أيونات الهيدروجين والرقم الهيدروجيني

2-3 أيونات الهيدروجين والرقم الهيدروجيني

Hydrogen Ions and pH

الفكرة الرئيسية

يعبر كل من pH و pOH عن تراكيز أيونات الهيدروجين وأيونات الهيدروكسيد في المحاليل المائية.

الربط مع الحياة

لعلك شاهدت طفلين يلعبان على لعبة التوازن (السيسو). عندما يرتفع أحد طرفي العارضة يهبط الطرف الآخر. وأحيانًا تتوازن العارضة في الوسط. تسلك تراكيز أيونات الهيدروجين وأيونات الهيدروكسيد في المحاليل المائية سلوكًا مماثلًا.

الأهداف

تشرح معنى المصطلحات pH، pOH.
تربط بين pH و pOH وثابت التأين للماء.
تحسب قيمة pH و pOH للمحاليل المائية.

مراجعة المفردات

مبدأ لوتشاتلييه: ينص على أنه إذا وقع ضغط على نظام في حالة اتزان فإن النظام يتجه في الاتجاه الذي يقلل من ذلك الضغط.

مفردات جديدة

ثابت تأين الماء Kw
الرقم الهيدروجيني pH
الرقم الهيدروكسيدي pOH

---

ثابت التأين للماء

Ion Product Constant for Water

يحتوي الماء النقي على تراكيز متساوية لأيونات H+ و OH- التي تنتج عن تأينه الذاتي. ويبين الشكل 2-13 تكون أعداد متساوية من أيونات الهيدرونيوم والهيدروكسيد في عملية التأين الذاتي للماء. ويمكن تبسيط معادلة الاتزان على النحو الآتي:

H2O(l) ⇌ H+(aq) + OH-(aq)

ثابت تأين الماء Kw

يشير السهم الثنائي إلى أن هذا تفاعل اتزان. لذا تذكر أنه يجب كتابة تعبير ثابت الاتزان بوضع تراكيز النواتج في البسط، وتراكيز المواد المتفاعلة في المقام. وفي هذه الحالة جميع المواد قوتها واحد؛ لأن معاملاتها جميعها في المعادلة الكيميائية 1. ولأن تركيز الماء النقي ثابت، لذا لا يظهر [H2O] في المقام.

Kw = [H+][OH-]

حيث إن Kw ثابت تأين الماء.
و [H+] تركيز أيون الهيدروجين.
و [OH-] تركيز أيون الهيدروكسيد.

حاصل ضرب تراكيز أيون الهيدروجين وأيون الهيدروكسيد في المحاليل المائية المخففة يساوي Kw.

والتعبير Kw هو حالة خاصة لثابت الاتزان، ينطبق فقط على الماء، ويسمى ثابت تأين الماء، وهو قيمة تعبر عن ثابت الاتزان للتأين الذاتي للماء. لقد بينت التجارب أن [H+] و [OH-] للماء النقي عند K 298 تكون متساوية؛ حيث يساوي كل منها 1.0 × 10^-7 M. لذا تكون قيمة Kw عند درجة الحرارة K 298 تساوي 1.0 × 10^-14.

Kw = [H+][OH-]
Kw = (1.0 × 10^-7)(1.0 × 10^-7)
Kw = 1.0 × 10^-14

الشكل 2-13

يسلك أحد جزيئات الماء في التأين الذاتي للماء سلوك الحمض، ويسلك الآخر سلوك القاعدة.

---

#

Kw ومبدأ لوتشاتلييه

حاصل ضرب [H+] و [OH-] يساوي دائمًا 1.0 × 10^-14 عند درجة حرارة K 298. وهذا يعني أنه إذا زاد تركيز أيونات H+ نقص تركيز أيونات OH-. وبالمثل فإن الزيادة في تركيز OH- تسبب نقصًا في تركيز أيونات H+.

