ما يميز الأس الهيدروجيني في الأحماض عن القلويات

كتابة: نورهان ناصر آخر تحديث: 26 أبريل 2021 , 00:36

ما هو الرقم الهيدروجيني

يتم تعريف الأس الهيدروجيني على أنه اللوغاريتم السالب لتركيز أيون H + ، ومن ثم فإن معنى اسم pH مبرر على أنه قوة الهيدروجين.

نعلم أن جميع الأحماض والقواعد لا تتفاعل مع نفس المركب الكيميائي بنفس المعدل ،حيث يتفاعل البعض بقوة شديدة ، والبعض الآخر معتدل بينما لا يظهر الآخرون أي رد فعل ، ولتحديد قوة الأحماض والقواعد من الناحية الكمية ، نستخدم مؤشرًا عالميًا يظهر ألوانًا مختلفة بتركيز مختلف من أيون الهيدروجين في المحلول ، بشكل عام ، تُستخدم قيمة الأس الهيدروجيني للأحماض والقواعد لتحديد قوتها كميًا.

تمييز الأس الهيدروجيني في الأحماض والقلويات

يتراوح الرقم الهيدروجيني لمحلول ما من 0 إلى 14 ، ومن هنا ؛

  • تسمى المحاليل التي لها قيمة pH تتراوح من 0 إلى 7 على مقياس الأس الهيدروجيني على أنها حمضية وقيمة الأس الهيدروجيني التي تتراوح من 7 إلى 14 على مقياس الأس الهيدروجيني تُعرف باسم المحاليل القلوية.
  • تُعرف المحاليل التي لها قيمة pH تساوي 7 على مقياس الأس الهيدروجيني باسم المحاليل المحايدة.
  • من المعروف أن المحاليل التي لها قيمة pH تساوي 0 هي محاليل حمضية بقوة ، علاوة على ذلك ، تنخفض الحموضة مع زيادة قيمة الأس الهيدروجيني من 0 إلى 7 في حين أن المحاليل التي تساوي قيمة الأس الهيدروجيني 14 تسمى محاليل قلوية بقوة.
  • تقل القلويات مع انخفاض قيمة الأس الهيدروجيني من 14 إلى 7.
  • تعتمد قوة الأحماض والقواعد على عدد أيونات H + و OH المنتجة ، من المعروف أن الأحماض التي تنتج عددًا أكبر من أيونات H + هي أحماض قوية والعكس صحيح.
  • تختلف درجة تأين الأحماض والقواعد باختلاف الأحماض والقواعد ، ويساعد في تحديد قوة الأحماض والقواعد.
  • تعتمد قوة الحمض على تركيز أيون الهيدرونيوم (H3O +) أيضًا ، بمساعدة المقارنة بين تركيز أيون الهيدرونيوم وأيون الهيدروكسيل ، يمكننا التمييز بين الأحماض والقواعد.
  • بالنسبة للمحلول الحمضي: [H3O +]> [OH–]
  • للمحلول المحايد: [H3O +] = [OH–]
  • للمحلول الأساسي: [H3O +] <[OH–]

قوانين الرقم الهيدروجيني

النشاط ليس له وحدات ويتم تعريفه من حيث تركيز H + أيون؛ aH + = [H +] / مول L-1 ، ومن ثم ، يتم إعطاء الرقم الهيدروجيني للمركب على النحو التالي ،

  • إذا كانت [H +]> 10-7 ، فإن الرقم الهيدروجيني أقل من 7 ويكون المحلول حامضيًا.
  • إذا كانت [H +] = 10-7 ، يكون الرقم الهيدروجيني 7 ويكون المحلول متعادلًا.
  • إذا كانت [H +] <10-7 ، فإن الرقم الهيدروجيني أكبر من 7 ويكون الحل قاعديًا.

وتتحكم قيمة pKw في التركيزات النسبية لأيونات الهيدروجين والهيدروكسيل لأن منتجها ثابت دائمًا ، يمكن حساب الأس الهيدروجيني للأحماض والقواعد تقريبًا بمساعدة مقياس الأس الهيدروجيني بينما نستخدم مقاييس الأس الهيدروجيني للقيم الدقيقة.[1]

حساب pH لمحاليل الأحماض والقواعد 

مقياس الأس الهيدروجيني هو أداة لقياس الأحماض والقواعد ، يتراوح المقياس من 0 إلى 14، وللتوضيح أكثر ؛
ورق عباد الشمس هو مؤشر يستخدم لمعرفة ما إذا كانت المادة عبارة عن حمض أم قاعدة ، يتطابق لون الورق مع الأرقام الموجودة على مقياس الأس الهيدروجيني للإشارة إلى نوع المادة التي يتم اختبارها ، على سبيل المثال ، الخل حمض ويقيس 2.4 على مقياس الأس الهيدروجيني.
يلعب توازن الأس الهيدروجيني الصحي دورًا مهمًا في صحتك العامة ، وعادة ما يتفق الأطباء والعلماء على ذلك ، يتم تحديد مستوى الأس الهيدروجيني ، أو المستوى المحتمل للهيدروجين ، في جسمك من خلال الطعام ونوع الشراب الذي تتناوله ، الأس الهيدروجيني هو تركيز أيونات الهيدروجين ، يعتمد هذا الحساب على مقياس من 0 إلى 14.

