مقياس درجة الحموضة

يُكتب تركيز أيونات الهيدرونيوم،في محلول مائي عادة بأرقام أسية سالبة وقد يكون صغيرًا لدرجة 1 10⁻¹⁴ مولار. مقياس الحموضة pH،طوره عالم الكيمياء سورن سورنسون عام 1909،كطريقة أسهل لإجراء مقارنة سريعة بين درجة حموضة المحاليل المختلفة. درجة حموضة محلول ما،هي اللوغاريتم السالب لتركيز أيونات الهيدرونيوم فيه.

على سبيل المثال،محلول تركيزه 1 10⁻⁵ مولار تكون درجة حموضته pH 5. كلما زاد تركيز أيونات الهيدرونيوم في المحلول،قلّت درجة حموضته. بما أن درجة الحموضة pH تُمثّل على مقياس لوغاريتمي،فإن تغيير وحدة واحدة يقابله ارتفاع أو انخفاض بمقدار 10 أضعاف في تركيز أيونات الهيدرونيوم.

محلول درجة حموضته pH 3 سيحتوي على عشرة أضعاف أيونات هيدرونيوم من محلول درجة حموضته pH 4،ومائة ضعف من محلول درجة حموضته pH 5. تركيز أيونات الهيدرونيوم في محلول حمضي أعلى من تركيز أيونات الهيدروكسيد،ودرجة حموضته أقل من pH 7،بينما يكون تركيز أيونات الهيدرونيوم في محلول قاعدي أقل من تركيز أيونات الهيدروكسيد،وتكون درجة حموضته أعلى من pH 7. المحلول المتعادل الذي يحتوي على تركيزين متساويين من أيونات الهيدرونيوم والهيدروكسيد،تكون درجة حموضته pH 7.

يمكن كذلك التعبير عن تركيز أيونات الهيدروكسيد بالرمز pOH. وتساوي اللوغاريتم السالب لتركيز أيونات الهيدروكسيد. كلما ارتفع تركيز أيونات الهيدروكسيد،انخفضت قيمة pOH لتلك الأيونات.

قيمة pH أو pOH لمحلول مائي تتراوح بين 0 14. وسبب ذلك أن Kw،ثابت التوازن لتأين الماء التلقائي يساوي 1 10⁻¹⁴. إذا أخذنا اللوغاريتم السالب لطرفي المعادلة،تنتج معادلة يكون فيها pKw مساويًا لكمية pH و pOH.

بما أن اللوغاريتم السالب لـ 1 10⁻¹⁴،هو 14،فإن كمية pH و pOH لمحلول مائي ستكون دائمًا 14. يمكن استخدام هذا لتحديد قيمة pH عندما تكون قيمة pOH معروفة والعكس صحيح. على سبيل المثال،محلول فيه قيمة pOH تساوي 10،تكون قيمة pH فيه 4.