অ্যাসিড এবং ক্ষার একই স্কেলের দুটি চরম অবস্থান: তাদের বৈশিষ্ট্য (সম্পূর্ণ বিপরীত) একই মান দ্বারা নির্ধারিত হয় - হাইড্রোজেন আয়নের ঘনত্ব (H+)। যাইহোক, নিজের মধ্যে এই সংখ্যাটি খুব অসুবিধাজনক: এমনকি অম্লীয় পরিবেশেও, যেখানে হাইড্রোজেন আয়নের ঘনত্ব বেশি, এই সংখ্যাটি এককের শততম, হাজারতম। অতএব, সুবিধার জন্য, তারা এই মানের দশমিক লগারিদম ব্যবহার করে, বিয়োগ এক দ্বারা গুণ করে। এটা বলা প্রথাগত যে এটি পিএইচ (পোটেনশিয়া হাইড্রোজেন), বা একটি হাইড্রোজেন সূচক।
ধারণার উদ্ভব
সাধারণভাবে, সত্য যে একটি অম্লীয় পরিবেশ এবং একটি ক্ষারীয় পরিবেশ হাইড্রোজেন আয়ন H + এর ঘনত্ব দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং তাদের ঘনত্ব যত বেশি হবে, দ্রবণ তত বেশি অম্লীয় হবে (এবং এর বিপরীতে, H + কম হবে) ঘনত্ব, পরিবেশ যত বেশি ক্ষারীয় এবং বিপরীত OH আয়নগুলির ঘনত্ব তত বেশি -), দীর্ঘকাল ধরে বিজ্ঞানের কাছে পরিচিত। যাইহোক, এটি 1909 সাল পর্যন্ত ছিল না যে ডেনিশ রসায়নবিদ সোরেনসেন প্রথম গবেষণা প্রকাশ করেছিলেন যেখানে তিনি একটি হাইড্রোজেন সূচক - PH-এর ধারণা ব্যবহার করেছিলেন, পরে pH দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছিল।
অম্লতার হিসাব
pH সূচক গণনা করার সময়, এটি অনুমান করা হয় যে দ্রবণে জলের অণুগুলি, যদিও খুব কম পরিমাণে, তবুও আয়নগুলিতে বিচ্ছিন্ন হয়। এই প্রতিক্রিয়াটিকে জলের অটোপ্রোটোলাইসিস বলা হয়:
H2O H+ + OH-
প্রতিক্রিয়াটি বিপরীতমুখী, তাই এটির জন্য একটি ভারসাম্য ধ্রুবক সংজ্ঞায়িত করা হয় (প্রতিটি উপাদানের গড় ঘনত্ব দেখায়)। এখানে স্ট্যান্ডার্ড অবস্থার জন্য ধ্রুবকের মান - তাপমাত্রা 22 °C.
বর্গ বন্ধনীর নীচে - নির্দেশিত উপাদানগুলির মোলার ঘনত্ব। পানিতে পানির মোলার ঘনত্ব প্রায় 55 মোল/লিটার, যা একটি দ্বিতীয় অর্ডার মান। অতএব, H+ এবং OH- আয়নগুলির ঘনত্বের গুণফল প্রায় 10-14। এই মানটিকে জলের আয়নিক গুণ বলা হয়।
বিশুদ্ধ পানিতে, হাইড্রোজেন আয়ন এবং হাইড্রোক্সাইড আয়নের ঘনত্ব 10-7। তদনুসারে, জলের pH মান হবে আনুমানিক 7৷ এই pH মানটিকে একটি নিরপেক্ষ পরিবেশ হিসাবে নেওয়া হয়৷
পরবর্তী, আপনাকে জল থেকে দূরে তাকাতে হবে এবং কিছু অ্যাসিড বা ক্ষারের সমাধান বিবেচনা করতে হবে। উদাহরণস্বরূপ, অ্যাসিটিক অ্যাসিড নিন। জলের আয়নিক গুণফল একই থাকবে, তবে আয়নগুলির মধ্যে ভারসাম্য H+ এবং OH- পূর্বের দিকে সরে যাবে: হাইড্রোজেন আয়নগুলি আংশিকভাবে বিচ্ছিন্ন অ্যাসিটিক অ্যাসিড থেকে আসে এবং "অতিরিক্ত" হাইড্রক্সাইড আয়নগুলি অ-বিচ্ছিন্ন জলের অণুতে চলে যায়। সুতরাং, হাইড্রোজেন আয়নের ঘনত্ব বেশি হবে এবং পিএইচ কম হবে (কোন প্রয়োজন নেইভুলে যান যে লগারিদমটি একটি বিয়োগ চিহ্ন দিয়ে নেওয়া হয়েছে)। তদনুসারে, অম্লীয় এবং ক্ষারীয় pH এর সাথে সম্পর্কিত। এবং তারা নিম্নলিখিত উপায়ে সংযুক্ত করা হয়. পিএইচ মান যত কম হবে, পরিবেশ তত বেশি অম্লীয় হবে।
অম্লীয় বৈশিষ্ট্য
অম্লীয় পরিবেশ হল সমাধান যার pH 7 এর কম। এটি লক্ষ করা উচিত যে যদিও প্রথম নজরে জলের আয়নিক পণ্যের মান 1 থেকে 14 পর্যন্ত পরিসরের মধ্যে pH মানগুলিকে সীমাবদ্ধ করে, প্রকৃতপক্ষে, একের চেয়ে কম pH (এবং এমনকি শূন্যেরও কম) এবং 14-এর বেশি সমাধান বিদ্যমান। উদাহরণস্বরূপ, শক্তিশালী অ্যাসিডের ঘনীভূত দ্রবণে (সালফিউরিক, হাইড্রোক্লোরিক) pH -2 পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে।
নির্দিষ্ট পদার্থের দ্রবণীয়তা নির্ভর করতে পারে আমাদের অম্লীয় পরিবেশ আছে নাকি ক্ষারীয় পরিবেশ আছে তার উপর। উদাহরণস্বরূপ, ধাতব হাইড্রক্সাইড নিন। দ্রবণীয়তা দ্রবণীয় পণ্যের মান দ্বারা নির্ধারিত হয়, যা জলের আয়ন পণ্যের মতো গঠনে একই: গুণিত ঘনত্ব। হাইড্রক্সাইডের ক্ষেত্রে, দ্রবণীয় পণ্যের মধ্যে ধাতব আয়নের ঘনত্ব এবং হাইড্রক্সাইড আয়নের ঘনত্ব অন্তর্ভুক্ত থাকে। অতিরিক্ত হাইড্রোজেন আয়নের ক্ষেত্রে (অম্লীয় পরিবেশে), তারা আরও সক্রিয়ভাবে হাইড্রোক্সাইড আয়নগুলিকে অবক্ষয় থেকে "টেনে আনবে", যার ফলে ভারসাম্যকে দ্রবীভূত আকারের দিকে স্থানান্তরিত করবে, অবক্ষেপণের দ্রবণীয়তা বৃদ্ধি করবে।
এটাও উল্লেখ করার মতো যে সমগ্র মানুষের পরিপাকতন্ত্রের একটি অম্লীয় পরিবেশ রয়েছে: গ্যাস্ট্রিক রসের pH 1 থেকে 2 পর্যন্ত। এই মানগুলি থেকে উপরে বা নীচে বিচ্যুতি বিভিন্ন রোগের লক্ষণ হতে পারে।
ক্ষারীয় মাধ্যমের বৈশিষ্ট্য
Bএকটি ক্ষারীয় পরিবেশে, pH মান 7-এর চেয়ে বেশি মান গ্রহণ করে। সুবিধার জন্য, হাইড্রক্সাইড আয়নগুলির উচ্চ ঘনত্বের পরিবেশে, অম্লতার pH সূচকটি মৌলিকতা pOH-এর pH সূচক দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়। এটা অনুমান করা সহজ যে এটি -lg[OH-] (হাইড্রক্সাইড আয়নগুলির ঘনত্বের নেতিবাচক দশমিক লগারিদম) এর সমান একটি মান নির্দেশ করে। জলের আয়নিক গুণফল থেকে সরাসরি সমতা pH + pOH=14 অনুসরণ করে। অতএব pOH=14 - pH. সুতরাং, pH সূচকের জন্য সত্য সমস্ত বিবৃতিগুলির জন্য, বিপরীত বিবৃতিগুলি pOH মৌলিকতা সূচকের জন্য সত্য। যদি একটি ক্ষারীয় মাধ্যমের pH সংজ্ঞা অনুসারে বড় হয়, তবে এর pOH স্পষ্টতই ছোট, এবং ক্ষারীয় দ্রবণ যত শক্তিশালী হবে, pOH মান তত কম হবে।
এই বাক্যটি একটি যৌক্তিক প্যারাডক্স চালু করেছে যা অম্লতা সম্পর্কে অনেক আলোচনাকে বিভ্রান্ত করে: কম অম্লতা উচ্চ অম্লতা নির্দেশ করে, এবং তদ্বিপরীত: উচ্চ pH মান কম অম্লতার সাথে মিলে যায়। এই প্যারাডক্সটি দেখা যাচ্ছে কারণ লগারিদমটি একটি বিয়োগ চিহ্ন দিয়ে নেওয়া হয়েছে এবং অম্লতা স্কেলটি যেমন ছিল, উল্টানো হয়েছে৷
অম্লতার ব্যবহারিক সংজ্ঞা
মাধ্যমের অম্লতা নির্ধারণ করতে তথাকথিত সূচক ব্যবহার করা হয়। সাধারণত এইগুলি বরং জটিল জৈব অণু যা মিডিয়ামের pH এর উপর নির্ভর করে তাদের রঙ পরিবর্তন করে। সূচকটি খুব সংকীর্ণ pH পরিসরে রঙ পরিবর্তন করে: সঠিক ফলাফল অর্জনের জন্য এটি অ্যাসিড-বেস টাইট্রেশনে ব্যবহৃত হয়: সূচকটি রঙ পরিবর্তন করার সাথে সাথে টাইট্রেশন বন্ধ হয়ে যায়।
সবচেয়ে বিখ্যাত সূচক হল মিথাইলকমলা (নিম্ন পিএইচ সহ অঞ্চলে রূপান্তর ব্যবধান), ফেনোলফথালিন (উচ্চ পিএইচ সহ অঞ্চলে রূপান্তর ব্যবধান), লিটমাস, থাইমল নীল এবং অন্যান্য। অম্লীয় পরিবেশ এবং ক্ষারীয় পরিবেশে, তাদের স্থানান্তর ব্যবধান যে এলাকায় রয়েছে তার উপর নির্ভর করে বিভিন্ন সূচক ব্যবহার করা হয়।
এছাড়াও সার্বজনীন সূচক রয়েছে - প্রবল অম্লীয় থেকে প্রবল ক্ষারীয় পরিবেশে যাওয়ার সময় তারা ধীরে ধীরে তাদের রঙ লাল থেকে গভীর বেগুনিতে পরিবর্তিত হয়। প্রকৃতপক্ষে, সার্বজনীন সূচকগুলি সাধারণগুলির একটি মিশ্রণ৷
অম্লতার আরও সঠিক নির্ণয়ের জন্য, একটি ডিভাইস ব্যবহার করা হয় - একটি পিএইচ মিটার (পটেনটিওমিটার, পদ্ধতিটিকে যথাক্রমে পটেনটিওমেট্রি বলা হয়)। এর অপারেশন নীতিটি একটি সার্কিটে ইএমএফ পরিমাপের উপর ভিত্তি করে, যার উপাদানটি একটি পরিমাপিত পিএইচ সহ একটি সমাধান। একটি দ্রবণে নিমজ্জিত একটি ইলেক্ট্রোডের সম্ভাব্যতা দ্রবণে হাইড্রোজেন আয়নের ঘনত্বের প্রতি সংবেদনশীল - তাই EMF-তে পরিবর্তন, যার ভিত্তিতে প্রকৃত pH গণনা করা হয়৷
দৈনন্দিন জীবনে বিভিন্ন পরিবেশের অম্লতা
অম্লতা সূচকটি দৈনন্দিন জীবনে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, দুর্বল অ্যাসিড - অ্যাসিটিক, ম্যালিক - সংরক্ষণকারী হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ক্ষারীয় দ্রবণ হল সাবান সহ ডিটারজেন্ট। সবচেয়ে সহজ সাবান হল ফ্যাটি অ্যাসিডের সোডিয়াম লবণ। জলে, তারা বিচ্ছিন্ন হয়: ফ্যাটি অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ - খুব দীর্ঘ - একদিকে নেতিবাচক চার্জ রয়েছে এবং অন্যদিকে - কার্বন পরমাণুর একটি দীর্ঘ অ-মেরু শৃঙ্খল। যেঅণুর শেষ, যেখানে চার্জ হাইড্রেশনে অংশগ্রহণ করে, তার চারপাশে জলের অণু সংগ্রহ করে। অন্য প্রান্তটি অন্যান্য নন-পোলার জিনিসের সাথে সংযুক্ত থাকে, যেমন চর্বি অণু। ফলস্বরূপ, মাইকেলগুলি গঠিত হয় - বল, যার মধ্যে নেতিবাচক চার্জযুক্ত "লেজ" আটকে থাকে এবং "লেজ" এবং চর্বি এবং ময়লার কণা ভিতরে লুকিয়ে থাকে। পৃষ্ঠটি গ্রীস এবং ময়লা থেকে ধুয়ে ফেলা হয় এই কারণে যে ডিটারজেন্ট সমস্ত গ্রীস এবং ময়লাকে এই ধরনের মাইকেলের সাথে আবদ্ধ করে।
অম্লতা এবং স্বাস্থ্য
এটি ইতিমধ্যেই উল্লেখ করা হয়েছে যে পিএইচ মানবদেহের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। পাচনতন্ত্র ছাড়াও, শরীরের অন্যান্য অংশে অম্লতা সূচক নিয়ন্ত্রণ করা গুরুত্বপূর্ণ: রক্ত, লালা, ত্বক - অম্লীয় এবং ক্ষারীয় পরিবেশ অনেক জৈবিক প্রক্রিয়ার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। তাদের সংজ্ঞা আপনাকে শরীরের অবস্থা মূল্যায়ন করতে দেয়৷
এখন পিএইচ পরীক্ষা জনপ্রিয়তা পাচ্ছে - অম্লতা পরীক্ষা করার জন্য তথাকথিত এক্সপ্রেস পরীক্ষা। এগুলি সর্বজনীন নির্দেশক কাগজের নিয়মিত স্ট্রিপ।
