الرقم الهيدروجيني pH

لعلك شاهدت أحد المختصين يقيس الرقم الهيدروجيني لماء الشرب في محطة تحلية المياه.

• المحاليل الحمضية: يتدرّج رقمها الهيدروجيني بين صفر و7؛ فالمحاليل ذات الرقم الأقرب إلى الصفر هي الأعلى حموضة، ومنها حمض الهيدروكلوريك (HCl).
• المحلول المتعادل: رقمه 7؛ أي لا يكون حمضيًّا ولا قاعديًّا، ومن ذلك الماء المقطر.
• المحاليل القاعدية: رقمها الهيدروجيني أعلى من 7، والمحاليل ذات الرقم 14 هي الأعلى قاعدية، ومنها محلول هيدروكسيد الصوديوم.

يرتبط الرقم الهيدروجيني pH مباشرة بتركيز أيونات الهيدرونيوم (H₃O⁺) وأيونات الهيدروكسيد (OH⁻):

• المحاليل الحمضية: لديها أيونات هيدرونيوم أكثر من أيونات الهيدروكسيد.
• المحاليل القاعدية: لديها أيونات هيدروكسيد أكثر من أيونات الهيدرونيوم.
• المحاليل المتعادلة: فيها أعداد متساوية من كلا النوعين.

إن تدريج الرقم الهيدروجيني ليس تدريجًا خطيًّا كمقاييس الكتلة والحجم؛ فإذا كانت كتلة أحد الجسمين 2 كجم وكتلة الثاني 1 كجم تكون كتلة الأول ضعفي كتلة الثاني.

فإذا كان الرقم الهيدروجيني لحمض 2، ولحمض ثانٍ 1، فلا يكون الحمض الثاني أكثر حمضية من الأول بمقدار الضعفين فقط، بل تكون حمضيته عشرة أمثال الأول.

وبالطريقة نفسها: حمض رقمه 1 أكثر حمضية من حمض رقمه 3 بمقدار 10 × 10 = 100 مرة.

هناك فرق بين أحماض المواد الغذائية والأحماض التي يمكن أن تحرق الجلد من حيث القوة:

• الأحماض الضعيفة: أحماض الأغذية ذات الطعم الحامض، تتفكّك أيوناتها بشكل جزئي.
• الأحماض القوية: الأحماض الكاوية التي يمكن أن تحرق أنسجة الجسم وتتلفها، تتفكّك أيوناتها بشكل كامل.

وترجع قوة الحمض إلى سهولة إطلاقه لأيوناته وانفصالها عنه. فلكلٍّ من حمض الهيدروكلوريك وحمض الخليك التركيز نفسه، ولكن حمض الهيدروكلوريك القوي ينفصل بسهولة عند ذوبانه، فينتج أيونات هيدرونيوم أكثر كثيرًا من حمض الخليك الضعيف الذي يوجد معظمه في الماء على هيئة جزيئات. وبزيادة أيونات الهيدرونيوم في المحلول يقلّ الرقم الهيدروجيني pH له؛ أي أن pH للحمض القوي أقل منه للحمض الضعيف. وكذلك الحال بالنسبة للقواعد؛ فقوتها مرتبطة بسهولة إطلاقها لأيونات الهيدروكسيد عند ذوبانها في الماء.