ما الذي يجعل الشيء حمضيا او قلويا؟
يأتي اختصار (pH) وهو رقم هيدروجيني من مصطلح “قوة الهيدروجين”، أو تركيز أيُوناتِ الهيدروجين الموجود في محلول معين. فهو يساعد على قياس حموضة أو قلوية المادة. فكلمة قلوية أو القاعديّة هي عبارة عن مصطلحات بديلة لنفس الخاصيّة الكيميائية. وهذا المصطلح هو ما يساعد على التمييز ما بين المعدة القلوية والحامضية
اقرء ايضا : تعرف على تسعة من اسباب حرقان المعدة والتي قد لا تعرفها
عناصر المقالة
ما هو الرقم الهيدروجيني؟
الرقم الهيدروجيني هو مقياس لوغاريتمي سلبي يقيس التركيز المولِيٍ (تركيز المادّة) لأيونات أيون، لذلك ليس لديها وحدة قياس. ١٤ ١٠ إلى ١ من الهيدروجين
تنخفض الأعداد على مقياس لوغاريتمي سلبي من حيث الحجم بمقدار عشرة أحجام عن الرقم السابق. أي انه عندما تكون درجة الحموضة تحمل الرقم ١ يكون تركيز أيُون الهيدروجين أعلى ب عشر مرات من درجة الحموضة التي تحمل رقم اثنان
يتم التعبير عن الرقم الهيدروجيني(pH) بهذه المعادلة
pH = log 1 / [H +] = −log [H +].
حيث يرمز ما بين الأقواس إلى نسبة تركيز المادة
يحتوي الماء الصافي النقي على الرقم الهيدروجيني ذي الرمز سبعة والذي يعتبر محايد تماماً، فهو يحمل أعداداً متساوية تماماً من أيُوناتِ الهيدروجين وأيُوناتِ الهيدروكسيل. بذلك تعتبر أي مادة موجودة على يسار هذا المقياس (أي مقياس الرقم الهيدروجيني الذي يحمل رمز سبعة) حمضيّة وأي مادة يقع الرقم الهيدروجيني التابع لها على يمين هذا المقياس فهي قلويّة
لتوضيح ما سبق نذكر مثالاً على ذلك، المادة ذات الرقم الهيدروجيني ٤ هي أقل بثلاث نقاط عن الماء ذو الرقم الهيدروجيني ٧ وهو المقياس على السلّم اللوغاريتمي.
هذا يعني هناك فرق ثلاثة (عشر) أحجام أو ما يعادل ١٠٠٠.وبالتالي فإن المادة الافتراضية هي ١٠٠٠ مرة أكثر حمضيّة من الماء النقي.
يحتوي أقوى حمض ممكن على مائة تريليون مرة من أيُوناتِ الهيدروجين أكثر من أضعفها حموضة.
(أضعف حمض هو أقوى قاعدة)
تقيسُ القلوية قدرة المحلول على أن يجعل الحمض محايداً. وقد يصف أيضًا قدرة الماء على العمل كعازل، بحيث تكون درجة الحموضة مستقرة على الرغم من التغييرات الصغيرة في كيمياء الماء حتى عند إضافة كميات صغيرة من الأحماض أو القواعد. تنجم القلوية عن الأملاح الحمضية الضعيفة الموجودة في المياه الطبيعية مثل البيكربونات.
ماهية الأحماض والقلويات
فيما يدعى بعملية التفكك، أو (تفاعلات الانحلال) يفقد جزء صغير من الجزيئات في الماء النقي هيدروجين واحد من تركيبه (H2o) فبالتالي يحتوي الماء أعداداً صغيرة من أيُوناتِ الهيدروجين والتي تتمثل بالرمز (H+) وأيُوناتِ الهيدروكسيل المُتبقية ذات الرمز (OH-).
هناك توازن بين التكوين المستمر والتفكك لنسبة صغيرة من جزيئات الماء.
تندمج أيُوناتِ الهيدروجين (OH-) في الماء مع جزيئات الماء الأخرى لتكوين أيُوناتِ الهيدرونيوم (+O3H) والتي هي أكثر شيوعا وتسمى ببساطة أيُوناتِ الهيدروجين. بما أن أيُوناتِ الهيدروكسيل والهيدرونيوم في حالة توازن فهنا يكون المحلول ليس حمضياً ولا قلوياً.
الحمض هو مادة مُعطية لأيونات الهيدروجين إلى محلول بينما القُلوية أو ما يسمى بالقاعدة فهي تستحوذ على أيُوناتِ الهيدروجين.
جميع المواد التي تحتوي على الهيدروجين ليست حمضية حيث يجب أن يكون الهيدروجين في حالة يتم تحريرها بسهولة، على عكس معظم المركبات العضوية التي تربط الهيدروجين بذرات الكربون بإحكام شديد. وبالتالي يساعد الرقم الهيدروجيني في تحديد قوة الحمض من خلال إظهار عدد أيونات الهيدروجين التي يطلقها في المحلول.
يعتبر حمض الهيدروكلوريك حمض قوي لأن الرابطة الأيونية بين أيونات الهيدروجين والكلوريد هي رابطة قطبية يمكن إذابتها بسهولة في الماء حيث تولّد العديد من أيُوناتِ الهيدروجين وتجعل المحلول حمضيًا بقوة. لهذا السبب يكون الرقم الهيدروجيني فيها منخفض للغاية. هذا النوع من التفكك داخل الماء مواتٍ جدًا من حيث الكسب الفعال لذلك يحدث بسهولة.
الأحماض الضعيفة هي المركبات التي تتبرع بالهيدروجين ولكن ليس بسهولة، مثل بعض الأحماض العضوية. على سبيل المثال، حمض الخليك، الموجود في الخل، يحتوي على الكثير من الهيدروجين ولكن في تجمع حمض الكربوكسيل، الذي يحمله في روابط تساهمية أو غير قطبية. ونتيجة لذلك، فإن واحداً فقط من الهيدروجين قادر على مغادرة الجزء، ومع ذلك لا يوجد الكثير من الاستقرار المكتسب من خلال التبرع به.
تقبل القاعدة أو القلويات أيُوناتِ الهيدروجين، وعند إضافتها إلى الماء فإنها تمتص أيُوناتِ الهيدروجين التي يشكلها تفكك الماء بحيث يتغير التوازن لصالح تركيز أيون الهيدروكسيل، مما يجعل المحلول قلويًا أو أساسيًا.
مثال على القاعدة الشائعة هو هيدروكسيد الصوديوم، أو الغسول المستخدم في صنع الصابون. عندما يتواجد الحمض والقلويات بتركيزات مولية متساوية تمامًا، تتفاعل أيونات الهيدروجين والهيدروكسيل بسهولة مع بعضها البعض، مما ينتج ملحًا وماءًا، في تفاعل يسمى (التحييد).