فكر في هذه التغيرات من خلال مبدأ لوتشاتلييه؛ حيث تسبب إضافة أيونات هيدروجين إضافية إلى اضطراب في حالة الاتزان، فيعمل النظام على التقليل من تأثير الزيادة في التركيز؛ حيث تتفاعل أيونات H+ المضافة مع أيونات OH- لتكون المزيد من جزيئات الماء، وهكذا يقل تركيز OH-.

يبين المثال 2-1 كيف تستعمل Kw لحساب تركيز H+ أو OH- إذا عرفت تركيز أحدهما.

ماذا قرأت؟

اشرح لماذا لا يتغير Kw عند زيادة تركيز أيونات الهيدروجين؟

---

مثال 2-1

احسب قيم [H+] و [OH-] باستعمال Kw

إذا كان تركيز أيون H+ في كوب قهوة عند درجة حرارة K 298 هو 1.0 × 10^-5 M، فما تركيز أيون OH- في القهوة؟ هل تعد القهوة حمضية، أم قاعدية، أم متعادلة؟

1 تحليل المسألة

لديك تركيز أيون H+، وتعرف أن Kw يساوي 1.0 × 10^-14. يمكنك استعمال قانون ثابت تأين الماء لإيجاد [OH-]. ولأن [H+] أكبر من 1.0 × 10^-7، لذا يمكنك أن تتوقع أن يكون [OH-] أقل من 1.0 × 10^-7.

المعطيات

[H+] = 1.0 × 10^-5 M
Kw = 1.0 × 10^-14

المطلوب

[OH-] = ? mol/L

2 حساب المطلوب

استعمل قانون ثابت تأين الماء.

Kw = [H+][OH-]

[OH-] = Kw / [H+]

[OH-] = (1.0 × 10^-14) / (1.0 × 10^-5)

[OH-] = 1.0 × 10^-9 mol/L

لأن قيمة [H+] > [OH-]، لذا فإن القهوة حمضية.

3 تقويم الإجابة

كما هو متوقع، تكون قيمة [OH-] أقل من 1.0 × 10^-7 mol/L.

مسائل تدريبية

• فيما يأتي قيم تراكيز H+ و OH- لأربعة محاليل مائية عند درجة حرارة K 298. احسب [H+] أو [OH-] لكل محلول، ثم حدد ما إذا كان المحلول حمضيًا، أم قاعديًا، أم متعادلًا.

a. [H+] = 1.0 × 10^-13 M
b. [OH-] = 1.0 × 10^-7 M
c. [OH-] = 1.0 × 10^-3 M
d. [H+] = 4.0 × 10^-5 M

• تحفيز: احسب عدد أيونات H+ وعدد أيونات OH- في 300 mL من الماء النقي عند درجة حرارة K 298.

---

#

الرقم الهيدروجيني pH والرقم الهيدروكسيدي pOH

تكون تراكيز H+ غالبًا أرقامًا صغيرة، يعبر عنها بطريقة علمية. ولصعوبة استعمال هذه الأرقام تبنى الكيميائيون طريقة أسهل للتعبير عنها.

ما الرقم الهيدروجيني pH؟

يعبر الكيميائيون عن تركيز أيونات الهيدروجين باستعمال تدريج الرقم الهيدروجيني pH المبني على اللوغاريتمات. لذا فإن الرقم الهيدروجيني pH لمحلول ما هو سالب لوغاريتم تركيز أيون الهيدروجين.

الرقم الهيدروجيني pH

pH = -log [H+]

يمثل [H+] تركيز أيون الهيدروجين.

قيمة pH لمحلول ما تساوي سالب لوغاريتم تركيز أيون الهيدروجين.

تكون قيم pH للمحاليل الحمضية عند درجة حرارة K 298 أقل من 7، بينما تكون قيمها للمحاليل القاعدية أكبر من 7. وهكذا يكون المحلول الذي قيمة pH له تساوي 0.0 حمضًا قويًا، بينما يكون المحلول الذي قيمة pH له تساوي 14 قاعدة قوية.

