خاصیت اسیدی آب چیست؟


عموما آبی که برای کاربردهای مختلف استفاده می‌شود، نباید خاصیت اسیدی یا بازی داشته باشد. خاصیت اسیدی و بازی آب، علاوه بر آسیب به تجهیزات و دستگاه ها می تواند سلامت انسان ها را نیز به خطر بیاندازد. اما برای اندازه گیری این خاصیت پارامتری تحت عنوان pH وجود دارد. این پارامتر میزان اسیدی و بازی بودن آب را مشخص می کنند. در ادامه به بررسی خاصیت اسیدی آب یا همان pH می پردازیم.

pH چیست؟

pH یک مقدار تعیین شده بر اساس یک مقیاس تعریف شده مشابه با دما است. در واقع این پارامتر، یک پارامتر فیزیکی نیست که بتوان آن را اندازه گیری کرد. به جای آن رقمی بین ۰ تا ۱۴ را دارد و هرچه این عدد کمتر باشد، آب اسیدی تر است. مقیاس لگاریتمی آن بدان معنی است که هر عدد زیر ۷، ۱۰ برابر اسیدی تر از مقدار قبلی است و اعداد بالاتر از ۷ نیز بالعکس.

آب خنثی

خاصیت اسیدی آب یا همان pH در واقع به معنی قدرت هیدروژن است. در واقع مقدار عددی آن با غلظت مولی یون های هیدروژن تعیین می شود. این کار با گرفتن لگاریتم منفی غلظت H+ (-log(H+)) انجام می شود. این تعیین به دلیل تاثیر یون هیدروژن و هیدروکسیل بر pH است. هر چه غلظت H+ بیشتر باشد، pH  کمتر و هر چه غلظت OH- بیشتر باشد، pH  بالاتر است. در pH خنثی که برابر با ۷ است، یون‌های H+ و OH- همیشه با هم جفت می‌شوند.

عوامل موثر بر خاصیت اسیدی آب:

عوامل بسیاری بر این پارامتر تاثیر می گذارند. بیشتر تغییرات طبیعی به دلیل فعل و انفعالات با سنگ های اطراف به ویژه اشکال کربناته و سایر مواد اتفاق می افتد. همچنین می تواند با بارندگی و تخلیه فاضلاب یا معدن در ارتباط باشد. علاوه بر این موارد، غلظت کربن دی اکسید نیز بر سطح این پارامتر تاثیر گذار است.

تاثیر کربن دی اکسید بر خاصیت اسیدی آب:

غلظت کربن دی اکسید محلول در آب بر این پارامتر تاثیر می گذارد. دلیل آن هم این است که CO۲ باعث افزایش غلظت یون هیدروژن و کاهش pH آب می شود. زمانی که کربن دی اکسید بالا باشد، آب به صورت خودکار اسیدی می شود. همچنین CO۲ می تواند از فرایند تنفس گیاه در شب نیر آزاد شود. این باعث می شود آب pH کمتری نسبت به حالت خنثی داشته باشد.

تاثیر کربن دی اکسید بر PH

درحالی که در طول روز، گیاهان با آزاد کردن اکسیژن فتوسنتز می کنند و pH آب افزایش می یابد.

تاثیر دما بر خاصیت اسیدی آب:

عموما دما بر حلالیت کربن دی اکسید تاثیر می گذارد. زمانی که آب از نور خورشید گرمای زیادی را دریافت می کند، دمای سطح افزایش می یابد. با افزایش دمای سطح آب، حلالیت CO۲ کاهش می یابد و pH آب افزایش می یابد و در نتیجه آب قلیایی می شود. با کاهش دما، دمای سطح آب نیز کاهش می یابد و به صورت خودکار سطح حلالیت CO۲ بالا می رود. زمانی که دما کم می شود، pH آب کاهش می یابد و آب اسیدی می شود.

