pH: definição e importância

Este post mostra o conceito de pH e sua influência no ciclo do nitrogênio. É uma continuação do post anterior sobre Meio Ambiente.

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O que é o pH?

É a abreviatura de potencial hidrogeniônico e uma medida de escala logarítmica, que indica o grau de acidez ou alcalinidade em uma solução. Quanto maior a quantidade de íons de hidrogênio ($H^{+}$) dissolvidos em solução aquosa, mais ácida é a substância.

Cálculo

O pH é o logaritmo negativo da concentração de $H^{+}$ em mol/l na base 10.

$pH=-log[H^{+}]$

$[H^{+}]=10^{-pH}$

Esta equação mostra que cada número possui 10 vezes mais concentração de $H^{+}$ em meio aquoso do que o número maior. Por exemplo, uma substância com pH igual a 5 é 10 vezes mais ácido do que uma solução com pH de 6.

A influência do pH no ciclo do nitrogênio

As plantas terrestres usam a amônia para sintetizar aminoácidos. No meio aquático, a amônia ($NH_{3}$) é tóxica para os peixes. Esta molécula pode atravessar as guelras do peixe. Quando estiver dentro da guelra, pode se converter em íon amônio ($NH_{4}^{+}$), esta conversão causa dano às células.

Além disso, o excesso de $NH_{3}$ prejudica o esqueleto dos corais, tornando-os menos denso. No entanto, o $NH_{4}^{+}$ não é tóxico para os peixes, pois não consegue entrar nas guelras.

Princípio de Le Chatelier no ciclo do nitrogênio

A amônia forma um equilíbrio com o íon amônio, mostrado pela seguinte reação química reversível.

$NH_{3}+H_{2}O\rightleftharpoons NH_{4}^{+}+OH^{-}$

Um sistema químico está em equilíbrio quando a velocidade das reações nos dois lados da equação reversível são iguais e quando a concentração das substâncias envolvidas são constantes. O princípio de Le Chatelier afirma que, quando o equilíbrio de um sistema químico é perturbado por um fator externo, este sistema se reajusta para ficar em um novo equilíbrio. No sistema químico acima, que é parte do ciclo do nitrogênio, quanto menor o pH da água, maior a produção de $NH_{4}^{+}$.