ماذا يعني الرقم الهيدروجيني في الكيمياء؟

مقياس الأس الهيدروجيني هو طريقة لتمثيل كيف تكون المادة حمضية أو أساسية. يبدو المقياس غير منطقي للوهلة الأولى ، ومع ذلك فهو مستخدم على نطاق واسع في علم الأحياء والكيمياء والجيولوجيا والعلوم الفيزيائية الأخرى. يتطلب الاتصال في هذه المجالات فهم مفهوم الأس الهيدروجيني. بمجرد فهمه ، يعد مقياس الأس الهيدروجيني مؤشرًا مفيدًا لتوصيل خاصية فيزيائية مهمة للمواد.

الرقم الهيدروجيني ، الذي يُكتب دائمًا بحرف صغير "p" ، هو مقياس لمقدار الهيدروجين الأيوني في المادة. يمتد المقياس من 0 إلى 14. تحتوي المياه النقية تمامًا على درجة حموضة 7 ، وهي محايدة. كلما انخفض الرقم على المقياس ، زادت حمضية المادة. كلما زاد الرقم على المقياس ، كلما كانت المادة أساسية أو قلوية. المواد شديدة الحموضة أو القاعدية تميل إلى أن تكون أكالة أو مسببة للحرق. المقياس لوغاريتمي ، مما يعني أنه يعتمد على العشرات. وبالتالي ، فإن المادة ذات الرقم الهيدروجيني 4 تكون حمضية أكثر بعشر مرات من مادة برقم هيدروجيني 5.

رياضيا ، الرقم الهيدروجيني يعني السجل السلبي لتركيز أيونات الهيدروجين في مادة ما. يأخذ هذا تركيز أيونات الهيدروجين في مادة ما ويحولها إلى قيمة على مقياس الأس الهيدروجيني ، حيث يمكن فهمها بشكل أفضل. تم العثور على تركيز الهيدروجين في شكل مولارية ، أو مولات لكل لتر. ثم يتم أخذ السجل السلبي للتركيز. لذا فإن الأس الهيدروجيني في الكيمياء هو طريقة مبسطة لتمثيل عدد أيونات الهيدروجين في مادة معينة.

على سبيل المثال ، إذا كانت العينة 1 لتر وتحتوي على 0.02 جم من الهيدروجين ، فيمكنك حساب الرقم الهيدروجيني. يجب عليك أولا تحديد مولاريتها. نظرًا لأن مولًا من الهيدروجين يبلغ تقريبًا 1 جم ، فإن 0.02 جرام لكل لتر يساوي 0.02 مول لكل لتر ، مما يعطي مولارية قدرها 0.02. في التدوين العلمي ، سيكون هذا 2 × 10 ^ -2. إذن ، اللوغاريثم السالب لهذا الرقم سيكون الأس الذي أمامه علامة سالبة (-2 = 2). وبالتالي ، فإن الرقم الهيدروجيني لهذه العينة سيكون 2.

يمكنك أيضًا استخدام طريقة غير مباشرة لقياس الأس الهيدروجيني. إذا كنت تعرف الرقم الهيدروجيني ، فيمكنك حساب الرقم الهيدروجيني. الأس الهيدروجيني هو السجل السالب لأيون الهيدروكسيد ، أو مجموعة OH. بسبب الطريقة التي يتفاعل بها الهيدروجين والهيدروكسيد ، فإن pOH هو في الأساس عكس الأس الهيدروجيني. لذا ، إذا كنت تعرف تركيز الهيدروكسيد ، يمكنك حساب الرقم الهيدروجيني بالمعادلة 14 - الأس الهيدروجيني = الرقم الهيدروجيني. على سبيل المثال ، إذا كانت المادة تحتوي على pOH بقيمة 12 ، فسيكون لها الرقم الهيدروجيني 2. يمكنك تطبيق نفس المبدأ في الاتجاه المعاكس لإيجاد الأس الهيدروجيني من الرقم الهيدروجيني باستخدام الصيغة 14 - الرقم الهيدروجيني = الرقم الهيدروجيني