وتعني الطبيعة اللوغاريتمية في هذه الحالة لتدريج pH أن تغير وحدة واحدة من pH يمثل تغيرًا بمقدار 10 مرات في تركيز الأيون. فالمحلول الذي pH له تساوي 3 له عشرة أضعاف تركيز المحلول الذي pH له تساوي 4. ويبين الشكل 2-14 تدريج pH وقيمها لبعض المواد الشائعة.

ما الرقم الهيدروكسيدي pOH؟

يكون من المناسب أحيانًا التعبير عن قاعدية أو قلوية محلول ما على تدريج pOH والذي يعكس صورة العلاقة بين pH و [H+]. ويعرف الرقم الهيدروكسيدي pOH لمحلول ما بأنه سالب لوغاريتم تركيز أيون الهيدروكسيد.

الرقم الهيدروكسيدي pOH

pOH = -log [OH-]

يمثل [OH-] تركيز أيون الهيدروكسيد.

قيمة pOH لمحلول ما تساوي سالب لوغاريتم تركيز أيون الهيدروكسيد.

تكون قيم pOH عند درجة حرارة K 298 للمحاليل القاعدية أقل من 7، وللمحاليل المتعادلة تساوي 7، بينما يكون المحلول الذي قيمة pOH له أعلى من 7 حمضيًا. وكما في تدريج pH يمثل تغير وحدة واحدة من pOH تغيرًا بمقدار 10 مرات في تركيز OH-.

وهناك علاقة بين pH و pOH تمكننا من حساب أي منهما إذا عرفت قيمة الآخر.

ما العلاقة بين pH و pOH؟

pH + pOH = 14.00

pH تمثل -log [H+]
pOH تمثل -log [OH-]

مجموع pH و pOH يساوي 14.00.

الشكل 2-14

قارن بين قيم pH لهذه المواد المألوفة.

حدد أيهما يحتوي على أعلى تركيز لأيونات H+؟ وما الحجم المختلف الجزيئي؟ كم مرة يزيد تركيز أحدهما على الآخر؟

الربط مع الصحة

يرتبط تناول الكحول أو المخدرات من أهم الأسباب التي تؤدي إلى زيادة حموضة الدم، الذي يحدث بسبب عدم قدرة الجسم على إنتاج كميات كافية من الأنسولين؛ مما يسبب ارتفاع نسبة الكيتونات في الدم، وهي من المركبات الحامضية.

---

#

يوضح الشكل 2-15 العلاقة بين pH وتركيز H+، والعلاقة بين pOH وتركيز OH- عند درجة حرارة K 298.

الشكل 2-15

ادرس هذا الشكل لزيادة معلوماتك حول pH و pOH. لاحظ أنه عند كل موقع عمودي يكون مجموع pH فوق السهم و pOH تحت السهم مساويًا 14. لاحظ أيضًا أنه عند كل موقع يكون حاصل ضرب [H+] في [OH-] يساوي 10^-14.

---

مثال 2-2

احسب قيمة pH من [H+]

ما قيمة pH لمحلول متعادل عند درجة حرارة K 298؟

1 تحليل المسألة

في المحلول المتعادل عند درجة حرارة K 298، يكون [H+] = 1.0 × 10^-7 M. ويتعين عليك أن تجد -log [H+].

المعطيات

[H+] = 1.0 × 10^-7 M

المطلوب

pH = ?

2 حساب المطلوب

اكتب معادلة pH.

pH = -log [H+]

pH = -log (1.0 × 10^-7)

تكون قيمة pH للمحلول المتعادل عند درجة حرارة K 298 تساوي 7.00.

3 تقويم الإجابة

كان متوقعًا أن تكون قيمة pH تساوي 7.

مسائل تدريبية

• احسب قيمتي pH للمحلولين الآتيين عند درجة حرارة K 298.

a. [H+] = 1.0 × 10^-2 M
b. [H+] = 3.0 × 10^-6 M

• احسب قيمتي pH للمحلولين الآتيين عند درجة حرارة K 298.

a. [H+] = 0.0055 M
b. [H+] = 0.000084 M

• تحفيز: احسب قيمة pH لمحلول فيه [OH-] يساوي 8.2 × 10^-6 M.

---

#

مثال 2-3

حساب pOH و pH من [OH-]

يظهر الشكل 2-16 صورة بقرة تتغذى على قش عولج بمادة الأمونيا التي تعمل على زيادة البروتينات عند إضافتها إلى علف الحيوانات. وتستعمل الأمونيا كذلك منظفًا منزليًا، وهو محلول مائي لغاز الأمونيا. وعادة ما يكون تركيز أيون الهيدروكسيد في المنظف 4.0 × 10^-3 M. احسب pOH و pH للمنظف عند درجة حرارة K 298.

1 تحليل المسألة

لقد أعطيت تركيز أيون الهيدروكسيد، وعليك حساب قيم pOH و pH. احسب أولًا قيمة pOH مستعملًا القانون، ثم احسب pH مستعملًا العلاقة:

pH + pOH = 14.00

المعطيات

[OH-] = 4.0 × 10^-3 M

المطلوب

pOH = ?
pH = ?

2 حساب المطلوب

اكتب معادلة pOH.

pOH = -log [OH-]

pOH = -log (4.0 × 10^-3)

pOH للمحلول هو 2.40.

استعمل العلاقة بين pH و pOH لإيجاد قيمة pH.

pH + pOH = 14.00

pH = 14.00 - pOH

pH = 14.00 - 2.40 = 11.60

قيمة pH للمحلول هو 11.60.

3 تقويم الإجابة

قيمتا pH و pOH التي تم التوصل إليهما صحيحتان؛ لأن الأمونيا قاعدة، لذا فإن قيمة pOH صغيرة، وقيمة pH كبيرة، معقولتان.

الشكل 2-16

يستطيع المزارعون أن يزيدوا القيمة الغذائية للمواد النباتية ذات النوعية الرديئة، ومنها القش والتبن وغيرها من بقايا المزروعات، بوضع تلك المواد في حوض غاز الأمونيا مدة ثلاثة أسابيع.

مسائل تدريبية

• احسب قيم pH و pOH للمحاليل المائية ذات التراكيز الآتية عند درجة حرارة K 298.

a. [OH-] = 1.0 × 10^-6 M
b. [OH-] = 6.5 × 10^-4 M
c. [H+] = 3.6 × 10^-9 M
d. [H+] = 2.5 × 10^-2 M

• احسب قيم pH و pOH للمحلولين المائيين الآتيين عند درجة حرارة K 298.

a. [OH-] = 0.000033 M
b. [H+] = 0.0095 M

• تحفيز: احسب قيم pH و pOH لمحلول مائي يحتوي على 1.0 × 10^-3 mol من HCl مذاب في 5.0 L من المحلول.

---

#

حساب تركيز الأيونات من قيم pH

قد تحتاج أحيانًا إلى حساب تركيز أيونات H+ و OH- من خلال معرفة قيمة pH للمحلول. والمثال 2-4 يبين كيفية حسابها.

مثال 2-4

حساب [H+] و [OH-] من pH

ما قيم [H+] و [OH-] في دم الشخص السليم الذي قيمة pH له 7.40، مع افتراض أن درجة حرارة الدم هي K 298؟

1 تحليل المسألة

لقد أعطيت قيمة pH لمحلول ما، وعليك أن تحسب قيم [H+] و [OH-]. يمكنك إيجاد [H+] باستعمال معادلة pH، ثم اطرح pH من 14.00 للحصول على قيمة pOH، ثم استعمل المعادلة التي تعرف pOH لإيجاد [OH-].

المعطيات

pH = 7.40

المطلوب

[H+] = ? mol/L
[OH-] = ? mol/L

2 حساب المطلوب

لإيجاد قيمة [H+] اكتب معادلة pH:

pH = -log [H+]

-pH = log [H+]

[H+] = 10^-pH

[H+] = 10^-7.40

[H+] = 4.0 × 10^-8 M

تركيز أيونات H+ في الدم 4.0 × 10^-8 M.

أوجد قيمة [OH-]:

اكتب المعادلة التي تبين العلاقة بين pH و pOH.

pH + pOH = 14.00

pOH = 14.00 - pH

pOH = 14.00 - 7.40 = 6.60

اكتب معادلة pOH:

pOH = -log [OH-]

-pOH = log [OH-]

[OH-] = 10^-pOH

[OH-] = 10^-6.60

[OH-] = 2.5 × 10^-7 M

تركيز أيونات OH- في الدم 2.5 × 10^-7 M.

3 تقويم الإجابة

وجد أن قيمة [H+] أقل من 10^-7، وأن قيمة [OH-] أكبر من 10^-7، وهما إجابتان مقبولتان.

مسائل تدريبية

• احسب [H+] و [OH-] في كل من المحاليل الآتية:

a. الحليب، pH = 6.50
b. عصير الليمون، pH = 2.37
c. حليب الماغنيسيا، pH = 10.50
d. الأمونيا المنزلية، pH = 11.90

• تحفيز: احسب [H+] و [OH-] في عينة من ماء البحر، حيث pOH = 5.60.

---

#

المولارية والرقم الهيدروجيني pH للأحماض القوية

تأمل الدورقين اللذين يحتويان على محلولي الحمض والقاعدة في الشكل 2-17؛ حيث تم تحضيرهما حديثًا، وسجلت مولارية كل منهما، وهي عدد المولات من الجزيئات أو وحدات الصيغ التي أذيبت في لتر واحد من المحلول. يحتوي أحد الدورقين على حمض قوي HCl، ويحتوي الثاني على قاعدة قوية NaOH.

تذكر أن الأحماض والقواعد القوية توجد بتركيز 100% في صورة أيونات في المحلول. وهذا يعني أن التفاعل الآتي لتأين HCl يستمر حتى اكتماله:

HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq)

ينتج كل جزيء HCl أيون H+ واحدًا، مما يعني أن الدورق الذي كتب عليه 0.1 M من HCl يحتوي على 0.1 mol من H+ لكل 1 L، و 0.1 mol من أيونات Cl- لكل 1 L. وفي الأحماض القوية الأحادية البروتون جميعها يكون تركيز الحمض مساويًا لتركيز H+ في المحلول. لذا يمكنك أن تجد قيمة pH من خلال معرفتك لمولارية الحمض.

المولارية والرقم الهيدروجيني pH للقواعد القوية

وبطريقة مماثلة، يكون محلول القاعدة القوية NaOH ذو التركيز 0.1 M الظاهر في الشكل 2-17 متأينًا كليًا:

NaOH(aq) → Na+(aq) + OH-(aq)

تنتج كل وحدة صيغة من NaOH أيون OH- واحدًا. وهكذا يساوي تركيز أيونات OH- مولارية المحلول 0.1 M.

قد تحتوي بعض القواعد القوية ومنها هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2 على أيوني OH- أو أكثر في كل وحدة صيغة. لذا يكون تركيز أيون OH- في محلول Ca(OH)2 ضعف مولارية المركب الأيوني. فمثلًا تركيز أيونات الهيدروكسيد في محلول Ca(OH)2 تركيزه 7.5 × 10^-4 M هو:

7.5 × 10^-4 M × 2 = 1.5 × 10^-3 M

إن الأحماض القوية والقواعد القوية تتأين كليًا في المحاليل المائية المخففة، والأحماض والقواعد الضعيفة تتأين جزئيًا فقط. لذا عليك أن تستعمل قيم Ka و Kb لتحديد تراكيز أيونات H+ و OH- في محاليل الأحماض والقواعد الضعيفة.

