Door Robert Boumis – Bijgewerkt op 30 augustus 2022

De pH-schaal kwantificeert hoe zuur of basisch een stof is, een hoeksteenconcept in de scheikunde, biologie, geologie en veel toegepaste wetenschappen. Dankzij de beheersing van de pH kunnen wetenschappers kritische eigenschappen van materialen nauwkeurig communiceren.

Wat is pH?

pH, altijd in kleine letters geschreven, meet de concentratie waterstofionen (H⁺) in een oplossing. De schaal loopt van 0 tot 14, waarbij 7 staat voor neutraal, zuiver water. Waarden onder de 7 duiden op een toenemende zuurgraad, terwijl waarden boven de 7 een toenemende alkaliteit aangeven. Extreem zure of basische oplossingen kunnen corrosief zijn.

De schaal is logaritmisch, wat betekent dat elke eenheidsverandering overeenkomt met een tienvoudig verschil in waterstofionenconcentratie. Een oplossing met een pH van 4 bevat bijvoorbeeld tien keer meer H⁺ dan een oplossing met een pH van 5.

PH berekenen

Wiskundig gezien wordt de pH gedefinieerd als de negatieve logaritme met grondtal 10 van de waterstofionenconcentratie (uitgedrukt in mol per liter, of molariteit):

pH =–log₁₀[H⁺]

Deze conversie vereenvoudigt de weergave van waterstofionniveaus, waardoor het gemakkelijker wordt om oplossingen te vergelijken.

Praktisch voorbeeld

Stel dat u 1 liter oplossing heeft die 0,02 g waterstof bevat. Aangezien één mol waterstof ongeveer 1 g bedraagt, is de molariteit 0,02 molL⁻¹ (of 2×10⁻²M). Het nemen van de negatieve log geeft:

pH =–log₁₀(2×10⁻²) ≈ 1,7 (voor de eenvoud afgerond op 2). De oplossing is dus sterk zuur.

De pH bepalen op basis van pOH

pOH, de negatieve log van de hydroxide-ionenconcentratie, biedt een indirecte route naar de pH:

pOH =–log₁₀[OH⁻]

Omdat [H⁺][OH⁻] =1×10⁻¹⁴ bij 25°C, zijn pH en pOH gerelateerd door:

pH + pOH =14  → pH =14 – pOH

Een pOH van 12 levert bijvoorbeeld een pH van 2 op. De omgekeerde berekening gebruikt 14 – pH =pOH.