كيفية حساب تأثير درجة الحموضة للتخفيف

التخفيف هو أسلوب معملي شائع يواجهه معظم طلاب العلوم عندما يرغبون في تحقيق تركيز معين من الحل. ولكنه أيضًا ما تفعله عندما تضيف الماء إلى طعامك ومشروباتك في المنزل لجعلها ترضيك أكثر. يؤثر التخفيف على العديد من خصائص المحلول ، بما في ذلك مستوى الأس الهيدروجيني.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

يجعل التخفيف المحلول الحمضي أكثر قلوية والمحلول القلوي أكثر حمضية. لحساب تأثير درجة الحموضة للتخفيف ، يمكنك تحديد تركيز أيونات الهيدروجين وتحويله إلى أس هيدروجيني باستخدام صيغة عمل بسيطة.

لتخفيف محلول مائي ، ما عليك سوى إضافة الماء إليه. يؤدي هذا إلى زيادة نسبة المذيب أو المادة السائلة المراد تخفيفها مقارنةً بالمذيب أو المكون المذاب في المذيب. على سبيل المثال ، إذا خففت الماء المالح ، سيحتوي المحلول على نفس كمية الملح ، لكن كمية الماء ستزداد.

يقيس مقياس الأس الهيدروجيني مدى حمضية أو قلوية المادة. يمتد من 0 إلى 14 ، مع درجة حموضة 7 محايدة ، ودرجة حموضة أقل من 7 تكون حمضية ودرجة حموضة أعلى من 7 تكون قلوية. المقياس لوغاريتمي ، مما يعني أن كل قيمة كاملة للرقم الهيدروجيني أقل من 7 هي حمضية أكثر بعشر مرات من القيمة الأعلى التالية. على سبيل المثال ، الرقم الهيدروجيني 3 أكثر حمضية بعشر مرات من الرقم الهيدروجيني 4 و 100 مرة أكثر حمضية من الرقم الهيدروجيني 5.

وينطبق الشيء نفسه على قيم الأس الهيدروجيني فوق 7. كل قيمة قلوية عشر مرات أكثر من القيمة الكاملة الأدنى التالية. على سبيل المثال ، الرقم الهيدروجيني 9 قلوي عشر مرات أكثر من الرقم الهيدروجيني 8 وقلوي 100 مرة أكثر من الرقم الهيدروجيني 7. يحتوي الماء النقي أو المقطر على درجة حموضة 7 ، ولكن عند إضافة مواد كيميائية إلى الماء ، يمكن أن يصبح المحلول إما حامضيًا أو قلويًا. مستوى الأس الهيدروجيني للمحلول هو مقياس لتركيز أيون الهيدروجين. المحاليل ذات التركيز العالي من أيونات الهيدروجين لها درجة حموضة منخفضة ، والمحاليل ذات التركيزات المنخفضة من أيونات الهيدروجين لها درجة حموضة عالية.

تشمل المواد الحمضية القهوة السوداء وحمض البطارية وعصير الليمون. يؤدي تخفيف الحمض إلى تقليل تركيز أيونات H + (aq) ، مما يزيد من مستوى الأس الهيدروجيني للمحلول نحو 7 ، مما يجعله أقل حمضية. ومع ذلك ، لا يمكن أن يزيد مستوى الأس الهيدروجيني لمحلول حمضي عن 7 ، لأن الماء الذي تضيفه لتخفيفه ليس قلويًا.

تشمل المواد القلوية الأمونيا والبيكنج بودر والمبيض. يؤدي تخفيف القلوي إلى تقليل تركيز أيونات OH- (aq) ، مما يقلل من مستوى الأس الهيدروجيني للمحلول نحو 7 ، مما يجعله أقل قلوية. ومع ذلك ، لا يمكن أن يقل مستوى الأس الهيدروجيني لمحلول قلوي عن 7 ، لأن الماء الذي تضيفه لتخفيفه ليس حامضيًا.

مستوى الأس الهيدروجيني للمحلول هو مقياس لتركيز أيون الهيدروجين. المحاليل ذات التركيز العالي من أيونات الهيدروجين لها درجة حموضة منخفضة ، والمحاليل ذات التركيزات المنخفضة من أيونات الهيدروجين لها درجة حموضة عالية. تعريف عملي بسيط للرقم الهيدروجيني هو pH = - log [H +] ، حيث [H +] هي مولارية أيون الهيدروجين. لوغاريتم رقم ما هو ببساطة الأس عندما تكتب هذا الرقم في صورة قوة عشرة. يكون تعريف الأس الهيدروجيني المُحلول لمولارية أيون الهيدروجين هو [H +] = 10-pH. على سبيل المثال ، مولارية أيونات الهيدروجين في محلول الأس الهيدروجيني 6 هي 10^-6 م. استخدم هذا الحساب لتقدير تركيز أيون الهيدروجين قبل التخفيف.

بعد التخفيف ، قم بقياس الحجم الجديد للمحلول. على سبيل المثال ، إذا قمت بتخفيف المحلول إلى أربعة أضعاف حجمه الأصلي ، فسيقل التركيز إلى الربع. إذا كان الحجم الأصلي V1 ، والحجم الإجمالي بعد التخفيف هو V4 ، فسيكون التركيز النهائي V1 / V4 ضعف التركيز الأصلي. يمكنك بعد ذلك تحويل تركيز أيون الهيدروجين إلى الأس الهيدروجيني باستخدام الرقم الهيدروجيني = - اللوغاريتم [H +].