ما العلاقة بين pH و pOH؟
في أي محلول مائي عند درجة حرارة 25 °م، ترتبط الحموضة (pH) والقاعدية (pOH) بقاعدة بسيطة ودقيقة: \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\). وينبع هذا من التأين الذاتي للماء، حيث يكون حاصل ضرب الأيونات \(K_w = [\text{H}^+][\text{OH}^-] = 1 \times 10^{-14}\). وبأخذ اللوغاريتم السالب لطرفي المعادلة نحصل على \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\). تتيح لك هذه الحاسبة إدخال أي من القيمتين لتعيد لك القيمة الأخرى على الفور، إلى جانب تركيزَي أيونات الهيدروجين والهيدروكسيد المقابلين.
كيفية الاستخدام
اختر القيمة التي تعرفها سواء كانت pH أو pOH، ثم أدخل الرقم (بين 0 و14)، واقرأ النتيجة. قيمة pH الأقل من 7 تعني محلولًا حمضيًا، والقيمة 7 بالضبط تعني محلولًا متعادلًا، وما فوق 7 يعني محلولًا قاعديًا. كما تعرض الأداة قيمتي \([\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}}\) و\([\text{OH}^-] = 10^{-\text{pOH}}\) بوحدة مول/لتر.
شرح المعادلة
بما أن الماء يتفكك جزئيًا إلى أيونات H⁺ وOH⁻، فإن حاصل ضرب تركيزَيهما يبقى ثابتًا عند درجة حرارة محددة. وعند 25 °م يساوي هذا الثابت \(10^{-14}\). وبتعريف \(\text{pH} = -\log_{10}[\text{H}^+]\) و \(\text{pOH} = -\log_{10}[\text{OH}^-]\)، يعطينا لوغاريتم الثابت المجموع الأنيق وهو 14. لاحظ أن قيمة 14 الدقيقة هذه تفترض درجة الحرارة القياسية؛ فقيمة \(K_w\) ترتفع عند درجات الحرارة الأعلى، مما يجعل المجموع أقل من 14.
مثال محلول
لنفترض أن لدينا محلولًا قيمة pOH فيه تساوي 4. عندها يكون \(\text{pH} = 14 - 4 = 10\)، أي أن المحلول قاعدي. ويكون تركيز أيون الهيدروجين $$[\text{H}^+] = 10^{-10} = 1 \times 10^{-10} \ \text{مول/لتر}$$ في حين أن $$[\text{OH}^-] = 10^{-4} = 1 \times 10^{-4} \ \text{مول/لتر}$$
الأسئلة الشائعة
هل يساوي مجموع \(\text{pH} + \text{pOH}\) دائمًا 14؟ فقط عند درجة حرارة 25 °م. أما عند درجات الحرارة الأخرى فيساوي المجموع \(pK_w\) الذي يتغير بتغير درجة الحرارة.
هل يمكن أن تكون قيمة pH سالبة أو أكبر من 14؟ نعم، في حالة الأحماض أو القواعد القوية شديدة التركيز، رغم أن مثل هذه القيم تقع خارج النطاق القياسي للحاسبة من 0 إلى 14.
ما هي قيمة pH المتعادلة؟ عند 25 °م تكون القيمة المتعادلة pH 7، حيث \([\text{H}^+] = [\text{OH}^-] = 10^{-7}\) مول/لتر.
