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:
ملاحظات:
- log 1 = 0 (حفظ).
- log 10 = 1 (حفظ).
- إذا كان [H3O+] = 1 x 10-x، فإن pH = x
- 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 Na+ + OH-
[OH-] = [NaOH] = 2 x 10-2 M
[H3O+] [OH-] = 1 x 10-14 Kw =
[H3O+] = = = 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:
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
مثال (1):
أحسب الرقم الهيدروكسيلي pOH والرقم الهيدروجيني pH لمحلول القاعدة KOH تركيزه 0.01 M
الحل:
معادلة تأين القاعدة:
KOH 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+] = = = 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 : شبكة منهاجي التعليمية
31 / 01 / 2023
النقاشات