مقياس الأس الهيدروجيني لوغاريتمي ويظهر تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول بشكل عكسي. وذلك لأن الصيغة المستخدمة لقياس الأس الهيدروجيني تقارب التركيز المولي لأيونات الهيدروجين في المحلول إلى سالب لوغاريتمات القاعدة 10 ، وبشكل أكثر تحديدًا ، الرقم الهيدروجيني هو النشاط السلبي لأيون H + من لوغاريتمات القاعدة 10.

يمكن تتبع مقياس الأس الهيدروجيني إلى سلسلة من الحلول القياسية التي يتم تحديد الرقم الهيدروجيني لها بموجب اتفاقية دولية ، من خلال حساب فرق الجهد بين قطب الهيدروجين والقطب القياسي مثل قطب كلوريد الفضة ، يتم حساب القيم القياسية للأس الهيدروجيني باستخدام خلية تركيز مع تحويل ، كما يمكن استخدام قطب كهربائي زجاجي ومقياس الأس الهيدروجيني أو مؤشر تغيير اللون لقياس الرقم الهيدروجيني للمحاليل المائية.

حدود مقياس الأس الهيدروجيني

لا تعطينا قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول فكرة فورية عن القوة النسبية للمحلول ؛

  • الرقم الهيدروجيني هو صفر لمحلول 1N من حمض قوي.
  • الرقم الهيدروجيني سالب لتركيزات 2N ، 3N ، ION من الأحماض القوية.
  • في التركيزات الأعلى ، بدلاً من درجة الحموضة ، يتم استخدام وظائف حموضة هاميت.

أهمية الرقم الهيدروجيني

فقط نطاق ضيق من تغير الأس الهيدروجيني يمكن أن يحافظ عليه كائن حي ، وأي تغيير إضافي في الرقم الهيدروجيني يمكن أن يجعل الحياة صعبة ، على سبيل المثال؛

  • في حالة المطر الحمضي ، يكون الرقم الهيدروجيني للمياه أقل من 7 ، بينما يتدفق في النهر ، فإنه يقلل من الرقم الهيدروجيني لمياه النهر مما يجعل بقاء الحياة المائية أمرًا صعبًا.
  • نعلم أن معدتنا تحتوي على حمض الهيدروكلوريك الذي يساعد في هضم الطعام ، عندما تفرز المعدة الكثير من حمض الهيدروكلوريك أثناء عسر الهضم ، نشعر بالكثير من الألم والتهيج ،  ومن ثم ، فإننا نستخدم بشكل عام مضادات الحموضة أو قاعدة خفيفة تزيد من درجة الحموضة في المعدة الحمضية وبالتالي تقلل الألم.
  • تخفض البكتيريا الموجودة في أفواهنا أحيانًا درجة الحموضة في فمنا عن طريق إنتاج الأحماض من خلال تحلل جسيمات الطعام ، ومن ثم ، يُطلب منا تنظيف أفواهنا بمعجون الأسنان (الذي يعتبر أساسيًا بشكل عام) لمنع تسوسها عن طريق الحفاظ على الرقم الهيدروجيني.
  • نشعر بالكثير من الألم في حالة لسعة النحل حيث تقوم النحلة بحقن حمض الميثانويك من خلال لدغتها ، ومن ثم ، فإننا ننصح عمومًا بتطبيق صودا الخبز أو أي قواعد معتدلة أخرى على السطح لأنها تساعد في الحفاظ على الرقم الهيدروجيني للسطح.[2]

العوامل المؤثرة على الرقم الهيدروجيني

  • لا يعتمد الرقم الهيدروجيني للحمض القوي أو القاعدة على درجة الحرارة.
  • ينخفض ​​الرقم الهيدروجيني للحمض الضعيف مع زيادة درجة الحرارة بسبب زيادة التأين.
  • يزداد الأس الهيدروجيني للقاعدة الضعيفة مع زيادة درجة الحرارة بسبب زيادة التأين أو تركيز أيون [OH-].

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق