العوامل المؤثرة على الرقم الهيدروجيني

كتابة: ابتسام مهران آخر تحديث: 28 فبراير 2021 , 15:11

تعريف الرقم الهيدروجيني

الرقم الهيدروجيني PH هو مقياس لمدى حمضية المياه الأساسية ، يتراوح النطاق من 0 إلى  14 ، مع كون الرقم 7 متعادل ، يشير الأس الهيدروجيني الأقل من 7 إلى الحموضة ، بينما يشير الأس الهيدروجيني الأكبر من 7 إلى القاعدية، الرقم الهيدروجيني هو مقياس للكمية النسبية لأيونات الهيدروجين والهيدروكسيل الحرة في الماء ، لذلك الماء الذي يحتوي على المزيد من أيونات الهيدروجين يكون حامضي ، في حين أن الماء الذي يحتوي على المزيد من أيونات الهيدروكسيل الحرة يعتبر أساسيا ، نظرا لأن الأس الهيدروجيني يمكن أن يتأثر بالمواد الكيميائية الموجودة في الماء ، فإن الرقم الهيدروجيني مؤشر مهم للمياه التي تتغير بشكل كيميائي .

يتم الإبلاغ عن الأس الهيدروجيني في “الوحدات اللوغاريتمية” ، يمثل كل رقم تغيرا بمقدار 10 أضعاف في حموضة/ قاعدية الماء، الماء ذو ​​الرقم الهيدروجيني خمسة وتكون أكثر من الماء بعشر درجات من الحموضة وكما نعلم أن الماء تكون درجة حموضته 6 ويتساءل البعض عن كيفية حساب الرقم الهيدروجيني pH وهذا يمكن حسابه بكل سهوة.

أهمية الرقم الهيدروجيني

يحدد الرقم الهيدروجيني للماء قابلية الذوبان (الكمية التي يمكن إذابتها في الماء) ، والتوافر البيولوجي (الكمية التي يمكن أن تستخدمها الحياة المائية) للمكونات الكيميائية مثل العناصر الغذائية (الفوسفور والنيتروجين والكربون) ، والمعادن الثقيلة (الرصاص ، النحاس والكادميوم وما إلى ذلك) ، على سبيل المثال ، لا يضيف فقط تأثير على شكل الفسفور وكميته بل أيضا يحدد ما إذا كان الرقم الهيدروجيني الخاص به صالح للحياة أم لا ، في حالة المعادن الثقيلة، تحدد درجة قابليتها للذوبان مدى سميتها، تميل المعادن إلى أن تكون أكثر سمية عند انخفاض درجة الحموضة لأنها أكثر قابلية للذوبان. [1]

العوامل المؤثرة على الرقم الهيدروجيني

يتطلب الحفاظ على مستوى الأس الهيدروجيني الصحيح في حوض السباحة أو حوض السمك أو التربة أو حتى جسم الإنسان اختبار وتصحيح متكرر ، والرقم الهيدروجيني هو مقياس توازن الأحماض والقلويات في السائل أو التربة ، هناك العديد من المتغيرات التي ستؤثر على مستويات الأس الهيدروجيني ، سيساعد تطوير الوعي بهذه العوامل في التحكم في تأثيرها على توازن مستوى الأس الهيدروجيني وتتمثل هذه العوامل في الآتي:

  • التشبع: عند إذابته في الماء ، يشكل ثاني أكسيد الكربون حمض ضعيف يمكنه التخلص من توازن الأس الهيدروجيني ، ويأتي ثاني أكسيد الكربون من مصادر عديدة ، بما في ذلك عمليات التنفس أو تحلل الأسماك ، والحشرات والنباتات المائية والطحالب والبكتيريا .
  • الأحماض والالكالين: تؤثر كلا من التربة والألكاين والمرجان وأشكال المواد العضوية المختلفة على الرقم الهيدروجيني ، حيث يقوم بغسل المواد السائلة التي فوقها ، ويقوم بإطلاق معادن مختلفة في البيئة المحيطة، هذه المعادن ، مثل معادن الكالسيوم والكبريتيد ، وتتحول بعد ذلك إلى أحماض عضوية قد تحدث بعد ذلك تغييرا في الرقم الهيدروجيني .
  • هيبوكلوريت الصوديوم والكالسيوم: سيكون لكل من هيبوكلوريت الصوديوم والكالسيوم تأثير طفيف على مستويات الأس الهيدروجيني ، غالبا ما يستخدم هيبوكلوريت الكالسيوم في معالجة المياه الصالحة للشرب وكوسيلة لتطهير محطات معالجة المياه ، يتم إدخال كلا المركبين بصورة سهلة في الجسم ويمكنه إحداث تغيير في الرقم الهيدروجيني التي يمكن قياسها بطرق غاية في البساطة وهي اختبار البول واللعاب .
  • الكلور: سيقلل الكلور عندما يصبح غازيا من مستويات الرقم الهيدروجيني لذلك تحتاج كلا من حمامات السباحة والمصادر التي تحتوي على مياه مكلورة ، فحص مستمر ، حيث انه من الممكن أن ينطلق الكلور المضاف لمعالجة المياه قد يطلق نفسه في شكل غازي (إذا تمت إضافته بشكل غير صحيح) ويغير التوازن .
  • الملوثات المحمولة جوا: يمكن أن يؤدي الغبار والملوثات الصغيرة الأخرى التي يحملها الهواء إلى تغيير مستوى الأس الهيدروجيني كثيرا لنفس السبب مثل الصخور والتربة ، قد تحتوي الجسيمات الدقيقة على مركبات كيميائية ، أو عضوية يمكن أن تتحول عند إذابتها في الماء إلى أحماض أو مركبات خفيفة ذات خصائص قلوية .
  • تلوث الهواء: غالبًا ما يحتوي تلوث الهواء الناتج عن التصنيع والنقل ، ومصادر أخرى على أكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت ، سيتحول كلا هذين المركبين إلى أحماض عند إدخالهما في الماء وأنواع أخرى من السوائل ، مما يؤثر بشكل كبير على مستويات الأس الهيدروجيني .[2]

الرقم الهيدروجيني للتربة

عند قياس قيم الأس الهيدروجيني للتربة بـ 0.01 مول لتر 1 CaCl 2 أو 1 مول لتر 1 KCl هي بشكل عام أقل من القيم التي تم الحصول عليها باستخدام الماء، لأن الكاتيونات في هذه الأملاح تميل إلى إزاحة H + و Al 3+ من مواد التربة إلى محلول التربة ، تتركز هذه المحاليل الملحية بشكل كاف للتغلب على الاختلافات في تركيز الملح في محلول التربة ، وبالتالي تقليل تأثير تركيز الملح على الرقم الهيدروجيني في معظم أنواع التربة ، هذه الحلول تقضي أيضا على التأثير المحتمل للتقاطع، يستخدم الكالسيوم في تحديد درجة الحموضة لأنه محلول التربة السائد في تربة المناطق المعتدلة ، 0.01 مول لتر -1 ومع ذلك ، فإن التركيز أعلى إلى حد ما من ذلك الموجود في معظم محاليل التربة ، وبالتالي فإن قيم الأس الهيدروجيني التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة عادة ما تكون أقل من قيم محاليل التربة .

بالنسبة لبعض الآفاق الجوفية للتربة شديدة التجوية في المناطق المدارية ، يمكن أن يكون الرقم الهيدروجيني في محلول الملح في الواقع أكبر من الرقم الهيدروجيني في الماء ، خاصة في التربة الجوفية منخفضة في طين السيليكات دائم الشحن ومنخفضة في المواد العضوية ، تهيمن أكاسيد وهيدروكسيدات الحديد والألومنيوم على التبادل الأيوني في هذه التربة ، وعند قيم الأس الهيدروجيني الحمضي، تكون الشحنة موجبة الشحنة ، مما يخلق حوض فعال لامتصاص الأنيون ، وهكذا عند إضافة الملح (أي CaCl 2 أو بوكل) أكثر OH – وشردهم الكلور – من H + من الكاتيونات ، مما أدى إلى زيادة في الحموضة.[3]

لماذا يعتبر الرقم الهيدروجيني مهم في تعليب الأطعمة

يتم تصنيف الأطعمة عادة على أنها “أطعمة حمضية” (درجة حموضة منخفضة، درجة حموضة 4.6 أو أقل) ، أو “أطعمة منخفضة الحموضة” (درجة حموضة عالية، درجة حموضة تزيد عن 4.6) ، يحدد الرقم الهيدروجيني للأطعمة العملية الآمنة لتعليبها ، يمكن تعليب الأطعمة الحمضية مثل الفواكه والمخللات بأمان في تعليب حمام مائي مغلي ، مزيج من الحموضة والماء المغلي (212 درجة فهرنهايت) يدمر الكائنات الحية الفاسدة مثل العفن ، والخميرة .

تعتبر عملية تعليب الماء المغلي أمر هام لمنع نمو القوالب ، والخمائر التي تتحمل الأحماض ،  والتي قد تؤدي إلى زيادة الرقم الهيدروجيني ، نظرا لأن قيم الأس الهيدروجيني للأطعمة الحدودية ، مثل التين والطماطم قد تكون أعلى بقليل من  4.6 ، يجب إضافة عصير الليمون ، أو حمض الستريك قبل المعالجة في تعليب حمام مائي مغلي ، يجب معالجة الأطعمة منخفضة الحموضة مثل الخضروات ، واللحوم في معلبات الضغط لتكون آمنة ، لذلك من المهم التعرف على كيفية حساب الرقم الهيدروجيني ، ويمكن معرفة كيف تحدد تراكيز ايونات الهيدروجين من خلال موقعنا. [4]

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق