پی اچ 1 (سطح مقدماتی)

بچه‌ها می دونید اسید به چه ماده‌ای گفته میشه؟

به‌طور کلی اسیدها دسته ای از مواد شیمیایی هستن که مزه ترش دارن و البته خورنده هستن یعنی آسیب زا و خطرناکن. بعضی از اسیدها مثل سرکه، آبغوره، آبلیمو و ... خوراکی هستن اما بیشتر اسیدها، غیر خوراکی و بسیار سوزاننده ان. اسیدها نقطه مقابل بازها (یا مواد قلیایی) میشن و بازها رو خنثی میکنن. حالا بیایید به جای این تعاریف ساده برای اسید، مواد اسیدی رو با هم دیگه، پیشرفته‌تر یاد بگیریم !!

بیشتر دانشمندان علم شیمی، مواد اسیدی رو ماده ای میدونن که اگه در حالت محلول یا در واکنش با مواد دیگه بتونه یون هیدروژن یعنی ⁺H تولید کنه. البته خیلی موقع ها به جای هیدروژن مینویسن هیدرونیوم!

الان میگید یا خدا اون چیه دیگه؟ نترسید من پیشتونم الان میگم ....

فرض کنید یک اسیدی در آب حل شده، این اسید یون هیدروژن تولید میکنه و یون هیدروژن بچه زرنگه و سریع آبپوشی میشه یعنی با مولکول های آب جاذبه برقرار میکنه و تبدیل به یک یون دیگه به اسم هیدرونیوم (⁺H₃O) میشه.

خب گفتم که نقطه مقابل اسید میشه باز. بازها یا مواد قلیایی، معمولاً مزه تلخ دارن و خورنده هستن. خیلی از مواد شوینده مثل صابون، شامپو و ... بازی هستن. بازها، اسیدها رو خنثی میکنن. حالا بیایید به جای این تعاریف ساده برای باز، مواد بازی رو با هم دیگه، پیشرفته‌تر یاد بگیریم !!

بیشتر دانشمندان علم شیمی، مواد بازی رو ماده ای میدونن که اگه در حالت محلول یا در واکنش با مواد دیگه باشه، بتونه یون هیدروکسید یعنی ^-OH تولید کنه.

ماده ای که نه اسید باشه نه باز، خنثی هستش مثل چی؟ مثل آب.

توجه: بچه‌ها دقت کنید که خیلی از مواد شیمیایی ممکنه خنثی باشن اما خطرناکن پس مواد خنثی هم ممکنه آسیب‌زا باشن. مثل هیدروژن پراکسید یا آب اکسیژنه!

یک سری از اسید و بازها که در زندگی ما خیلی نقش دارن رو با هم مرور کنیم.

اول بیایید اسیدهای معروف رو بررسی کنیم...

1- سیتریک اسید یا جوهر لیمو: همون اسیدی هستش که در لیمو ترش و پرتقال وجود داره و ازش به عنوان ترش کننده و طعم دهنده استفاده میشه.

2- اَسِتیک اسید یا جوهر سرکه: بهش اِتانوئیک اسید یا جوهر انگور هم میگن و همونطوری که از اسمش معلومه در انگور و سرکه وجود داره. این اسید به عنوان یک حلال مهم صنعتی خیلی کاربرد داره.

3- فُرمیک اسید یا جوهر مورچه: بهش متانوئیک اسید هم میگن. این اسید در نیش حشراتی مثل مورچه و زنبور و در برگ گیاه گزنه هستش برای همینه که وقتی گزیده می شیم احساس سوزش داریم. از اسید فرمیک بیشتر به عنوان نگه دارنده (جلوگیری از فاسد شدن) در غذای دام استفاده میشه و در مرغداری‌ها این اسید، برای از بین بردن باکتری سالمونلا به غذای مرغ‌ها اضافه میشه.

4- کربونیک اسید: این اسید از حل شدن گاز کربن دی اکسید در آب به وجود می آید که در نوشابه های گازدار وآب باران هم وجود داره.

5- هیدروکلریک اسید یا جوهر نمک: از محلول رقیق این اسید برای تمیزکردن دست شویی و باز کردن گرفتگی فاضلاب استفاده میشه. جالبه بدونید که این اسید خیلی قویه و اسید معده انسان هم هیدروکلریک اسیده.

6- نتیریک اسید یا جوهر شوره: در ساختن کودهای نیتروژن دار ، رنگ‌ها و مواد منفجره‌ای مثل تی ان تی کاربرد داره. این اسید هم خیلی قوی و خطرناکه.

7- فسفریک اسید: در ساختن کود های فسفر دار و مواد شوینده کاربرد داره.

8- سولفوریک اسید یا جوهر گوگرد: این اسید خیلی قویه و محلول رقیق‌اش (یعنی محلولی که میزان این اسید در محلول کم باشه یا به اصطلاح علمی تر، غلظت یون هیدروژن اسید در این محلول کم باشه) در باتری خودروها به کار می‌ره.

حالا بریم سراغ بازهای معروف....

1- سدیم هیدروکسید یا سود سوز آور: ترکیب این باز با چربی حیوانی، صابون میشه. از این باز، برای باز کردن فاضلاب استفاده میشه و در تولید ابریشم مصنوعی و خمیر کاغذ هم کاربرد داره.

