ما هو الأس الهيدروجيني

الأس الهيدروجيني هو مقياس لدرجة حموضة أو قلوية المياه الأساسية، ويكون نطاق الأس الهيدروجيني يتراوح من 0 إلى 14 ، مع اعتبار الرقم 7 محايد، ويعبر الأس الهيدروجيني إذا كان أقل من 7 إلی أن المياه حمضية، بينما في حالة كان الأس الهيدروجينى أكبر من 7 يعني أن الماء قاعدي، ويعبر الأس الهيدروجيني عن جودة المياه.

يحدد

الرقم الهيدروجيني

ph

كمية أيونات H + في المحلول ، التعريف النظري من درجة الحموضة لوغاريتمي من معكوس نشاط أيون الهيدروجين ، و H +.

يرتبط الأس الهيدروجيني ارتباط مباشر بتركيز البروتون فقط عندما يكون المحلول مخفف جدا ، ومع ذلك ، يتم تحديد الأس الهيدروجيني بدقة بواسطة أقطاب كهربائية انتقائية للأيونات حساسة للأس الهيدروجيني ، والتي تستجيب لنشاط البروتونات، بدلاً من التغيرات في تركيز البروتون ، وبالتالي ، يتم تجاهل التعريف النظري للأس الهيدروجيني وتحديده بشكل مثالي وفقًا لمعادلة Nernst . [1]

أهمية قياس الأس الهيدروجيني في التطبيقات الحياتية

في صناعة الأغذية : يستخدم الأس الهيدروجيني بشكل أساسي للتحكم في التفاعلات الفيزيائية ، والكيميائية اللازمة لإنتاج الغذاء ومنع نمو مسببات الأمراض ، يتجلى ذلك أثناء إنتاج منتجات الألبان ، والمشروبات الكحولية لأنها تنطوي على التخمير .

تعمل الخمائر والقوالب المفيدة التي تقوم بتعديل مواد الإدخال كيميائيًا على النحو الأمثل عند درجات حموضة معينة ، علاوة على ذلك، يجب مراقبة قيم الأس الهيدروجيني لمنع نمو الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض التي يمكن أن تسبب تلف الطعام ، أو تؤثر سلبًا على طعم وجودة المنتج النهائي ، وبالتالي يمكن لمعدات قياس الأس الهيدروجيني الدقيقة أن تضمن جودة المنتج والامتثال للوائح سلامة الأغذية .

الصناعة الكهروكيميائية : في صناعة الكيمياء الكهربائية، يعد قياس الأس الهيدروجيني أمرًا أساسيًا لعمليات الطلاء ونقش سطح المعدن وتجميع البطاريات ، سيؤثر الرقم الهيدروجيني لمحلول الطلاء على اللوحة النهائية ، قد يزيد الرقم الهيدروجيني غير الصحيح من قابلية السطح المطلي للتقشير ، وينتج عنه لون وتشطيب دون المستوى الأمثل .

ينتج عن الأكسدة الأنودية طبقة أكسيد على سطح معدني لزيادة مقاومة المعدن للتآكل والتآكل ، تعد معالجة الأس الهيدروجيني لمحلول المعالجة أمرًا ضروريًا لتحقيق النهاية والجودة المرغوبة .

صناعة الورق والمنسوجات : تتطلب صناعة الورق والمنسوجات قياسات دقيقة للأس الهيدروجيني لضمان أن مياه الصرف الناتجة في المصانع لا تلحق الضرر بالمعدات والبيئة .

تحتوي مياه الصرف عادة على نفايات سائلة يمكن أن تلتصق بالأقطاب الكهربائية المستخدمة في صناعة الورق ، لإزالة هذه المخلفات الصلبة العالقة ، تتم إضافة عوامل التلبد التي تعزز ترسيب الجسيمات ، تحدث معالجة مياه الصرف الصحي في خزانات التسريب، يتم قياس الأس الهيدروجيني ، وتعديله لتقليل الأضرار التي لحقت بالخزان ، واكتشاف نقطة نهاية العملية .

في صناعة المنسوجات، يعد قياس الأس الهيدروجيني ضروريا في عملية الصبغ ، حيث تحدد قيم الأس الهيدروجيني المحددة سرعة المعالجة وطول عمر الصبغة .[2]

ما هي الأحماض والقلويات

وفقا لتعريف Arrhenius، فإن الحمض هو أي مادة تنتج أيونات الهيدروجين المنفصلة (H + ) ، أو أيونات الهيدرونيوم H 3 O + عندما يتم إذابتها في الماء .
والقاعدة هي المادة التي تنتج الهيدروكسيل فصلها (OH(أيونات عندما يذوب في الماء .

