مثير للإعجاب

ما هو الرقم الهيدروجيني وماذا يقيس؟

ما هو الرقم الهيدروجيني وماذا يقيس؟

الرقم الهيدروجيني هو مقياس لوغاريتمي لتركيز أيون الهيدروجين في محلول مائي pH = -logH+ حيث log هو اللوغاريتم 10 الأساسي و H+ هو تركيز أيون الهيدروجين في الشامات لكل لتر

يصف الرقم الهيدروجيني درجة الحمضية أو الأساسية في المحلول المائي ، حيث يكون الرقم الهيدروجيني أقل من 7 حامضيًا والرقم الهيدروجيني أكبر من 7 أساسي. يعتبر الرقم الهيدروجيني لـ 7 محايدًا (مثل الماء النقي). عادةً ما تتراوح قيم الأس الهيدروجيني من 0 إلى 14 ، على الرغم من أن الأحماض القوية جدًا قد تحتوي على أس هيدروجيني سلبي ، في حين قد تحتوي الأسس القوية جدًا على الأس الهيدروجيني.

تم وصف مصطلح "الرقم الهيدروجيني" لأول مرة من قبل عالم الكيمياء الحيوية الدنماركي سورين بيتر لوريتز سورينسن في عام 1909. الرقم الهيدروجيني هو اختصار لـ "قوة الهيدروجين" حيث "p" اختصار للكلمة الألمانية للسلطة ، potenz و H هو رمز العنصر للهيدروجين.

لماذا قياسات الرقم الهيدروجيني مهمة

تتأثر تفاعلات المواد الكيميائية في الماء بحموضة أو قلوية المحلول. هذا مهم ليس فقط في مختبر الكيمياء ، ولكن في الصناعة والطبخ والطب. يتم تنظيم درجة الحموضة بعناية في الخلايا البشرية والدم. يتراوح الرقم الهيدروجيني الطبيعي للدم بين 7.35 و 7.45. قد يكون التغير حتى عُشر وحدة الأس الهيدروجيني قاتلاً. درجة الحموضة في التربة مهمة لإنبات المحاصيل ونموها. يؤدي المطر الحمضي الناجم عن الملوثات الطبيعية والتي من صنع الإنسان إلى تغيير حموضة التربة والمياه ، مما يؤثر بشكل كبير على الكائنات الحية وغيرها من العمليات. في الطهي ، تستخدم تغييرات الأس الهيدروجيني في الخبز والتخمير. نظرًا لأن العديد من ردود الفعل في الحياة اليومية تتأثر بالحموضة ، فمن المفيد معرفة كيفية حسابها وقياسها.

كيف يتم قياس درجة الحموضة

هناك طرق متعددة لقياس درجة الحموضة.

  • الطريقة الأكثر شيوعًا هي مقياس الأس الهيدروجيني ، والذي يتضمن قطب حساس لدرجة الحموضة (عادة ما يكون مصنوعًا من الزجاج) وإلكترودًا مرجعيًا.
  • تغير مؤشرات قاعدة الحمض اللون استجابة لقيم الأس الهيدروجيني المختلفة. يتم استخدام ورق عباد الشمس وورق الأس الهيدروجيني لإجراء قياسات سريعة وغير دقيقة نسبيًا. هذه شرائح من الورق تم معالجتها بمؤشر.
  • يمكن استخدام مقياس الألوان لقياس درجة الحموضة للعينة. تمتلئ قارورة بعينة ويضاف الكاشف لإنتاج تغيير لون يعتمد على الرقم الهيدروجيني. تتم مقارنة اللون مقابل مخطط أو معيار لتحديد قيمة الرقم الهيدروجيني.

مشاكل قياس درجة الحموضة القصوى

قد تواجه المحاليل الحمضية والأساسية في المواقف المختبرية. يعد التعدين مثالاً آخر على الموقف الذي قد ينتج عنه محلول مائي حمضي غير عادي. يجب استخدام تقنيات خاصة لقياس قيم الأس الهيدروجيني المتطرفة التي تقل عن 2.5 وما فوق حوالي 10.5 لأن قانون Nernst غير دقيق في ظل هذه الظروف عند استخدام الأقطاب الزجاجية. اختلاف القوة الأيونية يؤثر على إمكانات القطب. قد يتم استخدام أقطاب خاصة ، وإلا ، من المهم أن تتذكر أن قياسات الرقم الهيدروجيني لن تكون بنفس دقة تلك المستخدمة في المحاليل العادية.