כיצד למדוד במדויק את ה-pH של ממיסים אורגניים?
קודם כל, למהדרין, ה-pH בממסים אורגניים, או ממסים לא מימיים, הוא הצהרה לא מדויקת.
pH הוא הלוגריתם השלילי של ריכוז יוני המימן בתמיסה מימית, אך אין יוני מימן חופשיים (פרוטונים) בתמיסה מימית, רק יוני הידרוניום H3O פלוס (יוני הידרוניום מורכבים אפילו יותר), ואופי היינון של חומצות פרוטוניות ב מים הם העברת פרוטון, תנו לחומצה להיות מיוצגת על ידי HA: HA פלוס H2O ⇌ A- פלוס H3O פלוס כלומר, החומצה HA מעבירה את הפרוטון למים, החומצה הופכת לבסיס המצומד A-, והמים הופכים ל- H3O פלוס , H3O פלוס יכול להיחשב גם כחומצה An, אז מים שווים למעשה לבסיס ביינון זה.
מדידת ה-pH היא למעשה הריכוז של H3O פלוס בתמיסה מימית, ליתר דיוק, פעילות יוני מימן מומסים (H3O plus ) בתמיסה מימית. בממסים שאינם מימיים, המטרה של החומצה להעברת פרוטונים אינה מים, וה-H3O פלוס הנוצר לא. לכן, כדי להשוות חומציות, יש לשקול את יכולתה של החומצה לתרום פרוטונים. עדיף לא להשתמש בקונספט של מדידת ערך ה-pH. אם אתה חייב להשתמש במקור משוער ניתן להשתמש במושג למדידת הפעילות של יוני מימן (מומסים) בתמיסות ממס לא מימיות. כמובן, אם אתה רוצה לקרוא ללוגריתם השלילי של פעילות יוני מימן מומסים בתמיסת ממס לא מימית המכונה גם "ערך ה-pH בתמיסה לא מימית", זה בסדר.
לדוגמה, בממס חומצה אצטית קרחונית, ניתן לבטא את היינון של חומצה HA כ: HA בתוספת CH3COOH ⇌ A- בתוספת CH3C(OH)2 בתוספת CH3C(OH)2 פלוס הוא יון המימן המומס בממס חומצה קרחונית, שלו פעילות (ניתן להעריך אותו כלוגריתם השלילי של הריכוז בתמיסה מדוללת, וניתן לקרוא לו גם "ערך ה-pH" בממס חומצה קרחונית. "ערך ה-pH" בממס שאינו מימי זה אינו בהכרח בדרך כלל בין 0-14, ו"ניטרלי" לא בהכרח תואמים ל-pH=7, מכיוון שתוצר היונים (298.15K) של מים הוא 1*10^ (-14). ישנן בערך שתי מדידות שיטות, והרעיון הבסיסי דומה לזה שבתמיסה מימית:
1. שיטת אינדיקטור, בחר מחוון שיכול לעבור שינוי צבע בעת קבלת פרוטונים בממס לא מימי. למעשה, ניתן להשתמש באינדיקטורים רבים של חומצה-בסיס בממסים שאינם מימיים. נייר בדיקת pH יכול לעתים קרובות למדוד "ערך pH" מסוים בממסים לא מימיים. ניתן לטפטף כמות קטנה של תמיסת אלכוהול פנולפטלין לתוך חומצה גופרתית מרוכזת או חומצה זרחתית מרוכזת. ניתן לראות צבע אדום ברור. הצבע הכתום-צהוב נגרם על ידי פרוטונציה של פנולפתלין על ידי חומצה חזקה ואיבוד מים ליצירת תרכובת בעלת מבנה יון חיובי של טריטיל. למדוד את החומציות של חומצות-על, כלומר, יכולת הפרוטונציה, כלומר להשתמש במדדים מתאימים, בתוספת קביעה קולורימטרית או ספקטרופוטומטרית. אם אתה יכול לבחור אינדיקטור מתאים ולהוסיף ספקטרופוטומטריה, אתה יכול להשוות את הפעילות של יוני מימן בתמיסות ממס לא מימיות. החיסרון הוא שמדידת הערך המוחלט דורשת לרוב כיול מסובך והדיוק אינו גבוה.
2. שיטה פוטנציומטרית, בחר את האלקטרודה הסלקטיבית ליוני מימן (אלקטרודה המציינת יון מימן) בממס הלא מימי, ושתף פעולה עם אלקטרודת הייחוס לצורך קביעה. האלקטרודה הסלקטיבית הנפוצה ביותר של יוני מימן - אלקטרודת זכוכית, באופן כללי, יכולה לשמש בממסים לא מימיים, אך יש לכייל מחדש בממסים לא מימיים; אבל אלקטרודת הייחוס חייבת להיות אלקטרודת ייחוס לא מימית, בדרך כלל גאן. האלקטרודה הכספית היא אלקטרוליט מימי KCl, שבדרך כלל לא ניתן להשתמש בו ישירות לתמיסות לא מימיות. אם נעשה בו שימוש בעל כורחו, זה יוביל בקלות למדידה לא יציבה ולהגדלת השגיאות עקב השפעת פוטנציאל הצומת הנוזל. עדיף לבחור באלקטרודה Ag-AgCl המתאימה לתמיסות לא מימיות. ועוד. יש יצרנים רבים המספקים אותם, ואתם המתאימים לממס בו אתם משתמשים תוכלו למצוא באינטרנט. חבר את האלקטרודה הסלקטיבית של יוני מימן ואלקטרודת ההתייחסות המתאימה למד ה-pH, וניתן למדוד אותה כמו ערך ה-pH בתמיסה מימית, אך יש לכייל אותה כדי להשיג מדידה מדויקת. אם הוא לא מכויל, "ערך ה-pH" הנמדד רק לעיון. אם מדובר בטיטרציה של חומצה-בסיס בממס שאינו מימי, פשוט השתמש בנקודת הקפיצה הפוטנציאלית או "ערך ה-pH" כנקודת השקילות. יש לבחור היטב את הטווח של מד ה-pH, ו"ערך ה-pH" בממיסים שאינם מימיים חורג לרוב מהטווח של 0-14.
