pH

pH چیست؟

pH به معنای پتانسیل یون هیدروژن( Potential of Hydrogen ion  ) است و غلظت یون هیدروژن در محلول را تعیین میکند. غلظت این یون ، اسیدی یا قلیایی بودن محلول را تعیین می کند. محلولهایی که غلظت یون هیدروژن بالا دارند اسیدی و محلولهایی که غلظت یون هیدروژن در آنها کم است بازی به شمار می روند. اسید ها با حل شدن در آب یون هیدروژن و باز ها با حل شدن در آب یون هیدروکسید آزاد می کنند. مفهوم pH اولین بار توسط دانشمندی به نام سورن سورنسن ( Soren Sorensen ) شیمیدان دانمارکی ارائه شد که در آزمایشگاه کارلسبرگ (Carlsberg Laboratory) کار می کرد. طبق تعریف سورنسن  pH برابر منفی لگاریتم غلظت یون هیدروژن است .و بصورت زیر تعریف می شود :

اصطلاح pOH مشابه pH است اما به خاصیت بازی اشاره دارد بعبارتی نشانگر غلظت یون هیدروکسید ( OH-) در محلول می باشد .برای یک ماده خنثی مقدار pH و pOH برابر ۷ است مقدار pOH بصورت زیر تعریف می شود :

آب به مقدار خیلی کم ولی برگشت پذیر یونیزه می شود در فرایند یونیزاسیون ،آب به یونهای هیدروژن و هیدروکسید تجزیه میشود هیدروژن داخل آب ناپایدار است بنابراین آبپوشی شده و به شکل یون هیدرونیوم  (H3O+) در می آید.

مولکولهای آب هم بعنوان اسید و هم بعنوان باز عمل می کنند طبق اصل لوشاتلیه با افزایش غلظت پروتون ( +H) واکنش به سمت چپ یعنی در جهت تولید آب جابجا می شود و غلظت یون هیدروکسید در آب کاهش می یابد و با افزایش غلظت یون هیدروکسید غلظت یون (+H) کاهش می یابد.

 آیا دما روی pH اثر دارد؟

pH آب خالص در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد برابر ۷ است از انجایی که Kw به دما وابسته است طبق نمودار زیر pH متناسب با دما تغییر میکند:

مقدار PH بین ۰ تا ۱۴ تعریف می شود، هر چند در برخی مواقع می توان PHهای خارج از این بازه را نیز در محلول ها مشاهده کرد. این اعداد با غلظت یون هیدروژن بین ۱ تا مولار تعیین می شود. به طوری که اگر غلطت یون هیدرونیوم به ۱ نزدیکتر باشد، نشان دهنده اسیدی بودن محلول است.

اندازه گیری pH:

روشهای مختلفی برای اندازه گیری pH وجود دارد :

دستگاه پی اچ متر( Prob pH) : ابزاری است که دارای یک بازو با دو الکترود کوچک در آن است زمانیکه این بازو درون یک محلول قرار می گیرد الکترود ها به محلول پاسخ میدهند و pH معمولا روی یک صفحه نمایش کوچک نمایش داده می شود و در دو سایز بزرگ آزمایشگاهی و کوچک قابل حمل ( قابل استفاده در سیستم های اسمز معکوس) موجود می باشد .

کاغذ تورنسل ( Litmus paper ) : کاغذ تورنسل یا کاغذ لیتموس نوار نازکی از کاغذ است که بر اساس  pH محلولی که در .آن فرو رفته است تغییر رنگ می دهد . این نشانگر pH در برخی از فروشگاه های لوازم خانگی جهت تست pH آکواریوم ها مورد استفاده قرار می گیرد .کاغذ تورنسل در محیط اسیدی قرمز و در محیط بازی آبی رنگ است .

نشانگرهای شیمیایی  ( Indicator Chemicals) : مواد شیمیایی هستند که وقتی در داخل محلول اضافه شوند با تغییر pH رنگ محلول را تغییر میدهند از جمله این مواد شیمیایی می توان به فنل فتالئین ، برموتیمول بلو و تورنسل اشاره کرد اندازه گیری pH با این روش دقیق نیست .