מקור: המעבדה של ד"ר ז'ונגצ'י הוא - משרד החקלאות של ארצות הברית
חומצות ובסיסים הם חומרים המסוגלים לתרום פרוטונים (H+) ויונים הידרוקסיד (OH-), בהתאמה. הם שני קצוות המתארים כימיקלים. ערבוב חומצות ובסיסים יכול לבטל או לנטרל את ההשפעות הקיצוניות שלהם. חומר שאינו חומצי ואינו בסיסי הוא ניטרלי. הערכים של ריכוז פרוטונים ([H+]) עבור רוב הפתרונות הם קטנים באופן לא נוח וקשה להשוות, כך כמות מעשית יותר, pH, הוצגה. pH הוגדר במקור כלוגריתם העשרוני של הריכוז הטוחן של פרוטונים , אך עודכן לוגריתם עשרוני של ההדדי של פעילות מימן יון
. ההגדרה הקודמת מתבטאת כיום לעתים כ- p[H]. ההבדל בין p [H] ו- pH הוא די קטן. נאמר כי pH = p[H] + 0.04. נהוג להשתמש במונח 'pH' עבור שני סוגי המדידות.
סולם ה- pH נע בדרך כלל בין 0 ל- 14. לתמיסת 1 M של חומצה חזקה, pH =0 ולפתרון של 1 M של בסיס חזק, pH = 14. לפיכך, ערכי pH נמדדים יהיו בעיקר בטווח 0 עד 14, אם כי ערכים מחוץ לטווח זה אפשריים לחלוטין. מים טהורים הם ניטרליים עם pH = 7. חומציות פחות מ-7 היא חומצית, ו-pH גדול מ-7 הוא בסיסי. מכיוון שקנה המידה של ה- pH הוא לוגריתמי, pH הוא כמות ללא ממדים. כל ערך pH שלם מתחת ל-7 הוא פי 10 חומצי יותר מהשלם הבא. לדוגמה, pH של 4 הוא פי 10 יותר חומצי מאשר pH של 5 ו 100x (10 x 10) חומצי יותר מאשר pH של 6. הדבר נכון גם לגבי ערכי pH מעל 7, שכל אחד מהם בסיסי פי 10 (או אלקליין) מהערך השלם הנמוך הבא. לדוגמה, רמת pH של 10 היא פי 10 יותר בסיסית מ- pH של 9.
ה- pH של פתרון עשוי להיקבע במדויק ובקלות על ידי מדידות אלקטרוכימיות עם מכשיר המכונה מד pH עם אלקטרודה רגישה ל- pH (פרוטון) (בדרך כלל זכוכית) ואלקטרודה התייחסות (בדרך כלל כלוריד כסף או קלומל). באופן אידיאלי, פוטנציאל האלקטרודה, E, עבור הפרוטון יכול להיכתב כמו
כאשר E הוא פוטנציאל נמדד, E0 הוא פוטנציאל האלקטרודה הסטנדרטיב- H += 1 מול / L, R הוא קבוע הגז, T הוא הטמפרטורה בקלווין, F הוא קבוע פאראדיי.
האלקטרודה pH משתמשת זכוכית מנוסחת במיוחד, רגישה ל- pH במגע עם הפתרון, אשר מפתחת את הפוטנציאל (E) פרופורציונלי ל- pH של הפתרון. אלקטרודת הייחוס נועדה לשמור על פוטנציאל קבוע בכל טמפרטורה נתונה, ומשמשת להשלמת מעגל מדידת ה- pH בתוך הפתרון. הוא מספק פוטנציאל התייחסות ידוע לאלקטרודה pH. ההבדל בפוטנציאלים של האלקטרודות pH וייחוס מספק אות מיליוולט (mV) פרופורציונלי ל- pH. בפועל, אלקטרודה זכוכית משולבת יש אלקטרודה התייחסות מובנית. הוא מכויל כנגד פתרונות חיץ של פעילות מימן-יון ידועה. רוב חיישני ה-pH מתוכננים לייצר אות 0-mV ב-7.0 pH, עם שיפוע (אידיאלי תיאורטית) או רגישות, של -59.16 mV / pH ב 25 °C (7 °F). שני פתרונות חיץ או יותר משמשים על מנת להתאים את העובדה כי "השיפוע" עשוי להיות שונה במקצת מאידיאל. פתרונות חיץ סטנדרטיים מסחריים מגיעים בדרך כלל עם מידע על ערך ה- pH ב- 25 °C (70 °F) וגורם תיקון שיש להחיל על טמפרטורות אחרות.
