Il pH nell’acqua

Che cos’è il pH?

Il pH (o concentrazione ioni idrogeno) è il parametro che dà un’indicazione delle proprietà corrosive o incrostanti di una qualsiasi soluzione, una regola che vale quindi anche per l’acqua.

Ma qual è il significato chimico-fisico del pH? Nell’acqua pura la concentrazione degli ioni H+ e degli ioni OH è identica e, a 25° C,  corrisponde  a 10-7 moli/litro (una mole e una quantità pari a 6 × 1023 molecole, atomi o ioni). L’esponente cambiato di segno della potenza di dieci che esprime la concentrazione degli ioni H+ viene chiamato pH (più tecnicamente si dice che il pH è il logaritmo decimale cambiato di segno della concentrazione degli ioni H+), ovvero in formula:

pH = – log [H+]

Questo significa che per ogni variazione di 1 punto di pH la concentrazione di ioni H+ aumenta o diminuisce di 10 volte.
pH acqua

 

Il pH nell’acqua (Neutro/Acido/Basico)

Quindi l’acqua pura ha un pH = 7, valore che corrisponde ad una situazione di neutralità, ma in una normale soluzione acquosa, dove sono disciolte molte sostanze minerali, la presenza aggiuntiva (o la mancanza) di ioni H+ può essere tale da conferire all’acqua caratteristiche acide (o basiche). Un acido è sempre costituito da un eccesso di ioni idrogeno, basta pensare alla formula dell’acido cloridrico (HCl) o dell’acido solforico (H2SO4); quando un acido viene aggiunto all’acqua esso tende a dissociarsi liberando ioni H+, con il conseguente abbassamento del valore del pH (acqua acida). Al contrario in presenza di una base (per es. NaOH) si liberano ioni OH i quali, combinandosi con gli H+, ne diminuiscono la concentrazione con il risultato di far alzare il pH (acqua basica o alcalina).

Siccome l’acqua pura in natura non esiste è più corretto parlare di soluzioni acquose. Valori di pH compresi tra 0 e 7 caratterizzano le soluzioni acide (ad esempio l’aceto ha pH 4 e il limone pH 3), mentre pH compresi tra 7 e 14 caratterizzano le soluzioni basiche (ad esempio una miscela di acqua e bicarbonato di sodio può avere pH 9). Quindi:

Soluzioni neutre            pH =  7

Soluzioni acide               pH < 7

Soluzioni alcaline           pH > 7

In natura il pH delle acque può variare notevolmente. In quelle sotterranee è generalmente compreso tra 6,5 e 8,5 ma si trovano molte acque con valori di pH anche inferiori a 5, per esempio nei casi di contatto con terreni vulcanici, dove sono presenti acido carbonico e idrogeno solforato, o dall’ossidazione di alcuni minerali, come i solfuri, che producono acidi forti come quello solforico. Anche elevate concentrazioni di anidride carbonica libera determinano caratteristiche acide perché tale gas in acqua genera acido carbonico (infatti le acque gassate sono più acide di quelle lisce). Nelle acque fluviali o di sorgente di tipologia prevalentemente bicarbonato-calcica, il pH è generalmente basico e compreso tra 7 e 8.

Il ruolo del pH nell’acqua

Brusche variazioni di pH possono significare inquinamento, o comunque alterazione delle caratteristiche di composizione, questo è il motivo per cui questo parametro viene regolarmente monitorato nei casi in cui le acque siano da destinarsi al consumo umano.

Il pH di un’acqua ha un importante significato tecnologico. A seconda del suo valore un’acqua può avere caratteristiche incrostanti o corrosive, questo parametro quindi deve essere mantenuto entro un certo intervallo per tutte le acque che vengono distribuite attraverso una rete idrica. Bassi valori di pH possono innescare fenomeni di corrosione, con il conseguente degrado delle tubature ed il rilascio di metalli pesanti nell’acqua; al contrario valori elevati di pH possono favorire la formazione di depositi incrostanti e portare ad una parziale occlusione delle condutture.

Siccome le reazioni chimiche sono influenzate dal pH, la regolazione di questo parametro è un’operazione molto importante in ambito acquedottistico e nelle piscine pubbliche, dove l’acqua viene normalmente trattata con dei reagenti (disinfettanti e flocculanti), la cui efficacia dipende fortemente dal valore di acidità. Negli impianti di potabilizzazione può essere quindi necessario “preparare” l’acqua per far sì che i prodotti chimici reagiscano al meglio, in certi casi il pH viene regolato con l’aggiunta anidride carbonica (per abbassarlo) o con calce idrata (per alzarlo). Negli impianti natatori e nelle piscine il pH viene regolato con il dosaggio di prodotti liquidi a base di acido cloridrico o solforico (per abbassarlo) o bicarbonato di sodio (per alzarlo).

Diverso, è molto meno importante, è il ruolo del pH dell’acqua nella salute umana. Il nostro organismo è dotato di un complesso ed efficiente sistema tampone che è in grado di mantenere pressoché costante il valore del pH del sangue, quindi l’acidità del nostro corpo, indipendentemente dal tipo di alimentazione, contrariamente da quanto affermato dai sostenitori delle diete alcaline.

La natura del pH e i diversi effetti di questo parametro in ambito tecnologico ed igienico-sanitario motivano le differenze normative tra le acque destinate al consumo umano distribuite in rete e le minerali in bottiglia. Per le acque di acquedotto la legislazione (D.Lgs 31/2001) prevede, per le problematiche tecnologiche prima descritte, che il pH sia compreso tra 6,5 e 9,5 e che in ogni caso le acque non siano aggressive; mentre per le acque minerali (D.M 10 febbraio 2015) non sono previste restrizioni per questo parametro. Basta pensare che tra la versione naturale e quella frizzante di una stessa marca, a causa dell’aggiunta di anidride carbonica, il pH può variare di molto, abbassandosi considerevolmente (le acque gasate hanno pH intorno a 4/5). Lo stesso accade alle acque frizzanti prodotte con gli impianti per il trattamento dell’acqua potabile, in ambito domestico o nella ristorazione. In nessun caso l’aggiunta di anidride carbonica, ed il conseguente abbassamento del pH, può creare problemi alla salute del consumatore, al contrario la gasatura è per molti un valore aggiunto, una caratteristica ricercata perché può rendere l’acqua più piacevole e digeribile.

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