الشكل 2-17

يرشدك الملصق على دورق الحمض القوي أو القاعدة القوية إلى تركيز أيونات الهيدروجين أو أيونات الهيدروكسيد في المحلول. ويعود السبب في ذلك إلى وجود الأحماض والقواعد القوية كليًا على شكل أيونات عند إذابتها في الماء.

حدد [H+] في دورق HCl و [OH-] في دورق NaOH.

ماذا قرأت؟

اشرح لماذا لا تستطيع أن تحصل على H+ مباشرة من مولارية محلول حمض ضعيف؟

---

حساب Ka من الرقم الهيدروجيني pH

افترض أنك قمت بقياس قيمة pH لمحلول الحمض الضعيف HF الذي تركيزه 0.100 M فوجدته 3.20. فهل تكفي هذه المعلومات لحساب قيمة Ka للحمض HF؟

HF(aq) ⇌ H+(aq) + F-(aq)

Ka = ([H+][F-]) / [HF]

يمكنك أن تحسب [H+] من خلال معرفة قيمة pH. وتذكر أنه يجب أن يكون هناك تركيز مساوٍ من أيون F- مقابل كل mol/L من أيون H+. وهذا يعني أنك تعرف اثنين من المتغيرات في قانون Ka. فإذا عرفت المتغير الثالث [HF] عند الاتزان يساوي التركيز الابتدائي للحمض 0.100 M مطروحًا منه mol/L من HF التي تحللت، والتي تساوي [H+].

---

#

مثال 2-5

احسب Ka من pH

يستعمل حمض الميثانويك HCOOH لمعالجة عصارة أشجار المطاط وتحويلها إلى مطاط طبيعي. فإذا كانت قيمة pH لمحلول حمض الميثانويك الذي تركيزه 0.100 M هي 2.38، فما قيمة Ka للحمض؟

1 تحليل المسألة

لديك pH لمحلول حمض الميثانويك، وهذا يمكنك من حساب تركيز أيون الهيدروجين.

HCOOH(aq) ⇌ H+(aq) + HCOO-(aq)

تدل المعادلة الكيميائية الموزونة على أن تركيز HCOO- يساوي تركيز H+.

تركيز HCOOH غير المتأين هو الفرق بين التركيز الأولي للحمض و [H+].

المعطيات

pH = 2.38
تركيز المحلول = 0.100 M

المطلوب

Ka = ?

2 حساب المطلوب

اكتب معادلة pH:

pH = -log [H+]

[H+] = 10^-pH

[H+] = 10^-2.38

[H+] = 4.2 × 10^-3 M

[HCOO-] = [H+] = 4.2 × 10^-3 M

[HCOOH] يساوي التركيز الأولي ناقص [H+].

[HCOOH] = 0.100 M - 4.2 × 10^-3 M = 0.096 M

اكتب قانون ثابت تأين الحمض:

Ka = ([H+][HCOO-]) / [HCOOH]

Ka = ((4.2 × 10^-3)(4.2 × 10^-3)) / 0.096

Ka = 1.8 × 10^-4

ثابت تأين الحمض HCOOH هو 1.8 × 10^-4.

3 تقويم الإجابة

قيمة Ka معقولة لحمض ضعيف.

مسائل تدريبية

• احسب Ka للحمضين الآتيين:

a. محلول H3AsO4 تركيزه 0.220 M و pH = 1.50
b. محلول HClO2 تركيزه 0.0400 M و pH = 1.80

• احسب Ka للأحماض الآتية:

a. محلول حمض البنزويك C6H5COOH، تركيزه 0.00330 M، و pOH = 10.70
b. محلول حمض السيانيك HCNO، تركيزه 0.100 M، و pOH = 11.00
c. محلول حمض البيوتانويك C3H7COOH، تركيزه 0.15 M، و pOH = 11.18

• تحفيز: احسب Ka لمحلول حمض HX الذي تركيزه 0.0091 M، وله pOH يساوي 11.32، ثم استعمل الجدول 2-4 لتحديد نوع الحمض.

