Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

15.4: مقياس درجة الحموضة
فهرس المحتويات

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
pH Scale
 
نسخة طبق الأصل

15.4: مقياس درجة الحموضة

توجد أيونات الهيدرونيوم والهيدروكسيد في كل من الماء النقي وفي جميع المحاليل المائية ، وتتناسب تركيزاتهما عكسيًا على النحو الذي يحدده المنتج الأيوني للماء (Kw). غالبًا ما تكون تركيزات هذه الأيونات في محلول محددات حاسمة لخصائص المحلول والسلوك الكيميائي للمذابات الأخرى. يمكن أن يختلف محلولان مختلفان في تركيزات أيونات الهيدرونيوم أو الهيدروكسيد بمليون ، مليار ، أو حتى تريليون مرة. من الوسائل الشائعة للتعبير عن الكميات التي قد تمتد عبر العديد من مراتب الحجم استخدام مقياس لوغاريتمي. لذلك يتم تحديد الرقم الهيدروجيني للحل كما هو موضح هنا ، حيث [H 3 O < sup>H3O+] هو التركيز المولي لأيون الهيدرونيوم في المحلول:

 Eq1

تؤدي إعادة ترتيب هذه المعادلة لعزل مولارية أيون الهيدرونيوم إلى الحصول على التعبير المكافئ:

 Eq2

وبالمثل ، يمكن التعبير عن مولارية أيون الهيدروكسيد كدالة p أو pOH :

 Eq3

أو

 Eq4

أخيرًا، يمكن اشتقاق العلاقة بين هذين التركيزين الأيونيين المعبر عنه كوظائف p بسهولة من تعبير KW:

 Eq5

عند 25 °C، قيمة KW هي 1.0 × 10−14 وهكذا:

 Eq6

مولارية أيون الهيدرونيوم في الماء النقي (أو أي محلول محايد) هي 1.0 × 10−7 M عند 25 °C. لذلك فإن الأس الهيدروجيني و الأس الهيدروجيني لمحلول محايد عند درجة الحرارة هذه هما:

 Eq7

وهكذا، عند درجة الحرارة هذه، المحاليل الحمضية هي تلك التي تحتوي على مولارية أيونات الهيدرونيوم أكبر من 1.0 × 10−7 M ومولارية أيونات الهيدروكسيد أقل من 1.0 × 10−7 M (المقابلة لقيم الأس الهيدروجيني الأقل من 7.00 وقيم الأس الهيدروجيني أكبر من 7.00). الحلول الأساسية هي تلك التي تحتوي على مولات أيونات الهيدرونيوم أقل من 1.0 × 10−7 M ومولاريات أيونات الهيدروكسيد أكبر من1.0 × 10−7 M (المقابلة لقيم الأس الهيدروجيني الأكبر من 7.00 وقيم الأس الهيدروجيني الأقل من 7.00).

نظرًا لأن ثابت التأين التلقائي KW يعتمد على درجة الحرارة، فإن هذه الارتباطات بين قيم الأس الهيدروجيني والصفات الحمضية / المحايدة / الأساسية ستكون مختلفة عند درجات حرارة بخلاف 25 °C على سبيل المثال، مولارية الهيدرونيوم للماء النقي عند 80°C هي 4.9 × 10−7 M، والتي تتوافق مع قيم الأس الهيدروجيني والأس الهيدروجيني لـ:

 Eq8

عند درجة الحرارة هذه، تُظهر المحاليل المحايدة pH = pOH = 6.31، وتظهر المحاليل الحمضية pH أقل من 6.31 و pOH أكبر من 6.31، بينما تُظهر المحاليل الأساسية pH أكبر من 6.31 و pOH أقل من 6.31. يمكن أن يكون هذا التمييز مهمًا عند دراسة بعض العمليات التي تحدث في درجات حرارة أخرى ، مثل تفاعلات الإنزيم في الكائنات الحية ذوات الدم الحار عند درجة حرارة حوالي 36 – 40 °C. ما لم يُذكر خلاف ذلك، يُفترض أن الإشارات إلى قيم الأس الهيدروجيني هي تلك الموجودة في 25 °C.

تم اقتباس هذا النص من Openstax, Chemistry 2e, Section 14.2: pH and pOH.


قراءات مُقترحة

Tags

PH Scale Hydronium Ions Aqueous Solution Negative Exponents Chemist Soren Sorenson Acidity Logarithm Concentration Acidic Solution Basic Solution Hydroxide Ions Neutral Solution POH Value Autoionization Of Water

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter