Turşular və qələvilər eyni miqyasda iki ifrat mövqedir: onların xassələri (tamamilə əks) eyni dəyərlə - hidrogen ionlarının konsentrasiyası (H+) ilə müəyyən edilir. Lakin, özlüyündə bu rəqəm çox əlverişsizdir: hidrogen ionlarının konsentrasiyasının daha yüksək olduğu turşu mühitlərdə belə, bu rəqəm vahidin yüzdə biri, mində bir hissəsidir. Buna görə də, rahatlıq üçün, bu dəyərin minus bir ilə vurulan onluq loqarifmini istifadə edirlər. Bunun pH (potentia Hydrogen) və ya hidrogen göstəricisi olduğunu söyləmək adətdir.
Konseptin yaranması
Ümumiyyətlə, turşu mühitin və qələvi mühitin hidrogen ionlarının H + konsentrasiyası ilə müəyyən edilməsi və onların konsentrasiyası nə qədər yüksək olsa, məhlulun turşuluğu bir o qədər yüksəkdir (və əksinə, H + aşağı olur. konsentrasiyası, ətraf mühitin qələviliyi və əks OH ionlarının konsentrasiyası nə qədər yüksək olarsa -), elmə çoxdan məlumdur. Lakin 1909-cu ildə Danimarka kimyaçısı Sørensen ilk dəfə olaraq hidrogen indeksi - PH anlayışından istifadə etdiyi və sonradan pH ilə əvəz olunduğu tədqiqatı nəşr etdirdi.
Turşuluğun hesablanması
pH indeksini hesablayarkən, məhlulda olan su molekullarının çox az miqdarda da olsa, yenə də ionlara ayrıldığı güman edilir. Bu reaksiya su avtoprotolizi adlanır:
H2O H+ + OH-
Reaksiya geri çevrilir, ona görə də onun üçün tarazlıq sabiti müəyyən edilir (hər komponentin orta konsentrasiyalarını göstərir). Standart şərtlər üçün sabitin qiyməti budur - temperatur 22 °C.
Aşağıda kvadrat mötərizədə - göstərilən komponentlərin molar konsentrasiyaları. Suda suyun molar konsentrasiyası təxminən 55 mol/litr təşkil edir ki, bu da ikinci dərəcəli qiymətdir. Buna görə də, H+ və OH- ionlarının konsentrasiyalarının məhsulu təxminən 10-14 təşkil edir. Bu dəyər suyun ion məhsulu adlanır.
Təmiz suda hidrogen ionlarının və hidroksid ionlarının konsentrasiyası 10-7 təşkil edir. Buna uyğun olaraq suyun pH dəyəri təxminən 7 olacaq. Bu pH dəyəri neytral mühit kimi qəbul edilir.
Sonra, sudan uzaqlaşmalı və bir az turşu və ya qələvi məhlulu düşünməlisiniz. Məsələn, sirkə turşusunu götürək. Suyun ion məhsulu eyni qalacaq, lakin H+ və OH- ionları arasındakı tarazlıq birinciyə doğru dəyişəcək: hidrogen ionları qismən dissosiasiya olunmuş sirkə turşusundan gəlir və "əlavə" hidroksid ionları dissosiasiya olunmamış su molekullarına daxil olur. Beləliklə, hidrogen ionlarının konsentrasiyası daha yüksək olacaq və pH daha aşağı olacaq (lazım deyilloqarifmin mənfi işarəsi ilə alındığını unutmayın). Buna görə turşu və qələvi pH ilə bağlıdır. Və onlar aşağıdakı şəkildə bağlanır. pH dəyəri nə qədər aşağı olarsa, mühit bir o qədər turşudur.
Turşu xassələri
Asidik mühitlər pH 7-dən az olan məhlullardır. Qeyd etmək lazımdır ki, suyun ion məhsulunun dəyəri ilk baxışdan pH dəyərlərini 1-dən 14-ə qədər məhdudlaşdırsa da, əslində pH birdən az (və hətta sıfırdan az) və 14-dən çox olan məhlullar mövcuddur. Məsələn, güclü turşuların (kükürdlü, xlorid) konsentrat məhlullarında pH -2-ə çata bilər.
Müəyyən maddələrin həllolma qabiliyyəti turşulu və ya qələvi mühitə malik olmağımızdan asılı ola bilər. Məsələn, metal hidroksidləri götürək. Həll qabiliyyəti suyun ion məhsulu ilə quruluşca eyni olan həlledicilik məhsulunun dəyəri ilə müəyyən edilir: vurulmuş konsentrasiyalar. Hidroksid vəziyyətində, həlledicilik məhsuluna metal ionunun konsentrasiyası və hidroksid ionlarının konsentrasiyası daxildir. Hidrogen ionlarının həddindən artıq olması halında (turşu mühitdə) onlar hidroksid ionlarını çöküntüdən daha aktiv şəkildə "çıxaracaq" və bununla da tarazlığı həll olunmuş formaya doğru dəyişəcək, çöküntünün həllolma qabiliyyətini artıracaq.
Həmçinin qeyd etmək lazımdır ki, insanın bütün həzm traktının turşulu mühiti var: mədə şirəsinin pH-ı 1-2 arasında dəyişir. Bu dəyərlərdən yuxarı və ya aşağı sapma müxtəlif xəstəliklərin əlaməti ola bilər.