1. כיול pH
2. מדידות pH
איור 1 מראה את רמת ה-pH של קרקעות חקלאיות שהושפעו מהניהול של החיתוך ומהשקיה במי התהום. דגימות קרקע אלה נאספו מ-5 שדות תפוחי אדמה בשיטות סיבוב חיתוך שונות עם או בלי השקיה במי תהום. ה-pH הנמוך ביותר נצפה בקרקעות שדה 4 הן בסדרות המושקות והן במי התהום. השקיית מי תהום הגדילה בעקביות את ה-pH של הקרקע בכל 5 השדות. מידע ה-pH חיוני להמלצה על לימינג שדות תפוחי האדמה כראוי כדי לקדם צמיחה אופטימלית.
איור 1. pH קרקע של שדות תפוחי אדמה תחת שיטות ניהול חיתוך שונות עם או בלי השקיה מתחת למים.
pH הוא אחד הפרמטרים הכימיים הנפוצים ביותר של פתרונות מימיים. זהו פרמטר קריטי בטיפול במים ושפכים ליישומים עירוניים ותעשייתיים, ייצור כימי, מחקר חקלאות וייצור. זה גם קריטי ניטור סביבתי, מחקר כימי ומדעי החיים, ביוכימי ומחקר פרמצבטי, ייצור אלקטרוניקה, ויישומים רבים יותר. איור 2 מפרט ערכי pH של חומרים נפוצים מסוימים.
מים טהורים הם ניטרליים, עם pH של 7.00. כאשר כימיקלים מעורבבים עם מים, התערובת יכולה להיות חומצית או בסיסית. חומץ ומיץ לימון הם חומרים חומציים, בעוד דטרגנטים כביסה אמוניה הם בסיסיים. כימיקלים בסיסיים מאוד או חומציים מאוד נחשבים "תגובתי". הכימיקלים האלה יכולים לגרום לכוויות חמורות. חומצת סוללת רכב היא כימיקל חומצי כי הוא תגובתי. סוללות רכב מכילות צורה חזקה יותר של אחת החומצות שנמצאו בגשם חומצי. חומרי ניקוי ביתיים מכילים לעתים קרובות בורית, כימיקל אלקליין מאוד כי הוא גם תגובתי.
במערכות חיות, ה- pH של תאים תאיים שונים, נוזלי גוף ואיברים מוסדר בדרך כלל בחוזקה בתהליך הנקרא הומאוסטזיס בסיס חומצה. ה- pH של הדם הוא בדרך כלל מעט בסיסי עם ערך של pH 7.365. ערך זה מכונה לעתים קרובות pH פיזיולוגי בביולוגיה וברפואה. פלאק יכול ליצור סביבה חומצית מקומית שיכולה לגרום לעששת על ידי demineralization. אנזימים וחלבונים אחרים יש טווח pH אופטימלי והוא יכול להיות מומת או denatured מחוץ לטווח זה.
איור 2. סולם ה- pH וערכי ה- pH של כמה פריטים נפוצים.
Skip to...
Videos from this collection:
Now Playing
General Chemistry
344.3K Views
General Chemistry
653.4K Views
General Chemistry
273.1K Views
General Chemistry
554.7K Views
General Chemistry
383.1K Views
General Chemistry
180.0K Views
General Chemistry
141.1K Views
General Chemistry
423.4K Views
General Chemistry
78.1K Views
General Chemistry
158.3K Views
General Chemistry
264.0K Views
General Chemistry
160.4K Views
General Chemistry
195.7K Views
General Chemistry
44.4K Views
General Chemistry
91.2K Views
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved