מה ההבדל בין pH לאקליניות?
1. מושג ה-pH
ערך ה-pH, הידוע גם כמדד ריכוז יוני המימן וערך חומצה-בסיס, הוא סולם של פעילות יוני המימן בתמיסה, שהוא גם מדד לחומציות ולבסיסיות של התמיסה במובן הרגיל. ה-"H" ב-"pH" מייצג יון מימן (H פלוס ), וישנן תיאוריות רבות לגבי המקור של "p". הרעיון של ציטוט העולם הכימי הוא להוסיף p לפני הכמות חסרת הממדים כדי לייצג את הלוגריתם השלילי של הכמות.
ערך ה-pH הוא למעשה "יחידה לוגריתמית". כל מספר מייצג שינוי של 10-פיפול בחומציות המים. מים עם pH של 5 שווים פי 10 חומציים כמו מים עם pH של 6.
בטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים, תמיסה מימית עם pH=7 (כגון: מים טהורים הם ניטרליים, מכיוון שהתוצר של ריכוז יוני המימן ויוני הידרוקסיד המיוננים באופן טבעי על ידי מים בטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים (תוצר היונים של מים) הקבוע הוא תמיד 1×10-14, והריכוז של שני היונים הוא 1×10-7mol. ערך ה-pH קטן מ-7, מה שמצביע על כך שהריכוז של H פלוס גדול מ- זה של OH-, ולכן התמיסה חומצית מאוד, וערך ה-pH גדול מ-7. זה אומר ש-H פלוס הריכוז של OH- קטן מזה של OH-, ולכן התמיסה היא מאוד בסיסית. לכן, ככל שהוא קטן יותר ערך ה-pH, החומציות של התמיסה חזקה יותר; ככל שה-pH גבוה יותר, הבסיסיות של התמיסה חזקה יותר.
2. מושג הבסיסיות
אלקליניות מתייחסת לכמות החומרים הכוללת במים שיכולה לנטרל חומצות חזקות. חומרים כאלה כוללים בסיסים חזקים, בסיסים חלשים, בסיסים חזקים ומלחים חלשים וכדומה. אלקליניות במים טבעיים נגרמת בעיקר על ידי ביקרבונט (ביקרבונט, ביקרבונט, אותו דבר להלן), קרבונט והידרוקסיד, ביניהם ביקרבונט היא הצורה העיקרית של בסיסיות במים. מקורות הזיהום הגורמים לבסיסיות הם בעיקר מי שפכים המוזרמים מתעשיות כגון ייצור נייר, הדפסה וצביעה, תעשייה כימית וציפוי, ואובדן חומרי ניקוי, דשנים וחומרי הדברה במהלך השימוש.
אלקליות וחומציות הם אינדיקטורים חשובים לשיפוט איכות המים ולבקרת טיפול בשפכים. אלקליניות משמשת בדרך כלל גם כדי להעריך את יכולת החציצה של גוף המים ואת המסיסות והרעילות של מתכות בו. ההגדרה של בסיסיות מוחלטת נמצאת בשימוש נפוץ יותר בהנדסה, אשר מאופיינת בדרך כלל כערך הריכוז המקביל לסידן פחמתי.
3. ההבדל והקשר בין pH לבסיסיות
מנקודת מבט רעיונית, pH ובסיסיות הם לא אותו דבר, וגם המשמעויות האמיתיות שלהם שונות. אין התאמה ברורה בין pH לבסיסיות. למים (או תמיסות) עם אותה בסיסיות לא בהכרח יש את אותו ערך pH. לעומת זאת, למים (או תמיסות) עם אותו ערך pH אין בהכרח את אותה בסיסיות.
הסיבה היא שערך ה-pH משקף ישירות את התוכן של H פלוס או OH- במים, בעוד שהבסיסיות כוללת לא רק OH-, אלא גם את התוכן של חומרים אלקליים כמו CO3-2 ו-HCO{{3} }. לדוגמה: תמיסת NaOH עם בסיסיות של 0.1mol/L, pH=13; תמיסה של NH3-H2O עם בסיסיות של 0.1mol/L, pH=11; תמיסה של NaHCO3 עם בסיסיות של 0.1mol/L, pH=8.3.
למרות שאין התאמה ברורה בין ערכי בסיסיות וערכי pH, בפועל, ככל שהבסיסיות גבוהה יותר, כך ה-pH המתאים גבוה יותר; ככל שהבסיסיות נמוכה יותר, כך ה-pH המתאים נמוך יותר; ככל שהבסיסיות גבוהה יותר, כך ה-pH המתאים גבוה יותר. עזרת החציצה גדולה יותר; ככל שהבסיסיות נמוכה יותר, יכולת החציצה של תמיסת ה-pH נמוכה יותר!
