كيفية حساب درجة الحموضة و الأس الهيدروجيني

المقاييس المستخدمة لحساب الأس الهيدروجيني والأس الهيدروجيني هي وجهان متعاكستان لعملة واحدة. بينما يخبرك أحدهما بتركيز أيونات الهيدروجين (الهيدرونيوم) ، يخبرك الآخر بتركيز أيونات الهيدروكسيد.

عادة ، يتم تسجيل الرقم الهيدروجيني على مقياس 0-14 (على الرغم من أنه ليس مقياسًا مطلقًا). قد تكون على دراية بحقيقة أنه عند انخفاض قيمة الأس الهيدروجيني ، تعتبر المادة حمضية ، وعند ارتفاع قيمة الأس الهيدروجيني تعتبر المادة أساسية. توضح لك هذه المقالة سبب ذلك وكيفية حساب كل من الأس الهيدروجيني والأس الهيدروجيني.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

لحساب الرقم الهيدروجيني ، خذ اللوغاريتم السالب لتركيز أيون الهيدرونيوم. لإيجاد الأس الهيدروجيني ، اطرح ببساطة الرقم الهيدروجيني من 14.

لحساب الأس الهيدروجيني ، خذ اللوغاريثم السالب لتركيز أيون الهيدروكسيد. لإيجاد الرقم الهيدروجيني ، اطرح ببساطة الأس الهيدروجيني من 14.

عندما يضاف حمض قوي إلى الماء ، يكون هناك زيادة في كمية أيونات الهيدرونيوم (ح₃ا⁺). وذلك لأن أيون الهيدروجين المرتبط بالحمض ينفصل عن الحمض ويرتبط بجزيء الماء. ألقِ نظرة على المثال التالي لـ HCl وهو حمض قوي جدًا:

يمنحك الرقم الهيدروجيني مؤشرا على تركيز H.₃ا⁺ في المحلول بينما يمنحك pOH مؤشرًا لتركيز OH^-. لكن كيف تحصل على هذه الأرقام فعلاً ، وماذا تعني؟

يشير "p" في pH و pOH إلى "-سجل. "يشير H أو OH في الأس الهيدروجيني و pOH إلى تركيز أيونات الهيدرونيوم (H₃ا⁺) أو أيونات الهيدروكسيد (OH^-). لذلك ، يقيس الرقم الهيدروجيني تركيز أيون الهيدرونيوم ، بينما يقيس pOH تركيز أيون الهيدروكسيد.

فقط الأحماض والقواعد القوية تنفصل تمامًا في الماء. نتيجة لذلك ، إذا تم إعطاؤك تركيز الحمض ، فأنت تعرف أيضًا تركيز أيونات الهيدرونيوم.

لنفترض أن لديك محلول 0.001 م من حمض الهيدروكلوريك. نظرًا لأن الحمض ينفصل تمامًا ، فهذا يعني أن تركيز أيون الهيدرونيوم هو أيضًا 0.001 م. للعثور على الرقم الهيدروجيني ، خذ السجل السلبي:

وبالتالي،

الرقم الهيدروجيني هو السجل السلبي لتركيز أيونات الهيدروكسيد. لكن بناءً على المعادلة أعلاه ، لا تعرف شيئًا عن أيونات الهيدروكسيد ، فماذا تفعل؟

في الواقع ، لأسباب تتعلق بثابت تفكك الماء عند 25 درجة مئوية (وهي خارج نطاق هذا المقال):

هذا يعني أنك إذا كنت تعرف الرقم الهيدروجيني أو الأس الهيدروجيني ، فأنت تعرف الآخر!

لذا ، إذا كان الرقم الهيدروجيني للمحلول الحمضي الخاص بك هو ثلاثة ، فيمكنك تعويض هذا في المعادلة أعلاه لإيجاد الأس الهيدروجيني:

هكذا،

بالنسبة لمحلول 0.001 مولار من حمض الهيدروكلوريك ، يكون الرقم الهيدروجيني ثلاثة ، و الأس الهيدروجيني هو 11.

يمكنك أيضًا إجراء الحساب العكسي. لنفترض أن لديك قاعدة قوية تحتوي على الرقم الهيدروجيني 13. ما هو الرقم الهيدروجيني pOH؟

وبالتالي فإن pOH هو:

كيف يمكنك أن تعرف بنظرة واحدة ما إذا كان المحلول حمضيًا أو أساسيًا بناءً على هذه الأرقام؟

حسنًا ، مقياس الأس الهيدروجيني هو وسيلة ملائمة للتحدث عن الأحماض والقواعد. يخبرك رقم على مقياس الأس الهيدروجيني بشيء عن هذا الحل.

1. عند الرقم الهيدروجيني <7 ، يعتبر المحلول حامضيًا بسبب التركيز العالي لأيونات الهيدروجين.
   
2. عند الرقم الهيدروجيني> 7 ، يعتبر المحلول أساسيًا بسبب انخفاض تركيز أيونات الهيدروجين.
3. عند الرقم الهيدروجيني = 7 ، يعتبر المحلول متعادلًا لأن تركيز أيون الهيدروجين والهيدروكسيد متماثل.