تاثیر غلظت کربنات و بی کربنات بر خاصیت اسیدی آب

از دیگر عوامل موثر بر این پارامتر، یون های کربنات و بی کربنات هستند که ترکیباتی بازی هستند. اگر غلظت یون های کربنات و بی کربنات به اندازه کافی زیاد باشد، pH تغییر می کند. از آنجایی که آب در ابتدا خنثی بود، به یک باز تبدیل می شود. اگر در ابتدا اسیدی باشد، پس از دریافت یون های کربنات و بی کربنات اضافی خنثی می شود.

فرایند تجزیه مواد آلی:

تجزیه فرایند پوسیدگی است که در مواد آلی و موجودات زنده در آب رخ می دهد. از آنجا که مواد آلی و موجودات زنده حاوی عنصر کربن هستند، بنابراین زمانی که فرایند تجزیه اتفاق می افتد کربن زیادی در آب آزاد می شود. با این وجود از آنجایی که ترکیبات آلی تمایل به ناپایداری دارند و به راحتی اکسید می شوند، آنچه وارد آب می شود کربن دی اکسید و آب است.

به همین دلیل وقتی CO۲ وارد آب می شود، مسلما سطح pH تغییر می کند. آبی که در ابتدا خنثی بوده می تواند اسیدی شود؛ زیرا محتوای کربن معدنی محلول می تواند یون های هیدروژن را افزایش دهد به طوری که pH کاهش می یابد. بنابراین زمانی که در فرایند تولید آزمایشگاهی یا صنعتی، بهتر است آب را از مواد آلی که می توانند pH اولیه را تغییر دهند، دور نگه دارید.

سطح استاندارد pH آب چیست؟

محدوده ی نرمال این پارامتر در سیستم های آب های سطحی بین ۶.۵ تا ۸.۵ و برای آب های زیر زمینی ۶ تا ۸.۵ است.

راه های اندازه گیری pH آب چیست؟

عموما سه راه برای اندازه گیری این پارامتر وجود دارد که شامل pH متر، نوار تست و کاغذ تورنوسل است. استفاده از pH متر یک روش عالی و قابل اعتماد برای آزمایش سطح pH آب است. برای اینکار یک ظرف تمیز را با آبی که قرار است آزمایش کنید، پر کنید. همچنین باید مطمئن شوید که سطح آب به اندازه کافی نوک الکترود را می پوشاند تا خوانایی دقیقی داشته باشد. به منظور تثبیت دما باید برای مدتی اجازه دهید آب در دمای محیط بماند. حال دستگاه را درون ظرف بگذارید و اجازه دهید تا به تعادل برسد. در نهایت می توانید عدد آن را بخوانید، هر چه این عدد به ۷ نزدیک تر باشد، آب خالص تر است.

اندازه گیری PH با دستگاه

یکی دیگر از راه های اندازه گیری این پارامتر، استفاده از کاغذهای pH است. برای اینکار یک ظرف تمیز را با آب پر کنید و یکی از نوارهای تست را برای چند ثانیه درون آب قرار دهید. زمانی که نوار تغییر رنگ دهد می توانید سطح pH را پیدا کنید.

استفاده از کاغذ تورنسل، یکی دیگر از این روش ها است که کمی با نوارهای تست متفاوت است. برای اینکار یک ظرف تمیز را با آب پر کنید و مطمئن شوید که سطح آب به اندازه کافی عمیق است. در این مرحله یکی از نوارهای تست را برای چند ثانیه در ظرف فرو کنید. کاغذ تورنسل قرمز، در محلول بازی به رنگ آبی در می آید و کاغذ تورنسل آبی در محلول اسیدی قرمز می شود. توجه داشته باشید که این آزمایش تنها برای محلول های اسیدی و بازی سازگار است و محلول های خنثی را تغییر نمی دهد.

اسیدها و بازها:

جفت های اسید و باز می توانند یکدیگر را خنثی کنند. به عنوان یک تعریف عملیاتی، اسید ماده ای است که زمانی که به آب خالص اضافه می شود، pH را کاهش می دهد. از سوی دیگر، باز ماده است که pH آب را افزایش می دهد.

