ماذا سيحدث لدرجة الحموضة في الماء إذا تمت إضافة حمض الهيدروكلوريك؟

تشارك الأحماض بعمق في عدد لا يحصى من العمليات البيولوجية والجيولوجية والتكنولوجية. تنتج البكتيريا حمض اللاكتيك الذي يحافظ على الطعام ، وتطلق أحماض التربة المغذيات من الأسمدة الصخرية والأحماض في البطاريات تؤدي إلى تفاعلات تولد طاقة كهربائية. حمض الهيدروكلوريك ، غالبًا ما يُختصر بـ HCl ، هو مثال شائع للحمض القوي ، ويمكن تحقيق قيم الأس الهيدروجيني المحددة من خلال خليط من حمض الهيدروكلوريك والماء.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

إضافة حمض الهيدروكلوريك إلى الماء يخفض الرقم الهيدروجيني للماء إلى قيمة أقل من 7.0 ويصنع محلولًا حمضيًا.

مقياس الأس الهيدروجيني ، الذي يتراوح عادةً من 0 إلى 14 ، يقيس تركيز أيونات الهيدروجين في مادة ما. الأحماض لها قيم أس هيدروجيني أقل من 7 ، والقواعد لها قيم أس هيدروجيني أكبر من 7 وقيمة أس هيدروجيني 7.0 هي النقطة المحايدة. مقياس الأس الهيدروجيني سالب ولوغاريتمي ، مما يعني أن زيادة تركيز أيون الهيدروجين بعامل من عشرة تقابل انخفاض وحدة واحدة على مقياس الأس الهيدروجيني. تؤدي إضافة مادة حمضية إلى الماء إلى تقليل الرقم الهيدروجيني الكلي للمحلول.

عند إضافة حمض إلى الماء ، تنفصل جزيئات الحمض إلى أيونات مفردة في عملية تعرف باسم التفكك. يتكون جزيء حمض الهيدروكلوريك ، على سبيل المثال ، من ذرة هيدروجين وذرة كلور. عندما تذوب هذه الجزيئات في الماء ، فإنها تنفصل إلى أيون هيدروجين موجب الشحنة وأيون كلور سالب الشحنة. هذا يؤدي إلى زيادة تركيز أيونات الهيدروجين وبالتالي إلى انخفاض درجة الحموضة. يصنف حمض الهيدروكلوريك على أنه حمض "قوي" ، مما يعني أن جميع الجزيئات تقريبًا تنفصل. يتم تصنيف العديد من الأحماض الأخرى - مثل حمض الأسيتيك ، الذي يشار إليه عادةً باسم الخل - على أنها أحماض "ضعيفة". فقط بعض جزيئات الأحماض الضعيفة تنفصل عند إضافتها إلى الماء.

يحتوي حمض الهيدروكلوريك النقي على الرقم الهيدروجيني النظري للصفر - وبعبارة أخرى ، فهو حمضي للغاية. ومع ذلك ، في المواقف العملية ، يوجد حمض الهيدروكلوريك فقط كمادة مخففة. وبالتالي ، يعتمد الرقم الهيدروجيني الفعال لحمض الهيدروكلوريك على درجة التخفيف. نظرًا لأن الرقم الهيدروجيني لحمض الهيدروكلوريك منخفض جدًا ، تحدث تغيرات كبيرة في درجة الحموضة حتى عند إضافة كميات صغيرة إلى محلول محايد مثل الماء. أحد الأمثلة على حمض الهيدروكلوريك المخفف هو حمض المعدة البشري ، والذي له قيمة pH حوالي 3.

درجة تغير الأس الهيدروجيني التي تحدث عند إضافة أحماض قوية مثل حمض الهيدروكلوريك إلى الماء يتوافق مباشرة مع عامل التخفيف ، لأن كل الجزيئات الحمضية تطلق هيدروجينًا واحدًا أيون. نظرًا لأن مقياس الأس الهيدروجيني يتبع علاقة لوغاريتمية ، فإن التخفيف بعامل من عشرة يتوافق مع تغيير الرقم الهيدروجيني لوحدة واحدة. على سبيل المثال ، 1 مليلتر من حمض الهيدروكلوريك يضاف إلى 10 مليلتر من الماء المحايد الأس الهيدروجيني ينتج عنه انخفاض في تركيز أيونات الهيدروجين بعامل واحد من عشرة. وبالتالي ، فإن الرقم الهيدروجيني للمحلول النهائي سيكون أعلى بمقدار وحدة واحدة من الرقم الهيدروجيني لحمض الهيدروكلوريك الأصلي. إذا تمت إضافة 1 ملليلتر من حمض الهيدروكلوريك إلى 100 ملليلتر من الماء ، فإن تركيز أيونات الهيدروجين ينخفض ​​بعاملين من عشرة ويزيد الرقم الهيدروجيني بمقدار وحدتين.