---

#

الشكل 2-18

يمكن الحصول على قيمة pH تقريبية للمحلول بوضع قطعة من ورق تباع الشمس الأحمر بالمحلول، ومقارنة لونها بمجموعة من الألوان المعيارية، كما هو مبين في الصورة a. أما مقياس الحموضة الرقمي، والموضح في الصورة b، فيستعمل هنا لقياس pH لمطر حمضي؛ إذ يعطي قياسًا أدق من استعمال ورق تباع الشمس.

قياس الرقم الهيدروجيني pH

يعد ورق تباع الشمس الذي استعملته في التجربة الاستهلالية مثالًا على نوع من أوراق كاشف الحموضة؛ فكل هذه الأوراق معالجة بمادة أو أكثر تسمى الكواشف؛ حيث يتغير لونها اعتمادًا على تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول. ويعد الفينولفثالين الذي استعملته في التجربة الاستهلالية أيضًا نوعًا من الكواشف. وعند غمس ورقة كاشف pH في محلول حمضي أو قاعدي يتغير لونها، ثم تقوم بمقارنة اللون الجديد للورقة بألوان كاشف pH المعياري الموجود على ورقة مدرجة، كما هو مبين في الشكل 2-18. ويعطي مقياس pH الرقمي الموضح في الشكل 2-18 قيمة الرقم الهيدروجيني بصورة أكثر دقة؛ فعندما توضع الأقطاب في المحلول يعطي المقياس قراءة مباشرة.

---

التقويم 2-3

الخلاصة

ثابت تأين الماء Kw يساوي حاصل ضرب تركيز أيون H+ وتركيز أيون OH-.

pH للمحلول هو سالب لوغاريتم تركيز أيون الهيدروجين.

pOH هو سالب لوغاريتم تركيز أيون الهيدروكسيد.

مجموع pH و pOH يساوي 14.

قيمة pH للمحلول المتعادل تساوي 7.0، وقيمة pOH في المحلول نفسه تساوي 7.0؛ لأن تركيز أيونات الهيدروجين يساوي تركيز أيونات الهيدروكسيد.

أسئلة التقويم

• الفكرة الرئيسية: اشرح لماذا تكون قيمة pH للمحلول الحمضي دائمًا أصغر من قيمة pOH للمحلول نفسه؟

• صف كيف يمكنك تحديد قيمة pH لمحلول ما إذا علمت قيمة pOH للمحلول نفسه؟

• اشرح معنى Kw في المحاليل المائية.

• اشرح مستعملًا مبدأ لوتشاتلييه: ما يحدث لـ [H+] في محلول حمض الإيثانويك الذي تركيزه 0.10M عند إضافة قطرة من محلول NaOH.

• اكتب قائمة بالمعلومات اللازمة لحساب قيمة Ka لحمض ضعيف.

• احسب: إذا علمت أن قيمة pH لحبة طماطم تساوي تقريبًا 4.50، فما [H+] و [OH-] فيها؟

• حدد قيمة pH لمحلول يحتوي على 1.0 × 10^-9 mol من أيونات OH- لكل L.

• احسب قيمة pH في المحاليل الآتية:

a. 1.0 M HI
b. 0.050 M HNO3
c. 1.0 M KOH
d. 2.4 × 10^-5 M Mg(OH)2

• تفسير الرسوم: ارجع إلى الشكل 2-13 للإجابة عن السؤالين الآتيين: ماذا يحدث لكل من [H+] و [OH-] و pH و pOH عندما يصبح المحلول المتعادل أكثر حمضية؟ وماذا يحدث عندما يصبح المحلول المتعادل أكثر قاعدية؟