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pH

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pelo Dr.  Marcos A. Bizeto

Antes de começar a falar sobre pH temos que fazer algumas considerações sobre as propriedades da água que serão importantes na compreensão do assunto. 
           A água sofre uma reacção de dissociação onde uma molécula de H₂O se separa em H⁺ (catiões) e OH^- (aniões). Este fenómeno pode ser facilmente entendido como se a água se dissolvesse nela mesma, embora esta interpretação não seja muito correcta do ponto de vista químico. 

H₂O ® H⁺ + OH^-

          A quantidade de água que se encontra dissociada não é aleatória, ela respeita uma condição de equilíbrio. Quando a reacção de dissociação atinge a condição de equilíbrio o produto da concentração de H⁺ e OH^- deve ser igual a 1,0 x 10^-14. Em outras palavras em 1 mol de água pura temos 0,0000001 mols (1,0 x 10^-7) de H⁺ e 0,0000001 mols (1,0 x 10^-7) de OH^-, ou seja, em 1 L de água pura temos 0,0001 L dissociados (1mol é uma quantidade qualquer como gramas que equivale a 6,02 x 10²³ moléculas da substância em questão). 
         Portanto, pH nada mais é que uma medida da concentração de H⁺ na água. A sigla pH representa o logaritmo da concentração de H⁺ (mols / L) no equilíbrio, conforme a fórmula abaixo. 

pH = -log [H⁺]

       A escala de pH foi construída levando-se em conta a condição de equilíbrio, o valor 7 é dado como neutro pois equivale a condição de equilíbrio da água pura, onde a concentração de H⁺ é igual a concentração de OH^-. Os valores abaixo de 7 indicam que a água é ácida, ou seja, a concentração de H⁺ no equilíbrio é maior do que a concentração de OH^-. Já os valores acima de 7 indicam que a água é básica ou alcalina, ou seja, a concentração de OH^- no equilíbrio é maior do que a concentração de H⁺. Como se trata de uma escala logarítmica pequenas variações no valor do pH podem corresponder a uma grande variação na concentração de H⁺, por exemplo, o aumento de 1 unidade na escala de pH implica em um aumento de 10 vezes na concentração de H⁺. É por esse motivo que toda correcção de pH no aquário deve ser feita lentamente no máximo 0,2 unidades por dia para não causar problemas para os habitantes.
      O pH de um aquário pode ser facilmente determinado através de kits adquiridos em lojas do ramo. Esses kits possuem uma escala colorimétrica e um tubo de teste onde se goteja a solução de indicador e por comparação da cor obtida com a da escala colorimétrica determina-se o valor do pH. Geralmente este método apresenta bons resultados porém as limitações  encontram-se no indicador (substância responsável pela mudança de cor). Por exemplo, o Azul de Bromotimol que é muito usado em aquários de água doce, apresenta sensibilidade para mudanças de pH entre as regiões de 6,2 (amarelo) - 7,6 (azul). Valores fora dessa região não podem ser determinados. 
       O pH pode ser determinado de maneira muito precisa com o uso de um aparelho que possui um eléctrodo combinado de vidro que é muito sensível a concentração de H⁺. Os pin points, como são chamados estes aparelhos, actualmente são facilmente encontrados nas lojas do ramo mas ainda custam caro e exigem gastos extras referentes à manutenção periódica como troca de eletrodos e soluções de calibração.
       A correcção do pH pode ser feita utilizando-se várias substâncias. Para acidificar a água do aquário podem ser utilizadas soluções de ácido clorídrico (HCl) ou ácido fosfórico (H₃PO₄), porém muito cuidado deve ser tomado na  manipulação destas substâncias pois  tratam-se de ácidos fortes e podem causar queimaduras em contacto com a pele, além do fosfato ser um óptimo incentivador de algas. Por exemplo, se  deseja corrigir o pH de 7 para 6,8  utilize uma solução 30 % de HCl na proporção de 1 gota para cada 3 litros de água.
       Para alcalinizar a água pode ser usada uma solução de NaOH (hidróxido de sódio) 20 % na proporção de 1 gota para cada 3 litros de água. Alguns sais também podem ser usados na correcção do pH do aquário. Por exemplo para alcalinizar a água podem ser utilizados os seguintes sais: Na₂CO₃ (carbonato de sódio), NaHCO₃ (bicarbonato de sódio), Na₂HPO₄ (monohidrogeno fosfato de sódio) e para acidificar pode ser usado o NaH₂PO₄ (dihidrogeno fosfato de sódio), os sais de potássio também podem ser usados. Estes sais em contacto com água sofrem uma reacção chamada de hidrólise que interfere no equilíbrio de dissociação da água alterando o pH. Por exemplo o Na₂CO₃ aumenta o pH devido a seguinte reacção química:

CO₃^2- + H₂O ® HCO₃^- + OH^-

O OH^- liberado na reacção é o responsável pelo aumento do pH.
      A mistura de NaH₂PO₄ e Na₂HPO₄ em partes iguais forma uma solução tampão com pH em torno de 6,9. A formação do tampão evita que ocorram mudanças no pH. Uma explicação mais detalhada sobre tampões será assunto de um artigo futuro.
       Para manter o pH ácido naturalmente pode-se colocar no aquário um  troncos ou turfa no sistema de filtração (estes materiais devem ser bem lavados e preparados antes de se colocar no aquário pois podem tingir a água). Já para manter o pH básico (ou alcalino) coloca-se no aquário rochas calcárias como mármore e dolomita, pedaços de coral ou conchas.<