الرقم الهيدروجيني والرقم الهيدروكسيلي

الرقم الهيدروجيني والرقم الهيدروكسيلي

الرقم الهيدروجيني pH

نظراً لصعوبة التعامل مع الأسس السالبة في تركيز H3O+ ، فقد تم الاتفاق على التعبير عنه بما يعرف بالرقم الهيدروجيني pH .

الرقم الهيدروجيني: اللوغاريتم السالب للأساس 10 لتركيز أيون الهيدرونيوم H3O+ في المحلول.

أي أن:

pH = - log [H3O+]

ومن العلاقة السابقة يمكن اشتقاق العلاقة:

[H3O+] = 10-pH

علاقة الرقم الهيدروجيني بتركيز أيون الهيدرونيوم وتركيز أيون الهيدروكسيد وطبيعة المحلول:

الرقم الهيدروجيني

ملاحظات:

  1. log 1 = 0 (حفظ).
  2. log 10 = 1 (حفظ).
  3. إذا كان [H3O+] = 1 x 10-x، فإن pH = x
  4. وبصورة عامة إذا كان [H3O+] = y x 10-x، فإن pH = x – log y

 

مثال (1):

أحسب الرقم الهيدروجيني pH لمحلول حمض النيتريك HNO3 تركيزه 0.25 M علماً أن (log 2.5 = 0.4).

الحل:

معادلة تأين الحمض:

HNO3  +  H2O  →  H3O+  +  NO3-

[H3O+] = [HNO3] = 0.25 M = 2.5 x 10-1 M

pH = - log [H3O+]

pH = - log (2.5 x 10-1) = 1 – log 2.5 = 1 - 0.4 = 0.6

 

مثال (2):

أحسب الرقم الهيدروجيني pH لمحلول حمض البيروكلوريك HClO4 تركيزه 0.04 M علماً أن log 4 = 0.6

الحل:

معادلة تأين الحمض:

HClO4  +  H2O  →  H3O+  +  ClO4-

[H3O+] = [HClO4] = 0.04 M = 4 x 10-2 M

pH = - log [H3O+]

pH = - log (4 x 10-2) = 2 – log 4 = 2 - 0.6 = 1.4

 

مثال (3):

أحسب [H3O+] لعبوة من الخل مكتوب عليها الرقم الهيدروجيني pH يساوي 4 .

الحل:

[H3O+] = 10-pH = 10-4 = 1 x 10-4 M

 

مثال (4):

أحسب [H3O+] لعبوة من عصير الليمون مكتوب عليها الرقم الهيدروجيني pH يساوي 2.2

(علماً أن log 6.3 = 0.8)

الحل:

[H3O+] = 10-pH = 10-2.2 = 10(-2.2 +3)-3

[H3O+] = 100.8 x 10-3 = 6.3 x 10-3 M

 

مثال (5):

أحسب الرقم الهيدروجيني pH لمحلول القاعدة هيدروكسيد الصوديوم NaOH تركيزه 0.02 M

علماً أن log 5 = 0.7

الحل:

معادلة تأين القاعدة:

NaOH   H2O   Na+  +  OH-

[OH-] = [NaOH] = 2 x 10-2 M

[H3O+] [OH-] = 1 x 10-14 Kw =

[H3O+] = Kw[OH-]1 x 10-142 x 10-2 = 5 x 10-13 M

pH = - log [H3O+]

pH = - log (5 x 10-13) = 13 – log 5 = 13 - 0.7 = 12.3

 

سؤال (1):

أحسب قيمة (pH) لمحلول يبلغ [H3O+] فيه 0.02 M علماً أن log 2 = 0.3 .

 

سؤال (2):

أحسب قيمة (pH) للمحلولين الآتيين:

1- محلول يبلغ [H3O+] فيه 3 x 10-4 M علماً أن log 3 = 0.48 .

2- محلول يبلغ [OH-] فيه 5 x 10-8 M علماً أن log 2 = 0.3 ، (Kw = 1 x 10-14).

 

سؤال (3):

أحسب تركيز أيون الهيدرونيوم في محلول قيمة pH)) فيه 3.52 علماً أن log 3 = 0.48 .

 

سؤال (4):

أحسب [H3O+] و [OH-] لكلٍ من:

1- محلول رقمه الهيدروجيني 4.22 ، علماً أن (log 6 = 0.78)

2- عينة دم إنسان قيمة pH لها = 7.4 ، علماً أن (log 4 = 0.6)

3- عينة من عصير برتقال رقمها الهيدروجيني = 5.8 ، علماً أن (1.6 = 100.2)

 

سؤال (5):

أكمل الفراغات في الجدول التالي:

حساب الرقم الهيدروجيني

الرقم الهيدروكسيلي pOH

يستخدم الرقم الهيدروكسيلي للتعبير عن قاعدية المحلول.

الرقم الهيدروكسيلي: اللوغاريتم السالب للأساس 10 لتركيز لتركيز أيون الهيدروكسيد OH- في المحلول.

أي أن:

pOH = - log [OH-]

ومن العلاقة السابقة يمكن اشتقاق العلاقة:

[OH-] = 10-pOH

العلاقة بين pH و pOH

pH + pOH = 14

الرقم الهيدروكسيلي

مثال (1):

أحسب الرقم الهيدروكسيلي pOH والرقم الهيدروجيني pH لمحلول القاعدة KOH تركيزه 0.01 M

الحل:

معادلة تأين القاعدة:

KOH   H2O   K+  +  OH-

[OH-] = [KOH] = 1 x 10-2 M

pOH = - log [OH-]

pOH = - log (1 x 10-2) = 2

pH = 14 – 2 = 12

 

مثال (2):

أحسب [OH-] و [H3O+] لعبوة من حليب المغنيسيا مكتوب عليها الرقم الهيدروكسيلي pOH يساوي 4 .

الحل:

[OH-] = 10-pOH = 10-4 = 1 x 10-4 M

[H3O+] [OH-] = 1 x 10-14 Kw =

[H3O+] = Kw[OH-]1 x 10-141 x 10-4 = 1 x 10-10 M

 

مثال (3):

أحسب الرقم الهيدروجيني pH والرقم الهيدروكسيلي pOH لمحلول حمض الهيدروكلوريك HCl الذي تركيز 10-3 M .

الحل:

pH = - log [H3O+]

pH = - log (1 x 10-3) = 3

pH + pOH = 14

pOH = 14 – 3 = 11

إعداد : أ. أحمد الحسين

31 / 07 / 2022