PH مواد شیمیایی که میزان اسیدیته یا قلیایی بودن یک ماده را اندازه‌گیری می‌کند، در مقیاس صفر تا ۱۴ مورد تجزیه‌وتحلیل قرار می‌گیرد. این مفهوم در فرآیندهای صنعتی و فرآوری موادغذایی نقش اساسی دارد. با درنظرگرفتن ۷ pH به‌عنوان مرز خنثی، ارقام کمتر از این مقدار به‌عنوان اسیدی و ارقام بیشتر در نقش قلیایی درنظرگرفته می‌شوند.
آشنایی با مفهوم PH
پتانسیل هیدروژن یا به اختصار پی اچ اصطلاحی است که در علم شیمی به تعبیر از میزان اسیدی یا قلیایی‌بودن یک محلول اشاره دارد. این اصطلاح بر اساس غلظت یون هیدروژن در محلول و به‌صورت لگاریتمی تعیین می‌شود.
- اسیدها موادی هستند که هنگام حل‌شدن در آب یون هیدروژن (+H ) را آزاد می‌کنند. بیشتر اسیدها دارای مزه ترش هستند و موادغذایی با pH اسیدی به‌وجود می‌آیند.
- بازها به موادی گفته می‌شود که با حل‌شدن در آب یون هیدروکسید (–OH) را آزاد می‌سازند. معمولا بازها دارای مزه گس و تلخ هستند.
مقیاس پی اچ
بر اساس مقیاس PH مواد شیمیایی، موادی که pH آنها کمتر از ۷ باشد به‌عنوان اسیدی و موادی که pH آنها بالاتر از ۷ باشد در نقش قلیایی ظاهر می‌شوند. مثال‌هایی از اسیدهای خوراکی شامل سرکه، آبلیمو، نوشابه‌های گازدار، افشره یا آب پرتقال، گوجه فرنگی و بازهایی مانند صابون و مایع سفیدکننده و آب دریا هستند.
با توجه‌به خصوصیات لگاریتمی پی اچ، حتی تغییرات کوچک در این مقدار تأثیر قابل توجهی دارد. به‌عبارت دیگر، تفاوت بین pH 6 و pH 5 نشان‌دهنده افزایش ۱۰ برابری غلظت اسید است و تغییر ۰.۳ در pH نمایانگر دو برابر شدن غلظت اسید خواهد بود. این تغییرات احتمالا بر طعم، قوام و ماندگاری مواد غذایی تأثیرگذار باشند.
اهمیت تنظیم بودن PH
PH مواد شیمیایی یک نقش بسیار حیاتی در زندگی انسان و محیط زیست ایفا می‌کند. این مفهوم به تنظیم اسیدیته خون، رشد گیاهان و سبزیجات، آبکاری فلزات و تصفیه آب ارتباط دارد. در واقع، بسیاری از فرآیندهای مهم مانند ضدعفونی‌کردن، لخته‌سازی و کنترل خوردگی به میزان pH محلول مرتبط هستند.
واژه pH از دو واژه "potential" و "Hydrogen atom" برآمده و به تعداد یون‌های H+ موجود در یک محیط اشاره دارد. تعادل بین پروتون (H+) و هیدروکسید (OH) تعیین‌کننده مقدار pH خواهد بود. اگر تعداد یون‌های H+ بیشتر از OH باشد، محلول اسیدی خواهد بود و اگر کمتر باشد، محلول قلیایی است. در صورتی‌که تعداد این یون‌ها برابر باشد، محلول به‌عنوان خنثی شناخته می‌شود.
به‌عبارت دیگر، برای خنثی‌سازی یک محلول، مقداری از اسید یا باز باید اضافه شود تا تعادل بین یون‌ها برقرار شود. این ارتباط در جدول PH اسید و باز و تعادل یونی تأثیرات گسترده‌ای در زمینه‌های بهداشت، کشاورزی و محیط زیست دارد.
از مواد شیمیایی تنظیم کننده pH در چه جاهایی استفاده می شود؟
تنظیم PH مواد شیمیایی یکی از جوانب حیاتی در صنایع مختلف است که تأثیر مستقیمی بر کیفیت و کارایی فرآورده‌ها و فرآیندهای مختلف دارد. یکی از مثال‌های بارز این تنظیمات، خنثی‌سازی و تنظیم اسیدیته در صنایع مختلف به‌عنوان امری ضروری محسوب می‌شود.