عوارض pH اسیدی و بازی:

آبی با pH پایین می تواند اسیدی، نرم و خورنده باشد. بنابراین آب می تواند یون های فلزی مانند آهن، منگنز، مس، سرب و روی را از آبخوان و وسایل لوله کشی بشوید. در نتیجه آب با pH پایین می تواند حاوی سطوح بالایی از فلزات سمی باشد و باعث آسیب به لوله های فلزی شود. از این رو مشکلاتی اعم از طعم بد، تغییر رنگ لباس ها و رنگ آمیزی مسی به همراه داشته باشد. آبی با pH بیشتر از ۸.۵ نشان دهنده ی سختی آب است. آب سخت خطری برای سلامتی ندارد؛ اما می تواند مشکلاتی را ایجاد کند.

برای مثال ایجاد رسوب باعث کاهش قطر داخلی لوله و کاهش فشار آب می شود، باعث ایجاد طعم قلیایی در آب می شود. همچنین صابون ها و مواد شوینده را به لباس ها و غیره نمی رساند. همچنین باعث کاهش راندمان آبگرمکن های برقی و تشکیل رسوب روی عناصر گرمایشی می شود در نتیجه از انتقال گرما به آب جلوگیری می کند. زمانی که آب اسیدی با مواد شیمیایی و فلزات خاصی تماس می یابد، اغلب آنها را سمی تر می کند.

نرم کردن آب:

عموما راه اصلی برای درمان مشکلات آب با pH پایین و آب خورنده، استفاده از خنثی کننده است. خنثی کننده یک محلول اساسی را وارد آب می کند تا از واکنش آب با لوله کشی خانه یا کمک به خوردگی الکترولیتی جلوگیری کند. یک ماده ی شیمیایی خنثی کننده معمولی سدیم کربنات Na۲CO۳ است. خنثی سازی با خاکستر سودا باعث افزایش میزان سدیم آب می شود.

چرا خاصیت اسیدی آب یا همان pH مهم است؟

اگر این پارامتر خیلی بالا یا پایین باشد، موجودات آبی از بین می روند. همچنین می تواند بر حلالیت و سمیت مواد شیمیایی و فلزات سنگین در آب تاثیر بگذارد. اکثر موجودات آبزی محدوده pH 6.5 تا ۹ را ترجیح می دهند؛ البته برخی از آنها می توانند خارج از این محدوده زندگی کنند. البته این خطرات تنها برای آبزیان نیست؛ اگرچه انسان ها تحمل بالاتری برای سطوح pH دارند، هنوز جای نگرانی وجود دارد. مقادیر بیشتر از ۱۱ می تواند باعث تحریک پوست و چشم شود، همانطور که مقادیر کمتر از ۴ این اثرات را دارد.

مقادیر کمتر از ۲.۵ نیز آسیب جبران ناپذیری بر پوشش اندام ها و پوست داخلی ایجاد می کند. سطوح پایین خطر فلزات سمی متحرک را افزایش می دهد و می تواند حتی توسط انسان ها جذب شوند و سطوح بالاتر از ۸ را نمی توان به صورت موثر با کلر ضدعفونی کرد و باعث سایر خطرات غیر مستقیم می شود. همچنین سطوح pH خارج از ۶.۵-۹.۵ می تواند به لوله ها و سایر سیستم ها آسیب می رساند و باعث خوردگی می شود و سمیت فلزات سنگین را افزایش می دهد.

جمع بندی:

در این متن به خاصیت اسیدی آب پرداختیم. به طور کلی pH یک مقدار تعیین شده و مشخص است. ارقام آن بین ۰ تا ۱۴ متغیر است و هرچه این عدد کمتر باشد، آب اسیدی تر است. این ماده در واقع به معنی قدرت هیدروژن است. عوامل فراوانی از جمله کربن دی اکسید، دما، تجزیه فرایندهای آلی و غلظت کربنات و بی کربنات بر آن موثرند. این مقدار اگر بالا یا پایین باشد عوارض و مشکلات فراوانی را به دنبال دارد که در این متن بدان اشاره کردیم.

About The Author

Views: 2

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بیست − نوزده =