ما هي حاسبة الأس الهيدروجيني من التركيز؟
تحوّل هذه الحاسبة تركيز أيون الهيدروجين، الذي يُرمز له بـ [+H] ويُقاس بوحدة المول لكل لتر (mol/L)، إلى قيمة للأس الهيدروجيني pH. والأس الهيدروجيني هو مقياس لمدى حموضة أو قاعدية المحلول المائي. يمتد المقياس عادةً من 0 إلى 14: فالقيم الأقل من 7 تدل على الحموضة، والقيمة 7 بالضبط تعني التعادل، أما القيم الأعلى من 7 فتدل على القاعدية (القلوية). هذه الأداة عامة وتنطبق على أي محلول مائي عند الظروف القياسية (25 درجة مئوية).
طريقة الاستخدام
أدخل تركيز أيون الهيدروجين بوحدة mol/L. يمكنك كتابة الأرقام الصغيرة بالصيغة العشرية (مثل 0.0001) أو على هيئة عدد عشري مكافئ للصيغة العلمية. اضغط على زر الحساب، فتعرض لك الأداة قيمة الأس الهيدروجيني pH، وقيمة pOH المقابلة لها، وتركيز أيون الهيدروكسيد [-OH]. كما يظهر لك وصف يبيّن ما إذا كان المحلول حمضيًا أم متعادلًا أم قاعديًا.
شرح المعادلة
المعادلة الأساسية هي $$\text{pH} = -\log_{10}\left(\text{[H}^{+}\text{] (mol/L)}\right)$$ وبما أن تراكيز أيون الهيدروجين كثيرًا ما تكون أرقامًا صغيرة جدًا، فإن اللوغاريتم يضغطها ضمن مقياس عملي وسهل التعامل معه. فأي تغيّر بمقدار عشرة أضعاف في [+H] يغيّر قيمة pH بمقدار وحدة واحدة بالضبط. وتسري العلاقة المكمّلة \(\text{pOH} = 14 - \text{pH}\) عند درجة حرارة 25 مئوية، حيث يساوي ناتج التأيّن الذاتي للماء Kw قيمة \(1.0 \times 10^{-14}\).
مثال محلول
لنفترض أن محلولًا له تركيز \(\text{[H}^{+}\text{]} = 0.0001 \text{ mol/L}\) (أي \(1 \times 10^{-4}\)). عندئذٍ يكون $$\text{pH} = -\log_{10}(0.0001) = -(-4) = 4$$ وتكون \(\text{pOH} = 14 - 4 = 10\)، ويكون \(\text{[OH}^{-}\text{]} = 10^{-10} = 1 \times 10^{-10} \text{ mol/L}\). وبذلك يكون المحلول حمضيًا.
الأسئلة الشائعة
ماذا لو كان [+H] يساوي 1 mol/L بالضبط؟ عندئذٍ يكون \(\text{pH} = -\log_{10}(1) = 0\)، وهي أعلى درجة حموضة على المقياس القياسي.
هل يمكن أن تكون قيمة pH سالبة أو أكبر من 14؟ نعم. فالأحماض القوية شديدة التركيز قد تعطي قيمة pH سالبة، والقواعد القوية قد تتجاوز 14؛ أما النطاق من 0 إلى 14 فهو مجرد نطاق معتاد وليس حدًا صارمًا.
لماذا تتغيّر قيمة pH بمقدار وحدة واحدة عند تغيّر التركيز عشرة أضعاف؟ لأن المعادلة تستخدم اللوغاريتم ذا الأساس 10، فكل عامل قدره 10 في التركيز يزيح قيمة pH بمقدار وحدة كاملة.
