxigen de l'aire).

Els combustibles al cremar també produeixen òxid de nitrogen (NO i NO₂). Els vehicles a motor són els principals productors d'òxids de nitrogen. Les centrals tèrmiques que cremen combustibles fòssils també el produeixen en grans quantitats. Aquests òxids es formen degut a la combinació del nitrogen i de l'oxigen de l'aire a altes temperatures, dins del motor o de les calderes. Un cop el NO és a l'aire, es converteix en NO₂.

El NO₂ (diòxid de nitrogen) i el SO₃ (triòxid de sofre) reaccionen amb l'aigua (a l'aire) per formar àcids. Els principals àcids formats són l'àcid sulfúric H₂SO₄ i l'àcid nítric HNO₃.

Aquests dos àcids, que estan dissolts en l'aigua de pluja que cau, són els responsables del pH baix de la pluja àcida, així com dels efectes corrosius que aquesta provoca.

Pots tenir més informació sobre metereologia a Catalunya consultant el Servei meteorològic de Catalunya.

Per saber més sobre la pluja àcida, pots consultar la Web de Marc Vinyes, Bertran Biayna i Eduard Pou on hi ha un bonic capítol sobre la contaminació de l'aire.