تقاس قوة الاحماض عن طريق ماذا ؟

تقاس قوة الاحماض عن طريق

الأس الهيدروجيني pH .

تقاس قوة الأحماض عن طريق الأس الهيدروجيني pH بمعنى أخر درجة الحموضة، الذي يطلق عليه اسم اللوغاريتم السالب لمعدل تركيز أيون H+، الأس أو الرقم الهيدروجيني يسمى بقوة الهيدروجين أو إمكانيات طاقة الهيدروجين، الأس الهيدروجيني يقدم وصفاً دقيقاً لمعدل نسبة الأيونات في المحاليل، وبالتالي تحدد حامضية المحلول أو قاعديته، أرقام الأس الهيدروجيني تتراوح ما بين 0 – 14.

قياس الأس الهيدروجيني

ما بين 0- 14 يتراوح قياس الأس الهيدروجيني أو قوة الهيدروجين .

نستعرض تالياً أرقام الأس الهيدروجيني، الذي تقاس قوة الأحماض عن طريقه، وهي كالاتي:

• المحاليل بمعدل أس هيدروجيني يتراوح ما بين 0- 6: محاليل حمضية Acidic Solutions.
• رقم قوة الهيدروجين يتراوح ما بين 8- 14: المحاليل الأساسية Basic Solutions.
• رقم الأس الهيدروجيني 7 على المقياس: المحاليل المحايدة Neutral Solutions.
• الأس الهيدروجين 0= هي محاليل شديدة الحمضية.

معنى اختصار PH

Potential Hydrogen أو أساسيات وقوة الهيدروجين .

الرقم أو الأس الهيدروجيني pH، تتراوح نسبته ما بين 0-14 في الماء، كلما ارتفع الرقم الهيدروجيني، كلما زادت قلوية المحاليل الكيميائية، كلما انخفض رقم الأس الهيدروجيني على المقياس، كلما زادت حمضية المواد، الجدير ذكره أن:

• المحاليل الحمضية التي على المقياس أقل من رقم 7، تحتوي على تركيزات هيدروكسيد منخفضة ونسب مرتفعة من الهيدرونيوم.
• المحاليل المحايدة رقمها 7 على المقياس وهي نسبة الحموضة في الماء الصالح للاستهلاك البشري.
• المحاليل على المقياس أكثر من 7 أساسية أو قاعدية أي أن نسبة الهيدرونيوم منخفضة ومعدلات الهيدروكسيد مرتفعة. [1]

الفرق بين الحمض والقاعدة

الحمض هو ترتفع فيها أيونات الهيدروجين، لذلك عندما يذوب في الحمض في الماء، يحدث في التغير بين نسب أيونات الهيدروكسيد والهيدروجين، وترتفع أيونات الهيدروجين وتنخفض أيونات الهيدروكسيد، لذلك يصبح المحلول حمضياً.

القاعدة أو المحلول الأساسي العكس، ترتفع نسبة أيونات الهيدروكسيد وتنخفض أيونات الهيدروجين، وتصبح هذه النوعية من المحاليل قاعدية وكلما زادت نسبة الأيونات أصبحت المحاليل قاعدية أو قلوية.

أمثلة على الرقم الهيدروجيني في الأحماض والقواعد

نستعرض خلال الجدول التالي أمثال متنوعة على الرقم الهيدروجيني في الأحماض والقواعد:

المعادلة الكيميائية للرقم الهيدروجيني

لحساب معدل الرقم الهيدروجيني للقواعد والأحماض الضعيفة، التي تذوب في الماء من خلال المعادلة التالية:

H₃O⁺ = تشير إلى تركيز الهيدرونيوم.

A^– = وحدة قياس التركيز القاعدي أو الأساسي.

HA= هو تركيز الحامض الضعيف.

الرقم الهيدروجيني للماء

7 هو الرقم الهيدروجيني الماء، لأنه محايد ليس قاعدي أو قلوي.

كما يتم التوصية أن يتراوح رقم الأس الهيدروجيني لماء الشرب ما بين 6.5 إلى 8.5، أشهر مؤشرات الرقم الهيدروجيني في الماء بمختلف اشكاله هي:

العوامل المؤثرة على الرقم الهيدروجيني

• نسبة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الماء.
• درجات الحرارة.
• تركيز نسب البيكربونات والكربونات.
• تحلل المواد العضوية.