مقياس الأس الهيدروجيني

عدادات الأس الهيدروجيني هي أجهزة إلكترونية تتكون من مسبار قياس خاص (قطب كهربائي زجاجي ، أو ترانزستور ذو تأثير انتقائي للأيونات (ISFET)، في حالات خاصة) ، متصل بمقياس إلكتروني يعرض قراءة الرقم الهيدروجيني العشري ، يجب معايرة مقياس الأس الهيدروجيني قبل استخدامه ضد المحاليل العازلة لنشاط أيون الهيدروجين المعروف ، ويجب عند القياس مراعاة

تأثيرات درجة الحرارة على قياس الأس الهيدروجيني

.

المنهجية القياسية لقياس الأس الهيدروجيني

تتكون أجهزة قياس الأس الهيدروجيني من قطب كهربائي زجاجي مصنوع من غشاء زجاجي خاص محكم الإغلاق في النهاية مكونا لمبة ، يوجد داخل الزجاج محلول حموضة داخلي قياسي ، عادة 1 M HCl، جنبا إلى جنب مع قطب مرجعي داخلي ، RE في (عادةً قطب سلك Ag / AgCl)، يسمى هذا الحل المرجعي للأس الهيدروجيني المعروف.
والثاني كهربائي RE يتم تحويله عن طريق وضعهما في أنبوب خارجي منغمسين في بوكل ، يشكل هذا الأنبوب الخارجي حاوية متحدة المركز حول أول أنبوب زجاجي مغلق يحتوي على 1 M HCl (الأنبوب الداخلي) .
الأنبوب الخارجي مصنوع من زجاج حساس للأس الهيدروجيني ويتلامس مع محلول الاختبار من خلال فتحة تسمى الحجاب الحاجز المسامي ، يعد تضمين قطب مرجعي مغطى بالأنبوب الداخلي ضروريا ، لأن الرقم الهيدروجيني معروف ، ويمكن مقارنته بمحلول اختبار بحيث يمكن تحديد قيمة الرقم الهيدروجيني ، يسمى هذا الإعداد مجموعة قطب الأس الهيدروجيني .
وقبل القياس يجب معرفة

الرقم الهيدروجيني للماء المقطر

.

ما هو توازن الأس الهيدروجيني

توازن الأس الهيدروجيني في جسمك، والذي يتم الإشارة إليه أيضا باسم التوازن الحمضي القاعدي ، هو مستوى الأحماض والقواعد في دمك التي يعمل جسمك عندها بشكل أفضل .

تم بناء جسم الإنسان ليحافظ بشكل طبيعي على توازن صحي بين الحموضة والقلوية ، تلعب الرئتان والكليتان دورا رئيسيا في هذه العملية، مستوى الأس الهيدروجيني الطبيعي في الدم هو 7.40 على مقياس من 0 إلى 14 ، حيث يكون الرقم 0 هو الأكثر حمضية و 14 هو الأكثر قاعدية ، يمكن أن تختلف هذه القيمة قليلا في أي اتجاه ، إذا كانت الرئتان أو الكليتان معطلتين ، فقد يصبح مستوى الأس الهيدروجيني في الدم غير متوازن ، يمكن أن يؤدي اختلال التوازن الحمضي القاعدي إلى حالات طبية تعرف باسم الاحماض والقلويات ، تتطلب كلتا الحالتين العلاج من أخصائي طبي ، وليس مجرد تغييرات في النظام الغذائي .

كيفية اختبار الحموضة باستخدام ورق عباد الشمس

في الكيمياء، يقيس مقياس الأس الهيدروجيني اللوغاريتمي ما إذا كان المحلول حمضي أو متعادل أو قلوي ، مقياس الأس الهيدروجيني القياسي يمتد من 0 إلى 14 ، قراءة 7 متعادلة ، بناء على الرقم الهيدروجيني للمياه النقية ، تحتوي المحاليل الحمضية على درجة حموضة أقل من 7 ، بينما تحتوي المحاليل الأساسية على درجة حموضة أعلى من 7 .
ورق عباد الشمس هو مؤشر كيميائي يغير لونه استجابة لدرجة الحموضة، في المحاليل الحمضية ، يتحول ورق عباد الشمس الأزرق إلى اللون الأحمر على الفور .
ارتدِ قفازات ونظارات واقية من المطاط .
قص قطعة واحدة من ورق عباد الشمس .
اغمس أحد طرفي ورقة عباد الشمس في المحلول، ثم أخرجه على الفور .

لاحظ لون جزء ورق عباد الشمس الأزرق الذي كان ملامس للمحلول ، إذا تحول إلى اللون الأحمر ، يكون المحلول حامضي ، إذا ظلت ورقة عباد الشمس زرقاء ، يكون الحل إما قلوي أو متعادل . [4]