دلیل گستره تغییر pH از ۰ تا ۱۴
pH یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های شیمیایی مواد است که نشان‌دهنده اسیدیته یا بازی بودن یک محلول است. این مقیاس از ۰ تا ۱۴ تعریف شده و به‌طور کلی، مقادیر کمتر از ۷ نشان‌دهنده محلول‌های اسیدی و مقادیر بیشتر از ۷ نشان‌دهنده محلول‌های بازی هستند. در این مقاله به بررسی دلیل گستره تغییر pH از ۰ تا ۱۴ می‌پردازیم.
تعریف pH
pH به معنای “پتانسیل هیدروژن” است و به غلظت یون‌های هیدروژن در یک محلول نسبت به آب خالص اشاره دارد. مقیاس pH بر اساس لگاریتم معکوس غلظت یون‌های هیدروژن ساخته شده است، به‌طوری که:
pH = -log[H⁺]
پیشینه مقیاس pH
مقیاس pH در سال ۱۹۰۹ توسط شیمیدان دانمارکی، سورن پیتر لوری، بنیان‌گذاری شد. این مقیاس برای آسان‌تر کردن مطالعه و مقایسه ویژگی‌های اسیدی و بازی محلول‌ها به‌وجود آمد. برای اینکه pH از ۰ تا ۱۴ تعریف شود، ترکیب آب خالص و خاصیت یونش آن در نظر گرفته شد.
محدوده pH
آب خالص در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد دارای pH برابر ۷ است که نشان‌دهنده شرایط خنثی است. در حالتی که پی‌اچ پایین‌تر از ۷ باشد، نشان‌دهنده وجود یون‌های هیدروژن بیشتر در مقایسه با یون‌های هیدروکسید است، که به معنی اسیدی بودن محلول است. Conversely, when the pH is above 7, there are more hydroxide ions than hydrogen ions, indicating basicity.
عوامل مؤثر بر پایداری مقیاس pH
به‌طور کلی، مقادیر pH بین ۰ تا ۱۴ به‌عنوان مرزهای استاندارد تعریف شده‌اند. عواملی که می‌توانند بر این مقیاس تأثیر بگذارند عبارتند از:
نتیجه‌گیری
گستره تغییر pH از ۰ تا ۱۴ به‌دلیل ویژگی‌های آب و نحوه یونش آن در دما و فشار معمولی شکل گرفته است. این مقیاس به ما این امکان را می‌دهد که به‌سادگی اسیدیته و بازی بودن محلول‌ها را اندازه‌گیری و مقایسه کنیم.
سوالات متداول
۱. آیا pH می‌تواند بالاتر از ۱۴ یا پایین‌تر از ۰ باشد؟
بله، در برخی از محلول‌ها مانند محلول‌های بسیار غلیظ، pH ممکن است از ۰ پایین‌تر یا از ۱۴ بالاتر برود، اما این مقادیر معمولاً از قواعد تعریف pH خارج هستند.
۲. چرا pH آب باران معمولاً پایین‌تر از ۷ است؟
آب باران به دلیل ترکیب با گازهای CO2 موجود در جو، اسیدی می‌شود و معمولاً pH آن به‌طور متوسط حدود ۵.۵ است.
۳. چگونه می‌توان pH یک محلول را تغییر داد؟
برای تغییر pH یک محلول، می‌توان اسیدها یا بازها را به آن افزود. افزودن یک اسید به یک محلول بازی pH را کاهش می‌دهد و برعکس.