الماء لقياس الأس الهيدروجيني: ماذا وكيف

الوصف

الماء أساسي في قياس الأس الهيدروجيني. يخبرنا قياس الأس الهيدروجيني المختبري بمستوى قلوية أو حموضة المحلول. يجب أن تكون هذه المياه المستخدمة للاختبار ذات جودة عالية.

لماذا يُقاس الأس الهيدروجيني؟

يقاس الأس الهيدروجيني من قبل العلماء لأنه من بين أهم مؤشرات التوازن الكيميائي. ويوجه الأس الهيدروجيني عملية اتخاذ القرار في المراقبة البيئية والعمليات الصناعية ومراقبة الجودة. يمكن أن يشير التغير في الأس الهيدروجيني إلى وجود مشكلة في تصريف مياه الصرف الصحي أو معالجة المياه. وفي كثير من الحالات، يكون قياس الأس الهيدروجيني ضروريًا للسلامة. بالنسبة للمصانع الكيميائية، فإنه يضمن التشغيل ضمن نطاقات الأس الهيدروجيني الآمنة. في تطبيقات مثل الزراعة، يمكن أن يحدد الأس الهيدروجيني ما إذا كانت المياه مناسبة للري. يمكن أن تتسبب المياه الحمضية جدًا أو القلوية جدًا في تآكل المعدات والأنسجة الحية. وباختصار، يسمح قياس الأس الهيدروجيني للعمال بتتبع خصائص المحلول بشكل فعال وسريع.

تأثير ملوثات المياه على الأس الهيدروجيني

يمكن أن تؤثر التركيزات المنخفضة لملوثات المياه على الأس الهيدروجيني. وتشمل بعض الملوثات الشائعة ثاني أكسيد الكربون المذاب والمواد العضوية والمعادن الثقيلة. قد تكون هذه الملوثات ناتجة عن مياه الصرف الصناعي أو العمليات الطبيعية. ثاني أكسيد الكربون قابل للذوبان في الماء ويشكل حمضاً ضعيفاً. تتفاعل المعادن الثقيلة أيضاً مع الماء وتغير درجة حموضته. كما أن المركبات العضوية لها نفس التأثيرات. وقد تم تطبيق معايير صارمة للغاية لجودة المياه في معظم المختبرات لتجنب مثل هذه الحالات. حتى التغيرات الطفيفة يمكن أن تؤدي إلى عدم دقة قراءة الأس الهيدروجيني. الترشيح والمعالجة المناسبين ضروريان في المناطق التي تتطلب الدقة. وهذا الإجراء مهم بشكل خاص في مراكز الأبحاث ومنشآت الإنتاج. تضمن المياه النقية أن تكون معايرة مقياس الأس الهيدروجيني دقيقة وأن تكون النتائج جديرة بالثقة.

ما هو الأس الهيدروجيني للمياه فائقة النقاء؟

المياه فائقة النقاء هي مياه نقية للغاية لإزالة معظم الشوائب. وهو شائع في المختبرات العلمية وإعدادات التصنيع. من الممكن تخيل أن يكون الرقم الهيدروجيني للماء فائق النقاء 7، لكن الرقم الهيدروجيني سيكون مختلفًا. عندما يتلامس الماء فائق النقاء مع الهواء، فإنه يذيب ثاني أكسيد الكربون. ويمكن أن يؤدي هذا الامتصاص إلى خفض الأس الهيدروجيني له وجعله حمضيًا قليلًا. في ظل ظروف مختبرية خاضعة للرقابة، يجب أن يكون الرقم الهيدروجيني للماء فائق النقاء قريب من 7. ولكن في معظم الحالات، قد تظهر قراءات تتراوح بين 5.5 و7. ويعتمد ذلك على عوامل مثل وقت التخزين والتعرض للهواء ودرجة الحرارة. هذه الحقائق تجعل من المهم معالجة المياه فائقة النقاء بشكل مناسب قبل الاستخدام.

التحليل الكيميائي الرطب وقياس الأس الهيدروجيني

يقدم التحليل الكيميائي الرطب طريقة أخرى لفهم الأس الهيدروجيني. على الرغم من أن أقطاب الأس الهيدروجيني وأجهزة القياس روتينية، إلا أن الطرق الكيميائية الرطبة قد تتحقق من القراءات أو تؤكدها. في مثل هذه الإجراءات، تُضاف المواد الكيميائية إلى الماء ويلاحظ تغير اللون على الناتج. باستخدام المعايرة المناسبة، يمكن للمرء قياس الحموضة أو القلوية. على سبيل المثال، توفر المؤشرات مثل الفينولفثالين إشارات بصرية عندما يتجاوز الأس الهيدروجيني العتبات الحرجة. ويتم تقييم التقنيات الكيميائية الرطبة لدقتها حيث يمكن أن تتعطل المعدات أو تحتاج إلى مساعدة. وفي العديد من التطبيقات، يعطي الجمع بين الاثنين صورة أكثر تحديدًا. وينجح هذا المزيج في المراقبة البيئية ومراقبة الجودة في العمليات الصناعية. وغالبًا ما يكون استخدام الكواشف الكيميائية البسيطة جنبًا إلى جنب مع أجهزة الأس الهيدروجيني الحديثة أفضل نتيجة.

الخاتمة

جودة المياه أمر بالغ الأهمية في قياس الأس الهيدروجيني. ومهما كان التطبيق، سواء كان صناعيًا أو بيئيًا أو مختبريًا، يجب إدارة الملوثات. يمكن أن تؤدي المياه غير النقية إلى قراءات خاطئة للأس الهيدروجيني. كما أن الماء فائق النقاء له أيضًا مراوغاته الخاصة عند تعرضه للهواء. يظل التحليل الكيميائي الرطب تقنية دعم مفيدة لقياس الأس الهيدروجيني. لمزيد من المعلومات، يرجى مراجعة Stanford Advanced Materials (SAM).

الأسئلة المتداولة

س: لماذا نقيس الأس الهيدروجيني؟

س: الأس الهيدروجيني هو مقياس لحموضة أو قلوية المحلول، وهو أمر حيوي للسلامة والمراقبة البيئية والتحكم في العمليات.

و: كيف تؤثر الشوائب في الماء على قياسات الأس الهيدروجيني؟

س: يمكن أن تغير الشوائب مثل المعادن الثقيلة وثاني أكسيد الكربون الأس الهيدروجيني عن طريق تكوين قواعد أو أحماض ضعيفة.

س: و: لماذا يختلف الأس الهيدروجيني للماء فائق النقاء عما يفترض أن يكون عليه؟

س: يتسبَّب التعرُّض للهواء في امتصاص ثاني أكسيد الكربون، وهو ما قد يُخفِّض الأس الهيدروجيني إلى ما دون المستوى المتعادل.