ما هو الرقم الهيدروجيني
يعتبر مصطلح ph هو اختصار لإمكانات الهيدروجين ، حيث يعتبر الرقم الهيدروجيني هو عبارة عن وحدة قياس تمثل تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول .
وقدمت هذه الوحدة بواسطة عالم الكيمياء الحيوية peter soren في عام 1909 ، وكانت عبارة عن طريقة سهلة من أجل تمثيل تركيز أيونات الهيدروجين في محلول أثناء المعايرة .
عند إضافة حمض أو قاعدة إلى الماء نجد أن ذلك المركب يتفكك إلى أيونات أما بالنسبة للأحماض يكون أحد هذه الأيونات ، هو أيون الهيدروجين الموجب ، وذلك يوضح لنا
كيف تحدد تراكيز ايونات الهيدروجين
.
بينما نجد أن القواعد تشير إلى أن أحد الأيونات هو أيون الهيدروكسيد والذي يكون رمزه -oh وقد يعرف هذا الوصف للأحماض والقواعد بنظرية أرهينيوس .
وقد يتم وصف تركيز أيونات الهيدروجين بواسطة مقياس الأس الهيدروجيني كقيمة عددية .
قد يعني الرقم الهيدروجيني إمكانات الهيدروجين أو قوة الهيدروجين ، حيث يعتبر الرقم الهيدروجيني هو سالب لوغاريتم القاعدة رقم 10 لنشاط أيون الهيدروجين . [1] [2]
ما المقصود بقياس الأس الهيدروجيني
يعتبر مقياس الأس الهيدروجيني هو الذي يقوم بوصف حموضة المحلول ، ومعرفة المحلول الحمضي ، أو المحايد ، أو الأساسي الذي يحتوي على أس هيدروجيني أقل من 7 هو حمض ، وبالضبط رقم 7 هو محلول متعادل وفوق 7 هو قاعدة .
نجد أن القواعد تحتوي على عدد أقل من أيونات الهيدروجين ، ولكن نجد المزيد من أيونات الهيدروكسيد والتي تمثل من خلال إمكانات أيونات الهيدروكسيد .
وقد قام العديد من العلماء بدراسة خصائص الأحماض وكذلك القواعد من أفكار سورنسن وأرينيوس ، وتوصلوا إلى تعريفاتهم الخاصة .
تعتبر نظرية برونستيد لوري هي مفهوم يتضمن الحمض والقواعد التي تشير إلى أن الأحماض تعمل كمانحين للبروتون ، وذلك لأن ذرات الهيدروجين المحايدة تتكون من بروتون واحد وإلكترون واحد وقد يشار إلى أيون الهيدروجين الموجب بالبروتون . [1]
نجد أن مصطلح
الرقم الهيدروجيني
ph
في الكيمياء يمثل إمكانات الهيدروجين حيث يعتبر الرقم الهيدروجيني هو قياس الحموضة أو القلوية ، هو مقياس لتركيز أيون الهيدروجين والذي يقوم بتحديد الحموضة أو القلوية للمحلول الكيميائي المحدد ، قد تتراوح قيمة مقياس الأس الهيدروجيني عادة من 0 إلى 14. [3]
كيفية استخدام حاسبة الأس الهيدروجيني
يتم إجراء استخدام حاسبة الأس الهيدروجيني بالخطوات الآتية :
- إدخال اسم المحلول الكيميائي وقيمة تركيزه في حقل الإدخال المحدد .
- قم بالنقر فوق زر حساب للحصول على قيمة الأس الهيدروجيني .
- يتم عرض الرقم الهيدروجيني وقيمته في النافذة الجديدة .
تعتبر هذه القيمة المحسوبة أساسية وضرورية في علم الكيمياء ، وذلك لأنها العديد من الآثار على التطبيقات الصناعية والصيدلانية ، والتجارية أيضًا ، والتي تتمثل في الطعام والنبيذ .
قد يكون الرقم الهيدروجيني مفيد للتطبيقات العلمية والبيئية ، وهو يستخدم لفهم خصائص التربة والمياه كما يتم ملاحظة الرقم الهيدروجيني في الزراعة والبستنة وتربية الأحياء المائية . [4]
كيفية حساب الرقم الهيدروجيني pH
يجب استخدام الآلة الحاسبة العلمية من أجل تحديد الأس الهيدروجيني بواسطة تركيز +H وتلخيصه في كثير من الأحيان على أنه +H ، ويتم حساب ذلك باستخدام المعادلات الخاصة بحساب .
مثال 1: عند حساب الرقم الهيدروجيني لمحلول HCL 0.200 M .
تعتبر محاليل حمض الهيدروكلوريك من الأحماض القوية، لذلك يمكننا أن نتوقع أن يصبح الرقم الهيدروجيني أقل من 7 وعند استخدام Hcl 0.200 M.
نجد أن الرقم الهيدروجيني 0.70 يشير إلى محلول حمضي للغاية .
مثال 2: عند حساب الرقم الهيدروجيني لمحلول حمض النيتريك 0.100 مولر نجد أن حمض النيتريك على صيغة كيميائية ل HNO³ هو يعتبر حمض قوي آخر ، وبالتالي فإن الرقم الهيدروجيني لهذا المحلول سوف يكون أقل من 7 مثل تركيز أيونات الهيدروجين .
نجد أن درجة الحموضة 1.00 تشير إلى محلول حمضي للغاية ، حيث أنه في المثالين 1 و2 يمكننا أن نستخدم الحمض كتركيز أيون +H ، وذلك لأن كل جزيء حمض ينفصل وبالتالي يتم إطلاق +H أيون .
وقد يشار إلى تلك الأنواع من الأحماض باسم الأحماض القوية ، بينما الأحماض الضعيفة فإن معظم جزيئات الحمض نجدها لا يمكنها الانفصال ، لذلك يتعين علينا استخدام طرق أكثر تعقيدًا لحساب الرقم الهيدروجيني لمحاليل الأحماض الضعيفة . [1]
أهمية الأس الهيدروجيني
توجد درجة الحموضة في كل مكان حولنا ، حيث يعتبر من المهم أن تحافظ المحاليل الحيوية والتي تتمثل في الماء وحمض المعدة والدم على درجة حموضة ثابتة .
يمكن للماء ذو الرقم الهيدروجيني تحديد المحايد حوالي 7 ، والتي هي تكون قابلة للذوبان للعديد من المركبات ، حيث أنه بدون الرقم الهيدروجيني المناسب للماء لن تحدث العديد من التفاعلات الكيميائية .
يمكننا أيضًا أن نلاحظ ذلك من خلال الظواهر التي تحدث بشكل طبيعي ، مثل المطر الحمضي حيث يمكن ان يتسبب الترسيب شديد الحموضة في حدوث تآكل ونتائج بيئية خطيرة أخرى .
يلعب الأس الهيدروجيني دور مهم في الحلول في جسم الإنسان ، حيث تعتبر قيم الأس الهيدروجيني المحددة أمر حيوي لأدوار المحاليل مثل اللعاب ، وحمض المعدة والدم .
نجد أن إنتاج اللعاب في الفم هو الخطوة الأولى في عملية الهضم في أنحاء الجهاز الهضمي يجب تكسير الطعام من خلال المحاليل الحمضية . [1]
العوامل المؤثرة على الرقم الهيدروجيني
يوجد العديد من
العوامل المؤثرة على الرقم الهيدروجيني
،
والتي تتضمن الآتي :
وسط القياس : نجد أنه قد يثير العديد من المشاكل ، ويمكن أن يؤدي استخدام الماء الذي لا يحتوي على أيونات والمقطر إلى زيادة المقاومة الكهربائية في وسط القياس .
- جهات الاتصال : يتم توصيل الأقطاب الكهربائية من خلال استخدام الكابلات ، حيث يتم تصنيع الكابلات المختلفة من قبل جهات تصنيع متنوعة .
- كابل توصيل الأس الهيدروجيني : من الممكن أن تتسبب الدوائر القصيرة في حدوث العديد من الأخطاء عند قراءة الأس الهيدروجيني ، لذلك يجب أن يتمتع مقياس الأس الهيدروجيني وجميع توصيلاته الكهربائية بمقاومة عالية للعزل .
- تأثير درجة الحرارة : درجة الحرارة هي من العوامل المهم أثناء قياس الأس الهيدروجيني وذلك لأن التفاعلات الكيميائية ، وقيم الأس الهيدروجيني تعتمد بشكل كبير على درجة الحرارة.
- تأثير الرطوبة والضغط : قد تؤدي الضغوط الشديدة والتغيرات في الضغط إلى التسبب في إتلاف المادة الزجاجية للمرجع .
- الاضطرابات الميكانيكية : قد يؤدي وجود الجسيمات في الوسط إلى حدوث تآكل السطح الزجاجي لقطب الأس الهيدروجيني ، وقد صممت أسطح من أغشية لزجاج من أجل تقليل تأثير هذه المشكلة .
- الاضطرابات الكهربائية : يمكن أن تؤدي الأعطال الكهربائية ، أو حدوث ماس كهربائي إلى فقدان المنحدر أو الإشارة في مقياس الأس الهيدروجيني .[5]