H2O è forse l’unica formula chimica ad essere conosciuta praticamente da tutti. La molecola d’acqua, una sorta di icona della chimica. Due atomi di idrogeno legati a un atomo di ossigeno. Immaginiamo ora di prendere un bicchiere e riempirlo d’acqua. Poiché le molecole sono oggetti piccolissimi il nostro bicchiere ne conterrà un numero pazzescamente grande, che possiamo scrivere con un 10 seguito da 24 zeri.
I chimici spesso disegnano le molecole d’acqua con una forma simile al faccione di topolino, come quelle che vedete qui.
Questa è acqua purissima perché, come vedete, non si sono altre cose. Solo grandi faccioni di topolino. Una legge di natura però fa si che, inesorabilmente, alcune delle molecole presenti si spezzino formando due altre specie: H+ e OH−. I chimici li chiamano ioni perché hanno una carica elettrica, simboleggiata dai segni più e meno scritti sopra. In pratica uno dei due idrogeni dell’acqua si stacca ma senza portarsi dietro il suo elettrone, diventando uno ione idrogeno, lasciando l’ossigeno legato all’altro idrogeno con un elettrone in più.
Solo un piccolissimo numero di molecole d’acqua però, una ogni 555 milioni di molecole a temperatura ambiente, si dissocia, e non è possibile in alcun modo aumentare o diminuire contemporaneamente il numero di H+ e OH− presenti. In nessun modo.
È però possibile aumentare il numero di ioni idrogeno a discapito degli OH− o viceversa. Il pH, una grandezza che potete leggere sull’etichetta delle acque in bottiglia, misura quanto gli ioni H+ e OH− sono sbilanciati. All’acqua pura, che non contiene altre sostanze neanche in tracce e che quindi ha lo stesso numero di H+ e di OH− , viene assegnato un pH pari a 7 e si dice che è neutra.
Se il numero di ioni idrogeno aumenta il pH diminuisce, andando verso lo zero, e l’acqua diventa acida. Viceversa se il numero di ioni H+ diminuisce l’acqua diventa alcalina e il pH aumenta. Le leggi fondamentali della chimica prevedono che il numero di H+moltiplicato per il numero di OH− debba rimanere costante. Non possiamo variare le due specie a nostro piacimento. Per semplificare supponiamo che il prodotto dei due tipi di ioni debba dare sempre il numero 36 ogni mille molecole presenti. Se abbiamo acqua pura avremo sei H+ e sei OH−, e il resto molecole indissociate: 6*6=36 e il pH è neutro. Se in qualche modo in soluzione sono presenti solo quattro H+ allora le leggi fondamentali della chimica impongono che siano presenti nove OH−, 4*9=36. Se invece ci sono nove H+ allora possono essere presenti solo quattro OH− e il pH sarà acido. Gli H+ sono solo tre? Allora ci saranno dodici OH− e il pH si sposta verso valori alcalini.
Una seconda legge di natura però stabilisce che l’acqua debba sempre essere elettricamente neutra: il numero di cariche positive e negative deve sempre essere uguale. Quindi se ci sono quattro H+ e nove OH− servono altre cinque cariche positive. Se leggete l’etichetta di un’acqua in bottiglia vedrete che sono presenti anche altri ioni positivi, ad esempio lo ione sodio, Na+, lo ione potassio, K+, o lo ione magnesio Mg++che ha due cariche positive.
Per bilanciare le cariche elettriche possiamo aggiungere per esempio cinque ioni Na+ottenendo di fatto una soluzione diluita di soda o idrossido di sodio. Se invece servono delle cariche negative queste possono venire per esempio da ioni cloro, Cl−, ottenendo una soluzione diluita di acido cloridrico. Mettendo altri ioni posso avere delle soluzioni più o meno acide o più o meno alcaline.
Un’acqua con un pH non neutro deve necessariamente contenere altre sostanze e non può essere pura. Potete facilmente rendervene conto guardando le etichette delle acque in bottiglia in vendita. Quasi sempre hanno un pH leggermente alcalino, proprio dovuto agli ioni disciolti.
Come curiosità sappiate che l’acqua perfettamente pura, che come ho spiegato sopra ha un pH teorico pari a 7, in realtà esposta all’anidride carbonica presente nell’aria ne assorbe un po’ diventando leggermente acida, come succede alle acque povere di ioni.
Ma non temete la debole acidità, il vostro stomaco contiene acido cloridrico a pH circa 1!
Ma allora cos’è “l’acqua ionizzata alcalina”?
Da alcuni anni sono in commercio degli apparecchi elettrici per uso domestico, spesso molto costosi, anche migliaia di euro, che producono “acqua ionizzata alcalina” a partire dall’acqua potabile dell’acquedotto. Questi apparecchi sfruttano la corrente elettrica per separare gli ioni H+ presenti dagli OH−. Il termine “acqua ionizzata” ha poco senso, come ho spiegato sopra, perché l’acqua è sempre elettricamente neutra, qualsiasi sia il pH, e nessun chimico degno della sua laurea userebbe il termine “acqua ionizzata” parlando di una soluzione acida o alcalina. Se volete significa solo che l’acqua non è pura ma che vi sono disciolti degli ioni e altre sostanze, come in qualsiasi acqua, in bottiglia o del vostro rubinetto. E quando acquistate dell’acqua deionizzata, magari da mettere nel ferro da stiro, significa che sono stati tolti gli ioni presenti.
Ma in più, per alterare il pH dell’acqua, questi apparecchi hanno bisogno, come abbiamo visto, di aggiungere altri ioni, come sodio o calcio, perché non è possibile avere in un bicchiere d’acqua solamente degli ioni OH− senza che vi siano delle cariche positive per controbilanciare la carica elettrica. E come ho spiegato prima, partendo da acqua perfettamente pura, è impossibile creare uno sbilanciamento di ioni H+ e OH−. Quindi, o gli ioni minerali sono già presenti nell’acqua di partenza in quantità sufficiente oppure arrivano dalle cartucce o dai filtri che si devono acquistare periodicamente. Ma sempre Na+, Ca++, Mg++ e compagnia sono. Quindi, se proprio volete bere acqua alcalina (e vedremo la prossima volta se ha senso), potete semplicemente sciogliere in un bicchiere d’acqua un po’ di bicarbonato di sodio: un vecchio rimedio della nonna a un costo notevolmente inferiore a qualsiasi apparecchio.
Migliaia di euro contro pochi euro per un chilo di bicarbonato di sodio o di carbonato di magnesio, se volete evitare il sodio.
Alla prossima
Dario Bressanini
