المحاليل المنظمة – لماذا لا تكاد قيمة pH تتغير؟

ماذا تعرض

يحتوي المحلول المنظم على حمض ضعيف وقاعدته المرافقة بكميات متقاربة وكبيرة نسبيًا. فأيونات H⁺ المضافة تتفاعل مع القاعدة المرافقة، وأيونات OH⁻ المضافة يعادلها الحمض الضعيف، لذلك لا تكاد قيمة pH تتغير إلى أن يقترب أحد المكوّنين من النفاد. تحسب المحاكاة قيمة pH بدقة من موازنة الشحنات، وتقارنها بمعادلة هندرسون–هاسلباخ. أما الماء النقي، الذي لا يحتوي على ما يستهلك الأيونات، فتتغير قيمة pH فيه بعدة وحدات بعد قطرات قليلة. ويبيّن منظم الدم كيف تبقى قيمة pH قريبة من 7.4.

طريقة الاستخدام

اختر «النظام المنظم»، واضبط «التركيز الكلي» ونسبة الصورة القاعدية إلى الصورة الحمضية. اضغط «+1 قطرة HCl» أو «+10 قطرات HCl» أو «+1 قطرة NaOH» أو «+10 قطرات NaOH»، أو انقر النصف الأيسر أو الأيمن من الصورة. قارن مقياسي pH وقيمة ΔpH، وراقب العدسة المكبرة وأشرطة الكميات، وتابع مخطط pH مقابل القطرات المضافة. فعّل «المنحنيات النظرية» لترى المنحنى كاملًا ومنطقة التنظيم.

المعاملات القابلة للتغيير

• النظام المنظم CH₃COOH / CH₃COO⁻ (pKa = 4.76), NH₄⁺ / NH₃ (pKa = 9.25), H₂PO₄⁻ / HPO₄²⁻ (pKa = 7.21), H₂CO₃ / HCO₃⁻ – منظم الدم (pKa = 6.1 عند 37 °C)
• التركيز الكلي للمحلول المنظم 0.01–0.5 M
• النسبة [الصورة القاعدية]/[الصورة الحمضية] 0.1–20
• إظهار منحنيات pH النظرية

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا تغيّر قطرة واحدة من HCl قيمة pH للماء المقطر أكثر بكثير من قيمة pH للمحلول المنظم؟
2. كيف تؤثر زيادة التركيز الكلي للمحلول المنظم في سعته وفي قيمة pH الابتدائية؟
3. هل يقاوم منظم الدم، حيث HCO₃⁻/H₂CO₃ = 20، إضافة الحمض أفضل أم إضافة القاعدة؟