2- پتاسیم هیدروکسید یا پُتاس سوز آور: در ساختن صابون مایع و باتری‌های قلیایی (آلکالین) کاربرد داره.

3- کلسیم هیدروکسید یا آب آهک: اگر آب رو بر آهک (کلسیم اکسید) بریزیم، آب آهک درست میشه. به آب آهک، شیر آهک یا آهک شفته هم میگن!! از این باز در ساختن ملات، سیمان و تهیه خمیر کاغذ استفاده میشه.

4- منیزیم هیدروکسید یا شیر منیَزی: به ضد اسید معروفه و برای خنثی کردن اسید معده به کار می‌ره.

خب خب خب، این همه گفتیم تا برسیم به اصل مطلب!!

پی اچ، بچه‌ها می‌دونید پی اچ چیه:

از اونجایی که محاسبه غلظت اسید و باز خیلی راحت نیست، با یک فرمول ریاضی (که در شبیه ساز سطح 2 و 3 می خونید) به جای تعیین کرد میزان یون هیدروژن یا هیدروکسید در محلول، عدد پی اچ محلول رو اندازه گیری می کنیم. پی اچ، یک مقیاسه که به طور قراردادی از عدد 0 تا 14 تعیین شده.

* اگر پی اچ بین 0 تا 7 باشه: یعنی محلول یا ماده‌ای که داریم بررسی اش می‌کنیم، خاصیت اسیدی بیشتری داره و خاصیت بازی کمتری داره. هر چی به 0 نزدیک‌تر باشیم یعنی اسید قوی‌تر.

* اگر پی اچ بین 7 تا 14 باشه: یعنی محلول یا ماده‌ای که داریم بررسی اش می‌کنیم، خاصیت بازی بیشتری داره و خاصیت اسیدی کمتری داره. هر چی به 14 نزدیک‌تر باشیم یعنی باز قوی‌تر.

* اگر پی اچ دقیقاً خود 7 باشه: یعنی محلول یا ماده خنثی هستش.

بچه ها یک نوعی از کاغذ پی اچ داریم به نام کاغذ لیتموس یا کاغذ تورنُسُل. این کاغذ شناساگر محیط اسیدی و بازی هستش یعنی به ما میگه که محلول یا مایع ما اسید هست یا باز. که اگه این کاغذ رو به محلولی بزنیم و اون محلول اسیدی باشه، رنگ کاغذ به سمت قرمزی میره. از طرفی اگه این کاغذ رو به محلولی بزنیم و اون محلول بازی باشه، رنگ کاغذ به سمت آبی میره واگر هم محلول نه اسید باشه نه باز (خنثی باشه) رنگ کاغذ تقریبا بنفش میشه.

نکته اول: اگه بخوام حرفه ای تر بگم در واقع دو نوع کاغذ لیتموس داریم:

1- کاغذ لیتموس آبی: که شناساگر اسیدهاست و در محیط اسیدی رنگش قرمز میشه.

2- کاغذ لیتموس قرمز: که شناساگر بازهاست و در محیط بازی رنگش آبی میشه.

نکته دوم: از کاغذ لیتموس برای محلول ها و مایعات استفاده میشه نه جامدها.

نحوه کار با شبیه ساز

برای شروع کلیک کنید.

در وسط صفحه یک بشر بزرگ یک لیتری مشاهده می کنین که به طور پیش فرض نیم لیتر اون پر از آبه. یک شیر آب در بالای بشر موجوده که با کشیدن دسته آب روی شیر، آب باز میشه و میزان آب داخل بشر بیشتر میشه. یک شیر آب هم به پایین بشر وصله که با کشیدن دسته آبی روی شیر، آب داخل بشر خالی میشه

بالای بشر برو روی کادر سفید، گزینه آب نوشته شده که با کلیک بر روی مثلث مشکی $\bigtriangledown$ کادر، یک منوی کشویی برای شما باز می‌شه که به جای آب می‌تونید مواد دیگری رو انتخاب کنین و پی اچ اونا رو اندازه‌گیری کنید. یک شیر دیگه هم کنار این کادره که روش یک دکمه قرمزه و اگه دکمه قرمز رو فشار بدین، ماده بیشتری داخل بشر ریخته میشه.

در سمت چپ صفحه هم یک پی اچ سنج می‌بینین که سرش یک سنسور سبز رنگ داره

حالا مثلا از منوی کشویی، قهوه رو انتخاب کنید. می‌بینید که نیم لیتر قهوه داخل بشر ریخته میشه. حالا سنسور سبز رو بکشید و داخل بشر بذارید الان می تونید پی اچ

قهوه رو بخونید.

چند تا سوال بپرسم:

1- پی اچ قهوه چنده؟

2- با توجه به مطالب، قهوه اسیدی میشه یا بازی؟

3- اگر میزان قهوه داخل بشر رو بیشتر کنیم، پی اچ چه تغییری میکنه؟

4- اگر به قهوه داخل بشر، آب اضافه کنیم، پی اچ چه تغییری میکنه؟

5- رنگ کاغذ پی اچ چه تغییری میکنه؟