كيف تقيس بدقة الرقم الهيدروجيني للمذيبات العضوية؟
بادئ ذي بدء ، بالمعنى الدقيق للكلمة ، يعتبر الرقم الهيدروجيني في المذيبات العضوية ، أو المذيبات غير المائية ، بيانًا غير دقيق.
الرقم الهيدروجيني هو اللوغاريتم السالب لتركيز أيونات الهيدروجين في محلول مائي ، ولكن لا توجد أيونات هيدروجين حرة (بروتونات) في محلول مائي ، فقط أيونات الهيدرونيوم H3O زائد (حتى أيونات الهيدرونيوم الأكثر تعقيدًا) ، وطبيعة التأين للأحماض البروتونية في الماء هو نقل البروتون ، دع الحمض يمثله HA: HA plus H2O ⇌ A- plus H3O plus أي أن الحمض HA ينقل البروتون إلى الماء ، ويصبح الحمض القاعدة المترافقة A- ، ويصبح الماء H3O بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا اعتبار H3O plus بمثابة حمض ، ثم الماء يعادل في الواقع قاعدة في هذا التأين.
قياس الأس الهيدروجيني هو في الواقع تركيز H3O plus في محلول مائي ، وبشكل أكثر دقة ، نشاط أيونات الهيدروجين المذابة (H3O plus) في محلول مائي. في المذيبات غير المائية ، لا يكون هدف الحمض لنقل البروتونات هو الماء ، و H3O زائد المتولد ليس كذلك. لذلك ، لمقارنة الحموضة ، ينبغي النظر في قدرة الحمض على التبرع بالبروتونات. من الأفضل عدم استخدام مفهوم قياس قيمة الأس الهيدروجيني. إذا كان لا بد من استخدام تقريبي ، فيمكن استخدام المفهوم لقياس نشاط أيونات الهيدروجين (المذابة) في محاليل المذيبات غير المائية. بالطبع ، إذا كنت تريد استدعاء اللوغاريتم السالب لنشاط أيونات الهيدروجين المذابة في محلول مذيب غير مائي يسمى أيضًا "قيمة الأس الهيدروجيني في محلول غير مائي" ، فلا بأس بذلك.
على سبيل المثال ، في مذيب حمض الخليك الجليدي ، يمكن التعبير عن تأين حمض HA على النحو التالي: HA plus CH3COOH ⇌ A- plus CH3C (OH) 2 plus CH3C (OH) 2 plus هو أيون الهيدروجين المذاب في مذيب حمض الأسيتيك الجليدي ، النشاط (يمكن تقريبه على أنه اللوغاريتم السالب للتركيز في المحلول المخفف ، ويمكن أيضًا أن يطلق عليه "قيمة الأس الهيدروجيني" في مذيب حمض الأسيتيك الجليدي. و "قيمة الأس الهيدروجيني" في هذا المذيب غير المائي ليست بالضرورة بين 0-14 ، و "محايد" لا يتوافقان بالضرورة مع الأس الهيدروجيني =7 ، لأن المنتج الأيوني (298.15 كيلو) للماء هو 1 * 10 ^ (-14). هناك قياسان تقريبًا ، والفكرة الأساسية مشابهة لتلك الموجودة في المحلول المائي:
1. طريقة المؤشر ، اختر مؤشرًا يمكن أن يخضع لتغيير اللون عند استقبال البروتونات في مذيب غير مائي. في الواقع ، يمكن استخدام العديد من مؤشرات القاعدة الحمضية في المذيبات غير المائية. يمكن لورق اختبار الأس الهيدروجيني في كثير من الأحيان قياس "قيمة pH" معينة في المذيبات غير المائية. يمكن تقطير كمية صغيرة من محلول كحول الفينول فثالين إلى حمض الكبريتيك المركز أو حمض الفوسفوريك المركز. يمكن رؤية اللون الأحمر الواضح. ينتج اللون البرتقالي المصفر عن بروتون الفينول فثالين بواسطة حمض قوي وفقدان الماء لتكوين مركب له بنية أيونية موجبة trityl. لقياس حموضة الأحماض الفائقة ، أي قدرة البروتونات ، أي استخدام المؤشرات المناسبة ، بالإضافة إلى التحديد اللوني أو الطيفي. إذا كان بإمكانك اختيار مؤشر مناسب وإضافة قياس الطيف الضوئي ، فيمكنك مقارنة نشاط أيونات الهيدروجين في محاليل المذيبات غير المائية. العيب هو أن قياس القيمة المطلقة غالبًا ما يتطلب معايرة معقدة والدقة ليست عالية.
2. طريقة قياس الجهد ، حدد القطب الكهربي الانتقائي لأيون الهيدروجين (القطب الذي يشير إلى أيون الهيدروجين) في المذيب غير المائي ، وتعاون مع القطب المرجعي لتحديده. يمكن استخدام القطب الكهربائي الانتقائي لأيون الهيدروجين الأكثر شيوعًا - قطب الزجاج ، بشكل عام ، في المذيبات غير المائية ، ولكن يجب إعادة معايرته في مذيبات غير مائية ؛ ولكن يجب أن يكون القطب المرجعي قطبًا مرجعيًا لمحلول غير مائي ، وعادةً ما يكون القطب الكهربي الزئبقي عبارة عن إلكتروليت مائي KCl ، والذي لا يمكن استخدامه بشكل عام بشكل مباشر مع المحاليل غير المائية. إذا تم استخدامه على مضض ، فإنه سيؤدي بسهولة إلى قياس غير مستقر وزيادة الأخطاء بسبب تأثير احتمال تقاطع السائل. من الأفضل اختيار قطب Ag-AgCl مناسب للحلول غير المائية. إلخ. هناك العديد من الشركات المصنعة التي توفر لهم ، ويمكنك العثور على الشركات المناسبة للمذيب الذي تستخدمه على الإنترنت. قم بتوصيل القطب الكهربي الانتقائي المناسب لأيون الهيدروجين والقطب المرجعي بمقياس الأس الهيدروجيني ، ويمكن قياسه مثل قيمة الأس الهيدروجيني في محلول مائي ، ولكن يجب معايرته لتحقيق قياس دقيق. إذا لم تتم معايرتها ، فإن "قيمة الأس الهيدروجيني" المقاسة للإشارة فقط. إذا كانت معايرة حمضية قاعدية في مذيب غير مائي ، فما عليك سوى استخدام نقطة الانتقال المحتملة أو "قيمة الأس الهيدروجيني" كنقطة تكافؤ. يجب أيضًا اختيار نطاق مقياس الأس الهيدروجيني جيدًا ، وغالبًا ما تتجاوز "قيمة الأس الهيدروجيني" في المذيبات غير المائية نطاق 0-14.