در صنعت آب، تنظیم PH محلول اهمیت فراوانی دارد، به‌ویژه در خنثی‌سازی صنعتی آب آشامیدنی و تصفیه فاضلاب. این فرآیندها نقش مهمی در تأمین آب سالم و محیط زیست پاک دارند. در صنایع غذایی، تنظیم pH جهت افزایش ماندگاری موادغذایی و بهبود طعم و مزه آنها حائز اهمیت است. این عمل باعث حفظ کیفیت و ارزش تغذیه‌ای محصولات خواهد شد.
داروسازی
در زمینه داروسازی، تنظیم PH مواد شیمیایی نقش بسیار حیاتی در تولید داروها ایفا می‌کند. این فرآیند به‌منظور تطابق میزان pH داروها با اسیدیته محیط داخلی بدن انسان و نیز به‌منظور بهبود عملکرد مواد دارویی به‌کار می‌رود. با توجه‌به حساسیت این صنعت، تنظیم دقیق pH در تولید داروها از اهمیت بسیاری برخوردار است.
به‌طور کلی، تنظیم pH به‌عنوان یک عامل کلیدی در بهبود فرآیندها، افزایش کیفیت محصولات و حفظ سلامت محیط زیست در صنایع گوناگون، از اهمیت بسیاری دارد و نقش اساسی در بهبود عملکرد و کارایی صنایع مختلف را ایفا می‌کند.
اسیدها و بازهای متداول برای PH مواد شیمیایی
در این بخش، به لیستی از اسیدها و بازهایی که در تنظیم pH بیشترین کاربرد را دارند، پرداخته خواهد شد:
دی اکسید کربن
این ترکیب به تنهایی خاصیت اسیدی ندارد، اما با آب ترکیبات کربنیک اسید تشکیل می‌دهد. استفاده از آن احتمال دارد در سیستم‌های خنثی‌سازی مشکلاتی ایجاد کند؛ اما در تصفیه آب ویژه‌ای نیز به‌کار می‌رود.
هیدروکلریک اسید (HCl)
این اسید، یکی از پرکاربردترین اسیدها محسوب می‌شوند و پس از اسید سولفوریک، دومین اسید متداول در صنعت هستند. هیدروکلریک اسید ارزان و مؤثر است و برخلاف سولفوریک اسید، قیمت ارزانی دارد؛ اگرچه قدرت اسیدی آن پایین‌تر خواهد بود. این اسید در تنظیم اسیدیته محلول‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سدیم هیدروکسید
در تفاوت اسیدیته و PH مواد شیمیایی باید گفت که این باز یکی از متداول‌ترین موارد برای انجام عمل خنثی‌سازی درنظرگرفته خواهد شد. سدیم هیدروکسید ارزان و ایمن است و به‌راحتی در آب حل می‌شود، از جاذب آب جدا شده و نمک سدیم تولید می‌کند.
آمونیوم هیدروکسید
این باز برای تنظیم پی اچ موادشیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما به‌دلیل دشواری در استفاده و تولید گازهای خورنده و خطرناک، کاربرد آن محدودتر است و نیاز به مراقبت دقیق دارد.
کلسیم هیدروکسید
این ماده یکی از انتخاب‌های معمول برای تنظیم اسیدیته است. از آن به‌عنوان دوغاب استفاده می‌شود که به‌دلیل دشواری در استفاده و حلالیت کم در آب، از میزان استفاده کمتری برخوردار است. با این‌حال، زمان واکنش آن کمتر از هیدروکسید منیزیم خواهد بود و از نظر اقتصادی نیز احتمالا مقرون‌به‌صرفه باشد.
در کل، این اسیدها و بازها در صنایع مختلف از جمله تصفیه آب، صنایع غذایی و داروسازی برای تنظیم PH مواد شیمیایی و خنثی‌سازی به‌کار می‌روند و انتخاب مناسب هرکدام بستگی به نیازها و مشخصات فرآیند موردنظر دارد.
جمع‌بندی
PH مواد شیمیایی یک شاخص مهم در شیمی است که اسیدیته یا قلیاییته مواد را اندازه‌گیری می‌کند. با استفاده از مقیاس صفر تا ۱۴، مواد با PH زیر ۷ اسیدی و با PH بالای ۷ قلیایی تلقی می‌شوند. مواد شیمیایی متعددی برای تنظیم PH در صنایع مختلف به‌کار می‌روند؛ از اسیدهای هیدروکلریک و دی اکسید کربن گرفته تا بازهایی مثل سدیم هیدروکسید. تنظیم PH در تصفیه آب، صنایع غذایی و داروسازی اهمیت دارد و تاثیرات زیادی بر خصوصیات مواد و فرآیندها خواهد داشت.
منابع
https://trade-chemical.com/chemicals-for-ph-adjustments/
https://wiki.redronic.com/internet-of-things/smart-agriculture/what-is-ph/
بدون دیدگاه