Qələvi mühitin xüsusiyyətləri
Bqələvi mühitdə pH dəyəri 7-dən böyük dəyərlər alır. Rahatlıq üçün hidroksid ionlarının yüksək konsentrasiyası olan mühitlərdə turşuluğun pH göstəricisi pOH əsaslılığının pH göstəricisi ilə əvəz olunur. Onun -lg[OH-] (hidroksid ionlarının konsentrasiyasının mənfi ondalıq loqarifmi) bərabər dəyəri ifadə etdiyini təxmin etmək asandır. Birbaşa suyun ion məhsulundan pH + pOH=14 bərabərliyi əmələ gəlir. Buna görə də pOH=14 - pH. Beləliklə, pH indeksi üçün doğru olan bütün ifadələr üçün, pOH əsaslıq indeksi üçün əks ifadələr doğrudur. Qələvi mühitin pH tərifinə görə böyükdürsə, onun pOH açıq-aydın kiçikdir və qələvi məhlulu nə qədər güclü olarsa, pOH dəyəri bir o qədər aşağı olar.
Bu cümlə indicə turşuluqla bağlı bir çox müzakirələri qarışdıran məntiqi paradoks təqdim etdi: aşağı turşuluq yüksək turşuluğu göstərir və əksinə: yüksək pH dəyərləri aşağı turşuluğa uyğundur. Bu paradoks loqarifmin mənfi işarəsi ilə götürüldüyü və turşuluq şkalası, sanki, tərsinə çevrildiyi üçün yaranır.
Turşuluğun praktik tərifi
Mühitin turşuluğunu təyin etmək üçün indikatorlar adlananlardan istifadə edilir. Adətən bunlar mühitin pH-dan asılı olaraq rəngini dəyişən olduqca mürəkkəb üzvi molekullardır. Göstərici çox dar pH diapazonunda rəngini dəyişir: bu, dəqiq nəticələr əldə etmək üçün turşu-əsas titrləmələrində istifadə olunur: göstərici rəng dəyişən kimi titrləmə dayandırılır.
Ən məşhur göstəricilər metildirnarıncı (aşağı pH olan bölgədə keçid intervalı), fenolftalein (yüksək pH olan bölgədə keçid intervalı), lakmus, timol mavisi və s. Turşu mühitlərdə və qələvi mühitlərdə onların keçid intervalının yerləşdiyi sahədən asılı olaraq müxtəlif göstəricilər istifadə olunur.
Universal göstəricilər də var - güclü asidik mühitdən güclü qələvi mühitə keçərkən rənglərini tədricən qırmızıdan tünd bənövşəyiyə dəyişirlər. Əslində, universal göstəricilər ümumi göstəricilərin qarışığıdır.
Turşuluğun daha dəqiq müəyyən edilməsi üçün bir cihaz istifadə olunur - pH metr (potentsiometr, metod müvafiq olaraq potensiometriya adlanır). Onun iş prinsipi, elementi ölçülmüş pH ilə bir həll olan bir dövrədə EMF-nin ölçülməsinə əsaslanır. Məhlula batırılmış elektrodun potensialı məhluldakı hidrogen ionlarının konsentrasiyasına həssasdır - buna görə də EMF-də dəyişiklik baş verir, bunun əsasında real pH hesablanır.
Gündəlik həyatda müxtəlif mühitlərin turşuluğu
Turşuluq indeksi gündəlik həyatda böyük əhəmiyyət kəsb edir. Məsələn, zəif turşular - sirkə, malik - konservantlar kimi istifadə olunur. Qələvi məhlullar sabun da daxil olmaqla yuyucu vasitələrdir. Ən sadə sabun yağ turşularının natrium duzlarıdır. Suda onlar dissosiasiya edirlər: yağ turşusu qalığı - çox uzun - bir tərəfdən mənfi yükə malikdir, digər tərəfdən - karbon atomlarının uzun qütb olmayan zənciri. Buyükün hidratasiyada iştirak etdiyi molekulun ucu ətrafına su molekullarını toplayır. Digər ucu yağ molekulları kimi digər qeyri-qütblü şeylərə yapışır. Nəticədə, misellər əmələ gəlir - toplar, içərisində mənfi yüklü "quyruqlar" yapışdırılır və içərisində "quyruqlar" və yağ və kir hissəcikləri gizlənir. Yuyucu vasitə bütün yağ və kirləri belə misellərə bağladığına görə səth yağ və kirdən yuyulur.
Turşuluq və sağlamlıq
PH-nın insan orqanizmi üçün böyük əhəmiyyəti olduğu artıq qeyd olunub. Həzm sistemi ilə yanaşı, bədənin digər hissələrində də turşuluq indeksinə nəzarət etmək vacibdir: qan, tüpürcək, dəri - turşu və qələvi mühitlər bir çox bioloji proseslər üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir. Onların tərifi bədənin vəziyyətini qiymətləndirməyə imkan verir.
İndi pH testləri populyarlıq qazanır - turşuluğun yoxlanılması üçün ekspress testlər. Bunlar universal göstərici kağızının müntəzəm zolaqlarıdır.