نسبة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الماء: نسبة ثاني أكسيد الكربون CO₂، تعتبر من العوامل المؤثرة على الرقم الهيدروجيني pH، ذلك بسبب أن ثاني أكسيد الكربون هو العامل الذي يقوم بخفض نسبة الحموضة في الماء، بجانب زيادة نسبة أيونات الهيدروجين، وبالتالي ارتفاع نسبة  ثاني أكسيد الكربون، تؤدي لارتفاع نسبة الحموضة، نتيجة لذلك يتلوث الماء والغلاف الجوي، ليس ذلك فقط بل تقوم النباتات في فترات الليل خلال عملية التنفس، بإطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون، يؤدي ذلك إلى انخفاض درجة حموضة الماء عن رقم 7 وهو المعدل المحايد، وبالتالي يرتفع رقم الأس الهيدروجيني للماء.

درجات الحرارة: من العوامل المؤثرة بقوة على معدل الرقم الهيدروجيني، هو درجات الحرارة، على سبيل المثال عندما يتعرض الماء لتركيز قوي من ضوء الشمس، ترتفع درجة حرارته، وبالتالي تنخفض إمكانية ذوبان ثاني أكسيد الكربون في الماء، فيرتفع رقم الأس الهيدروجيني، يتحول الماء إلى الاتجاه القلوي، والعكس تعرض الماء إلى درجات حرارة باردة، يرتفع ذوبان ثاني أكسيد الكربون، ثم ترتفع الحموضة في الماء، نتيجة لانخفاض الرقم الهيدروجيني أو قوة الهيدروجين.

تركيز نسب البيكربونات والكربونات: من الأسباب التي تؤدي إلى تغير رقم  pH على سبيل المثال في الماء، هو نسبة البيكربونات والكربونات، التركيزات المرتفعة منهم في الماء يؤدي إلى تحول الماء من محايد إلى قاعدي، وإذا كان الماء حمضي وزادت نسبة هذه العناصر، يتحول إلى محايد.

تحلل المواد العضوية: هي العملية التي تحدث للكائنات الحية والمواد العضوية داخل الماء، لأن هذه المكونات تحتوي في طياتها على الكربون C، وبالتالي عند تحللها تنطلق كمية من الكربون ف الماء، ونتيجة لتأكسد المواد العضوية، يتكون غاز ثاني أكسيد الكربون، وبالتالي تزيد وتنخفض أيونات الهيدروجين، وفقاً لمعدل بطء أو سرعة ذوبان الكربون في الماء، كما ذكرنها تفصيلياً خلال السطور السابقة. [5]

ما اهمية الأس الهيدروجيني

• الكائنات الحية تتحمل معدلات محدودة من تغير الأس الهيدروجيني، لكن هناك معدلات تهدد حياة الكائنات الحية، مثل الكائنات البحرية، حيث تغير رقم الأس الهيدروجيني في المطر الحمضي وانخفاضه عن 7، يؤدي إلى تقليل الرقم الهيدروجيني في مياه الأنهار، وبالتالي تتدمر حياة الكائنات الحية.
• أما عن أهمية الأس الهيدروجيني في الإنسان، تغيره يؤدي لحدوث حالة من ارتجاع الحمض في المعدة، لتحييد الحمض بشكل طبيعي، تفرز بطانة المعدة حمض الهيدروكلوريك، الذي بدوره يعزز من إنتاج أنواع معينة من الأنزيمات، تقوم بالمساعدة على هضم الطعام، عند حدوث خلل في هذا الحمض، يحدث ارتجاع يستدعى التدخل الدوائي لتحييد الحمض.
• تقلل البكتيريا الموجودة في الفم من معدل الحموضة، من خلال الأحماض التي يتم إفرازها، نتيجة لتحلل جزيئات الطعام، وبالتالي تنخفض نسبة المعادن ومن عواقب ذلك تسوس الأسنان، لذلك ينصح الأطباء دائماً بغسل الأسنان بالمعاجين، لتحييد الحمض، وبالتالي يحدث عملية إعادة التمعدن.
• عند التعرض للدغات النحل، يدخل حمض الميثانويك أوالفورميك في الجلد، ولتحييد الحمض وعلاج اللدغة، يجب تطبيق مواد مثل صودا الخبز، وبالتالي يتم الحفاظ على الأس الهيدروجيني، من خلال تحييد الحمض.
• لا يتوقف تأثير الحمض على الصحة أو البيئة فقط، لكن أيضاً تتأثر المعالم الأثرية، نتيجة لزيادة الحمضيات التي تتعرض لها. [1]

نيرة محمد