ما الرقم الهيدروجيني للماء المقطر ؟

الرقم الهيدروجيني pH: هو مقياس لتركيز أيونات الهيدروجين في المحلول، وهو اللوغاريتم السالب لتركيز أيون الهيدروجين الفعلي، وهذا يعني أن تركيز أيون الهيدروجين يتناقص مع زيادة الرقم الهيدروجيني، وأن اختلاف وحدة حموضة واحدة يدل على اختلاف عشرة أضعاف تركيز أيون الهيدروجين.
تتراوح قيمة الرقم الهيدروجيني من 0 إلى 14 حيث يكون المحلول حامضي عندما يكون قيمة الأس الهيدروجيني بين 0 إلى 7، في حين يكون المحلول قاعدي عندما تكون قيمة الأس الهيدروجيني بين 7 إلى 14، من المفترض أن تكون المياه المقطرة النقية متعادلة برقم هيدروجيني 7، ولكن لأنها تمتص ثاني أكسيد الكربون من الجو فهي في الواقع حامضية قليلاً ذات الرقم الهيدروجيني: 5.8

لذلك تجد أن الأس الهيدروجيني للماء المقطر مباشرة بعد التقطير هو 7 ولكن في غضون ساعات بعد التقطير يمتص الماء ثاني أكسيد الكربون من الجو فيصير حامضيًا ويصبح الرقم الهيدروجيني: 5.8

الأحماض والقواعد:
من المنطقي قياس قيمة الأس الهيدروجيني في محاليل المياه؛ لكن على الناحية الأخرى فإن السوائل مثل الزيت المعدني(زيت البترول) أو زيت التربنتين ليس لها أس هيدروجيني.
في نظرية Bronsted-Lowry للأحماض والقواعد: الحمض هو المركب الذي يطلق البروتونات الحرة في الماء، والقاعدة هي التي تستقبل البروتوناً؛ حيث أن البروتون ليس سوى نواة ذرة الهيدروجين.
الأحماض القوية مثل حمض الهيدروكلوريك (HCl)، تقلل بشكل كبير من الرقم الهيدروجيني للمحلول، في حين أن القواعد القوية، مثل هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) تزيده بشكل كبير. الأحماض والقواعد تعادل بعضها البعض في المحلول وتتحد لتنتج ملحًا.
على سبيل المثال: إذا قمت بخلط HCl مع NaOH في محلول فستحصل على NaCl، وهو ملح الطعام.

الأس الهيدروجيني للماء المقطر من المفترض أن يكون متعادلاً
تتضمن عملية التقطير غليان الماء، ثم يُسمح للبخار بالتكثف في أنبوب ثم جمع الماء المُكثَف في حاوية.
قد يكون هناك العديد من المواد الذائبة في الماء بعضها قد يتبخر مع الماء ولكن الأملاح والمواد المذابة الصلبة الأخرى تبقى دون تبخر.
يمكن لتقنيات التقطير المتطورة أن تتخلص حتى من المواد المذابة المتطايرة وإذا استخدمت واحدة من هذه فإن الناتج سيكون خالياً من أي مواد مذابة وبالتالي فإنه من المتوقع أن يكون رقم الأس الهيدروجيني هو 7 في حالة قيامك بقياس الرقم الهيدروجيني مباشرة بعد التقطير، لكنه سرعان ما يتغير.

الماء النقي حامضي قليلا
يبلغ الرقم الهيدروجيني للماء النقي حوالي 5.8 ، مما يجعله حامضيا. والسبب هو أن الماء يمتص ثاني أكسيد الكربون ويستمر في فعل ذلك حتى يصل لمرحلة الإتزان مع الجو. يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء في المحلول لينتج حمض الكربونيك ، والذي بدوره يطلق أيونات الهيدرونيوم إلى المحلول – وهو ما يعادل إطلاق أيونات الهيدروجين الحرة.
2H2O + CO2 –> H2O + H2CO3 (حمض الكربونيك) –> H3O+ (الهيدرونيوم) + HCO3- (أيونات البيكربونات)

ويستغرق الأمر حوالي ساعتين لتمتص عينة الماء المقطر جميع كمية ثاني أكسيد الكربون التي تستطيع امتصاصها من الجو لتصل للأس الهيدروجيني النهائي (5.8).

المصدر

ترجمة: محمد رمضان
مراجعة: محمود زناتي
تدقيق: محمد الهيجاني