المحتوى
تشارك الأحماض بعمق في عدد لا يحصى من العمليات البيولوجية والجيولوجية والتكنولوجية. تقوم البكتيريا بإنتاج حمض اللبنيك الذي يحفظ المواد الغذائية ، وتحرر أحماض التربة المواد المغذية من الأسمدة الصخرية والأحماض في البطاريات مما يؤدي إلى تفاعلات تولد الطاقة الكهربائية. يُعد حمض الهيدروكلوريك ، الذي يُختصر غالبًا باسم حمض الهيدروكلوريك ، مثالًا شائعًا للحمض القوي ، ويمكن تحقيق قيم الحموضة المحددة من خلال مخاليط حمض الهيدروكلوريك والماء.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
إضافة حمض الهيدروكلوريك إلى الماء يخفض درجة الحموضة في الماء إلى أقل من 7.0 ويجعل محلولًا حمضيًا.
قياس الحموضة
مقياس درجة الحموضة ، الذي يتراوح عادة بين 0 و 14 ، يقيس تركيز أيونات الهيدروجين في مادة ما. تحتوي الأحماض على قيم الأس الهيدروجيني أقل من 7 ، والقواعد لها قيم الأس الهيدروجيني أكبر من 7 وقيمة الرقم الهيدروجيني 7.0 هي النقطة المحايدة. مقياس الأس الهيدروجيني سلبي ولوغاريتمي ، مما يعني أن زيادة عامل أيون في تركيز أيون الهيدروجين تقابل انخفاض وحدة واحدة على مقياس الأس الهيدروجيني. إضافة مادة حمضية إلى الماء يقلل من الرقم الهيدروجيني الكلي للمحلول.
جزيئات مكسورة ، أيونات حرة
عندما يضاف حمض إلى الماء ، تنفصل جزيئات الحمض إلى أيونات فردية في عملية تعرف باسم التفكك. يتكون جزيء حمض الهيدروكلوريك ، على سبيل المثال ، من ذرة الهيدروجين وذر الكلور. عندما تذوب هذه الجزيئات في الماء ، فإنها تنفصل إلى أيون الهيدروجين موجب الشحنة وأيون الكلور سالبة الشحنة. هذا يؤدي إلى زيادة تركيز أيونات الهيدروجين وبالتالي إلى انخفاض درجة الحموضة. يصنف حمض الهيدروكلوريك على أنه حمض "قوي" ، مما يعني أن جميع الجزيئات تنفصل فعليًا. يتم تصنيف العديد من الأحماض الأخرى - مثل حمض الأسيتيك ، والذي يشار إليه عادة باسم الخل - كأحماض "ضعيفة". فقط بعض جزيئات الأحماض الضعيفة تنفصل عند إضافتها إلى الماء.
حمض المدقع
يحتوي حمض الهيدروكلوريك النقي على درجة حموضة نظرية تساوي صفرًا - بمعنى آخر ، إنه حمض حمضي للغاية. في الحالات العملية ، ومع ذلك ، حمض الهيدروكلوريك موجود فقط كمادة مخففة. وبالتالي ، فإن درجة الحموضة الفعالة لحمض الهيدروكلوريك تعتمد على درجة التخفيف. نظرًا لأن درجة الحموضة في حمض الهيدروكلوريك منخفضة جدًا ، تحدث تغييرات كبيرة في الرقم الهيدروجيني حتى عند إضافة كميات صغيرة إلى محلول محايد مثل الماء.أحد الأمثلة على حمض الهيدروكلوريك المخفف هو حمض المعدة البشري ، والذي له قيمة الأس الهيدروجيني حوالي 3.
التنبؤ درجة الحموضة
درجة تغير درجة الحموضة التي تحدث عندما تضاف الأحماض القوية مثل حمض الهيدروكلوريك إلى الماء تتوافق مباشرة مع عامل التخفيف ، لأن جميع الجزيئات الحمضية تطلق أيون هيدروجين واحد. نظرًا لأن مقياس الأس الهيدروجيني يتبع علاقة لوغاريتمية ، فإن التخفيف من عامل العشرة يتوافق مع تغيير الأس الهيدروجيني لوحدة واحدة. على سبيل المثال ، 1 مليلتر من حمض الهيدروكلوريك الذي تمت إضافته إلى 10 ملليلتر من الماء المحايد لدرجة الحموضة يؤدي إلى انخفاض في تركيز أيونات الهيدروجين بعامل واحد من عشرة. وبالتالي ، فإن الرقم الهيدروجيني للمحلول النهائي سيكون وحدة واحدة أعلى من الرقم الهيدروجيني للحامض الهيدروكلوريك الأصلي. إذا تمت إضافة 1 ملليلتر من حمض الهيدروكلوريك إلى 100 ملليلتر من الماء ، فإن تركيز أيونات الهيدروجين يتناقص بعاملين من عشرة ويزيد الرقم الهيدروجيني بوحدتين.