نسخة الفيديو النصية
وجد أن الأس الهيدروجيني لمحلول حمضي يساوي واحدًا. بعد إضافة حجم صغير من إحدى القواعد، تغير الأس الهيدروجيني ليصبح ثلاثة. ما مقدار التغير في تركيز أيونات H⁺؟
حسنًا، كلمة «حمضي» تعني أن يكون لمادة ما خواص الحمض أو تحتوي على حمض. الحمض هو مادة تفقد أو يمكن أن تفقد بروتونات أثناء التفاعل؛ حيث يمكن تمثيل البروتونات بأيونات الهيدروجين أو H⁺. ويسمى هذا النوع من الأحماض تحديدًا حمض برونستد – لورى. قاعدة برونستد – لورى هي مادة تكتسب أو يمكن أن تكتسب بروتونات أثناء التفاعل.
علمنا من السؤال أن لدينا محلولًا حمضيًّا، ونحن نعلم أن الأحماض تفقد بروتونات. لذا، إذا أضيف حمض، يرمز له بـ HA، إلى الماء، يمكن أن يفقد بروتوناته تاركًا A-. تتفاعل بعد ذلك البروتونات مع جزيئات الماء مكونة H3O+ أو أيونات الهيدرونيوم. ويمكننا أن نعتبر أيونات الهيدرونيوم مكافئة لأيونات الهيدروجين.
علمنا أيضًا من السؤال أن حجمًا صغيرًا من إحدى القواعد قد أضيف إلى هذا المحلول الحمضي. نحن نعلم أن القاعدة تكتسب بروتونات. لذا، إذا أضفنا حجمًا صغيرًا من قاعدة، يشار إليها بالحرف B، إلى المحلول الحمضي، فيمكنها أن تكتسب بروتونات من أيونات الهيدرونيوم، وستتحول أيونات الهيدرونيوم إلى ماء. هذا يعني أن إضافة قاعدة قد أدى إلى تقليل عدد أيونات الهيدرونيوم في المحلول. وبما أن أيونات الهيدرونيوم مكافئة لأيونات الهيدروجين، فهذا يعني أن إضافة قاعدة أدى إلى تقليل تركيز أيونات الهيدروجين أيضًا.
نحن نعلم الآن أن تركيز أيونات الهيدروجين قد قل، لكن مطلوب منا في السؤال تحديد مقدار ذلك. ولمعرفة هذا المقدار، علينا استخدام قيمتي الأس الهيدروجيني (pH) المعطاتين في السؤال. الأس الهيدروجيني للمحلول الحمضي يساوي واحدًا. وبعد إضافة حجم صغير من قاعدة، تغير الأس الهيدروجيني ليصبح ثلاثة. الأس الهيدروجيني هو عدد يشير إلى درجة حمضية محلول ما أو قاعديته. ويعد تركيز أيونات الهيدروجين مؤشرًا أيضًا على درجة الحمضية أو القاعدية، لكن تركيز أيونات الهيدروجين يمكن أن يكون صغيرًا جدًّا وبه العديد من المنازل العشرية. لذا، فإن الأس الهيدروجيني هو مقياس أنسب.
من المهم ملاحظة أنه كلما قل تركيز أيونات الهيدروجين، زاد الأس الهيدروجيني. وهذا بسبب ارتباط الأس الهيدروجيني وتركيز أيونات الهيدروجين عن طريق لوغاريتم سالب. يوضح اللوغاريتم عدد المرات التي نضرب فيها قيمة ما في نفسها للحصول على عدد معين. على سبيل المثال، إذا ضربنا العدد 10 في نفسه ثلاث مرات، فسنحصل على 1000. إذن، لوغاريتم 1000 للأساس 10 يساوي ثلاثة. لكن عندما يكون الأساس 10، يمكننا حذفه. وبما أنه لا يوجد أي أساس في هذه الصيغة، فيمكننا أن نفترض أن الأساس هو 10.
حسنًا، بما أن الأس الهيدروجيني هو مقياس لوغاريتمي، فإن التغير بمقدار وحدة واحدة في الأس الهيدروجيني يعني تغير تركيز الأيونات بمقدار 10. ومن ثم، فإن التغير في الأس الهيدروجيني من واحد إلى اثنين يعني تقليل تركيز أيونات الهيدروجين بمقدار 10. وينطبق الأمر نفسه على زيادة الأس الهيدروجيني من اثنين إلى ثلاثة. سيقل تركيز أيونات الهيدروجين بمقدار 10. يشير السؤال إلى تغير الأس الهيدروجيني من واحد إلى ثلاثة. عندما يتغير الأس الهيدروجيني من واحد إلى ثلاثة، يقل تركيز أيونات الهيدروجين مرتين بمقدار 10. وهذا يعني أنه يقل بمقدار 10 في 10، وهو ما يساوي 100. إذن، فإن إجابة السؤال حول مقدار التغير في تركيز أيونات H⁺، هي أنه قل بمقدار 100.
