سواء كنت تستخدم مجموعة الأس الهيدروجيني للتأكد من أن مياه المسبح مريحة للسباحة ، أو تقييم درجة الحموضة في التربة لتنمية حديقة أو التفكير في كيفية يعمل دواء آلام المعدة على تحييد حمض الجهاز الهضمي ، ومن السهل رؤية مفهوم الأس الهيدروجيني في العالم الحقيقي ، حتى لو كانت الكيمياء الأساسية قليلة أكثر تطورا.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
يمتد مقياس الأس الهيدروجيني من 0 إلى 14 ، حيث 7 محايد. تعتبر أي مادة ذات قيمة pH أقل من 7 حمضية بينما تعتبر أي مادة ذات قيمة pH أعلى من 7 مواد أساسية أو قلوية.
مقياس الأس الهيدروجيني
مقياس الأس الهيدروجيني ليس مفهومًا علميًا جديدًا. في الواقع ، تم تقديمه في عام 1909 من قبل سورين بيتر لوريتز سورنسن. بصفته عالم كيمياء حيوية ، اخترع سورنسن مقياس الأس الهيدروجيني لتصور مدى حمضية أو قلوية (قاعدية) مادة ما على مقياس من 0 إلى 14. بينما يعتبر الرقم 7 متعادل الحموضة ، فإن أي قيمة أقل من 7 تكون حمضية ، وأي قيمة أعلى من 7 تعتبر أساسية.
مقياس الأس الهيدروجيني هو لوغاريتمي ، مما يعني أن القيم موجودة بنسبة متساوية مع بعضها البعض. هذا يعني أنه عند رفع المقياس من 14 إلى 0 ، تكون كل قيمة أكثر حمضية بعشر مرات من القيمة التي تحتها. على سبيل المثال ، إذا كانت مادة ما تحتوي على درجة حموضة 6 ، فإن هذه المادة تكون حمضية أكثر بعشر مرات من مادة ذات درجة حموضة متعادلة 7. عندما تنخفض في المقياس ، تكون كل قيمة أساسية عشر مرات أكثر من القيمة التي فوقها ، لذا فإن المادة التي تحتوي على الرقم الهيدروجيني 8 هي أساسية أكثر بعشر مرات من المادة المحايدة.
أمثلة على الأحماض والقواعد
في بعض الأحيان يكون من المفيد تصور مقياس الأس الهيدروجيني باستخدام المواد المنزلية الشائعة. تحتوي المياه النقية على درجة حموضة محايدة تبلغ 7. تشمل بعض الأحماض التي يسهل العثور عليها الخل وعصير الليمون وعصير البرتقال والقهوة والصودا. تشمل المواد الأساسية المتاحة بسهولة مواد التبييض والماء والصابون وحليب المغنيسيا. حتى دم الإنسان له قيمة pH قابلة للقياس ، والتي تتراوح عادة بين 7.35 و 7.45. إذا انخفض الرقم الهيدروجيني لدم الإنسان عن 6.8 أو ارتفع فوق 7.8 ، تكون النتيجة قاتلة.
قليلا أقل الأساسية
في حين أنه من السهل إلى حد ما فهم كيفية استخدام مقياس الأس الهيدروجيني لقياس ما إذا كانت المادة محايدة أو حمضية أو قلوية ، فإن الكيمياء وراء الأس الهيدروجيني أكثر تعقيدًا بعض الشيء. يشير مصطلح "pH" إلى "إمكانات الهيدروجين" لأن الرقم الهيدروجيني هو في الحقيقة مقياس للجسيمات المشحونة التي تسمى الأيونات. في أي وقت يكون لديك ماء (H2O) ، سوف تتفكك بعض جزيئات الماء. هذا يترك بعض أيونات هيدروكسيد سالبة الشحنة (OH_) وبعض أيونات الهيدروجين موجبة الشحنة (H+) في الحل.
في الماء النقي ، هذه الأيونات متساوية في العدد وبالتالي متوازنة تمامًا ، مما ينتج عنه درجة حموضة متعادلة. حمض بالتعريف يتبرع بأيونات الهيدروجين. هذا يعني أنه عندما يذوب حمض في الماء ، فإن التوازن بين أيونات الهيدروكسيد ونصائح أيونات الهيدروجين. تحتوي المحاليل الحمضية دائمًا على عدد أكبر من أيونات الهيدروجين. والعكس صحيح بالنسبة للمواد الأساسية التي تقبل أيونات الهيدروجين. عندما يتم إذابة مادة أساسية في الماء ، فإن المحلول يحتوي على عدد أكبر من أيونات الهيدروكسيد.
بالطبع ، أساسيات فهم الأس الهيدروجيني أبسط وتناسب تطبيقات العالم الحقيقي. من صيانة المسبح إلى تحضير التربة للحديقة إلى علاج آلام المعدة ، يعد الفهم الأساسي للأس الهيدروجيني أداة قيمة.