Vesinikeksponent

pH näitab, kas lahus on happeline, aluseline või neutraalne.

Vesinikioonid on prooton (H+) või prooton, mis on ühinenud vee molekuliga, moodustades hüdrooniumiooni (H₃O⁺). Vesinikioonide kontsentratsioon võib eri lahustes (nt aluselistes ja happelistes lahustes) olla väga erinevates suurusjärkudes. Seetõttu on lihtsustamise huvides võetud kasutusele logaritmiline skaala. Kasutatakse logaritmi alusel 10, mida logaritmi alusena enamasti ei märgita (log₁₀ b = log b). pH väärtused jäävad üldjuhul vahemikku 0...14. On siiski ka ülihappelisi lahuseid, mille pH on negatiivne. Samuti on tugevalt aluselisi lahuseid, mille pH on üle 14.

Puhta vee pH on 7. Selles on vesinikioonide ja hüdroksiidioonide hulk omavahel tasakaalus. Vihmavee pH on kergelt happeline, sest vesi reageerib õhus oleva süsinikdioksiidiga, moodustades süsihappe. Vihmavee normaalne pH on umbes 5,5.

Lahus on happeline kui pH < 7, aluseline kui pH > 7 ja neutraalne kui pH = 7. Vastavaid keskkonnaolekuid nimetatakse aluselisuseks (pH > 7) ja happesuseks ehk happelisuseks (pH < 7).

See pH-skaala kehtib üksnes standardtingimustel (1 atmosfäär ja 25 °C). Teisisõnu: lahuse pH muutub temperatuuri ja rõhu muutudes.

pH-skaala on võetud kasutusele 1909. aastal Taani keemiku Søren Sørenseni ettepanekul. See oli tingitud vajadusest väljendada lahuse happesust lihtsamate arvudega, kui seda on kümneastmed.

Matemaatiliselt näeb pH arvutamise valem välja järgmine:

pH = -log [H⁺], kus [H⁺] on lahuse vesinikioonide kontsentratsioon (mol/l).

pH arvutamise näide

Oletame, et vihmavee vesinikioonide kontsentratsioon [H⁺] on 1,5 ${\displaystyle \cdot }$ 10^-4 M.

Sel juhul pH = - log 1,5 ${\displaystyle \cdot }$ 10^-4 = - (log 1,5 + log 10^-4 ) = - (0,18 - 4) = - 0,18 + 4 = 3,82.

3,82 on vihmavee kohta liiga happeline. See tähendab, et tegemist on happevihmaga.

pH ehk vesinikueksponendi ja pOH ehk hüdroksiidieksponedi vahelist seost väljendab valem:

pH + pOH = 14.

pOH arvutamise valem: pOH = -log [OH^-], kus [OH^-] on lahuse hüdroksiidioonide kontsentratsioon (mol/l).

Enamik eluprotsesse saab elusorganismides, sh inimorganismis normaalselt kulgeda üsna kitsas pH vahemikus. Inimese vere ideaalseim pH tase on 7,365. Sündides on veri aluselisem ja vananedes muutub happelisemaks. Liiga happeliseks või aluseliseks muutunud veri mõjutab rakkude ainevahetuse aktiivsust, see omakorda kõiki eluprotsesse. Inimene sureb, kui vere pH on langenud alla 6,8 või tõusnud üle 7,8, sest rakkude talitlus lakkab.