pH محلول اسید اگزالیک چقدر است؟

pH محلول اسید اگزالیک چقدر است؟

من به عنوان یک تامین کننده پیشرو اسید اگزالیک، اغلب با سوالاتی در مورد خواص اسید اگزالیک، به ویژه pH محلول های آن مواجه می شوم. اسید اگزالیک، با فرمول شیمیایی C2H2O4، یک اسید دی کربوکسیلیک است که به طور طبیعی در بسیاری از گیاهان وجود دارد. کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف از جمله تمیز کردن فلزات، فرآوری نساجی و به عنوان یک عامل کاهنده در سنتز شیمیایی دارد.

درک PH

قبل از بررسی pH محلول های اسید اگزالیک، ضروری است که بفهمیم pH چه چیزی را نشان می دهد. pH اندازه گیری اسیدیته یا قلیایی بودن محلول است. به عنوان لگاریتم منفی (پایه 10) غلظت یون هیدروژن [H+] در محلول تعریف می شود. از نظر ریاضی، pH = -log10[H+]. مقدار pH 7 خنثی، مقادیر کمتر از 7 نشان دهنده اسیدیته و مقادیر بالای 7 نشان دهنده قلیایی بودن در نظر گرفته می شود.

تفکیک اسید اگزالیک اسید

اسید اگزالیک یک اسید ضعیف است، به این معنی که به طور کامل در آب تجزیه نمی شود. دارای دو پروتون اسیدی است و تفکیک آن در دو مرحله انجام می شود:

اولین مرحله تفکیک:
C2H2O4 ⇌ C2HO4- + H+
ثابت تفکیک اسید برای این مرحله، که به عنوان Ka1 نشان داده می شود، تقریباً 5.9×10-2 در 25 درجه سانتیگراد است.

مرحله دوم تفکیک:
C2HO4- ⇌ C2O42- + H⁺
ثابت تفکیک اسید برای این مرحله، Ka2، بسیار کوچکتر است، در حدود 6.4×10-5 در 25 درجه سانتیگراد.

محاسبه pH محلول اگزالیک اسید

برای محاسبه PH محلول اسید اگزالیک، باید تفکیک اسید و غلظت تعادل گونه های درگیر را در نظر بگیریم. فرض کنید محلولی از اسید اگزالیک با غلظت C mol/L داریم.

برای اولین مرحله تفکیک، می توانیم جدول ICE (Initial, Change, Equilibrium) را تنظیم کنیم:

عبارت Ka1 این است:
Kaopi = [M] نظر [H⁺] / [اصلی] [Hu] / [اصلی] [Hu] / [اصلی] [Hu] / [اصلی] [Ho]] [
جایگزینی غلظت های تعادلی به بیان Ka1:
5.9×10⁻² = x² / (C - x)

اگر مقدار C در مقایسه با x نسبتاً بزرگ باشد (که اغلب برای محلول‌های با غلظت متوسط ​​صدق می‌کند)، می‌توانیم تقریب C - x ≈ C را انجام دهیم. سپس معادله ساده می‌شود:
5.9×10⁻² = x² / C
x = √(Ka1 × C)

این به ما تخمینی از غلظت یون هیدروژن از اولین مرحله تفکیک می دهد.

با این حال، ما باید مرحله دوم تجزیه را نیز در نظر بگیریم. یون‌های C2HO4- تولید شده در مرحله اول می‌توانند بیشتر تجزیه شوند تا یون‌های H+ بیشتری آزاد شوند. اما از آنجایی که Ka2 بسیار کوچکتر از Ka1 است، سهم مرحله تفکیک دوم در غلظت کلی یون هیدروژن معمولا ناچیز است، به خصوص در محلول های با غلظت متوسط.

بیایید یک مثال بزنیم. فرض کنید محلول اگزالیک اسید 0.1 مولار داریم.
با استفاده از تقریب برای اولین مرحله تفکیک:
x = √(5.9×10⁻² × 0.1) ≈ 0.077 M

سپس pH محلول به صورت زیر محاسبه می شود:
pH = -log10 (0.077) ≈ 1.11

ذکر این نکته ضروری است که این یک تقریب است و برای محاسبات دقیق تر، به خصوص برای محلول های بسیار رقیق یا بسیار غلیظ، باید عبارات تعادل کامل را در نظر بگیریم و معادلات را همزمان حل کنیم.

عوامل موثر بر pH محلول های اسید اگزالیک

عوامل متعددی می توانند بر pH محلول اسید اگزالیک تأثیر بگذارند:

• تمرکز: با افزایش غلظت اسید اگزالیک، غلظت یون هیدروژن نیز افزایش می یابد و در نتیجه PH پایین می آید.
• دما: ثابت های تفکیک اسید Ka1 و Ka2 وابسته به دما هستند. افزایش دما به طور کلی درجه تفکیک اسید را افزایش می دهد و منجر به کاهش pH می شود.
• وجود مواد دیگر: وجود اسیدها، بازها یا نمک های دیگر در محلول می تواند بر pH تاثیر بگذارد. به عنوان مثال، اگر یک باز قوی به محلول اسید اگزالیک اضافه شود، با یون های هیدروژن واکنش داده و pH را افزایش می دهد.

کاربردهای مربوط به pH محلول های اسید اگزالیک

pH محلول های اسید اگزالیک نقش مهمی در کاربردهای مختلف آن دارد.

• تمیز کردن فلز: محلول های اسید اگزالیک معمولا برای تمیز کردن فلزات استفاده می شود. ماهیت اسیدی محلول به حذف زنگ زدگی و سایر اکسیدهای فلزی کمک می کند. pH مناسب برای اطمینان از تمیز کردن موثر بدون ایجاد خوردگی بیش از حد فلز مهم است.
• پردازش نساجی: در صنعت نساجی از اسید اگزالیک برای فرآیندهای سفید کننده و رنگرزی استفاده می شود. pH محلول بر ثبات رنگ و کیفیت منسوجات تیمار شده تأثیر می گذارد.

مقایسه با سایر ترکیبات اسیدی

هنگام مقایسه اسید اگزالیک با سایر ترکیبات اسیدی، خواص منحصر به فرد آن آشکار می شود. به عنوان مثال، در مقایسه با اسیدهای قوی مانند اسید هیدروکلریک (HCl)، اسید اگزالیک یک اسید ضعیف است. اسیدهای قوی به طور کامل در آب تجزیه می شوند، در حالی که اسید اگزالیک فقط تا حدی تجزیه می شود. این امر باعث می شود اسید اگزالیک در کاربردهایی که اسید ملایم تری مورد نیاز است، انتخاب مناسب تری باشد.

برخی دیگر از افزودنی‌های مرتبط با مواد غذایی که اسیدی هستند یا دارای pH خاصی هستند عبارتند ازاوره،لاکتات روی، وفومارات آهن. اوره می تواند به عنوان یک منبع نیتروژن در برخی از کاربردهای غذایی عمل کند و بسته به تعامل آن با سایر اجزا ممکن است بر pH ماتریکس مواد غذایی تأثیر بگذارد. زینک لاکتات به عنوان مکمل روی در غذا استفاده می شود و حلالیت و رفتار آن در محلول می تواند تحت تأثیر pH باشد. فروس فومارات یک مکمل آهن است و pH محیط اطراف می تواند بر فراهمی زیستی و پایداری آن تأثیر بگذارد.

برای تهیه تماس بگیرید

اگر علاقه مند به خرید اسید اگزالیک با کیفیت بالا برای کاربردهای خاص خود هستید، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. تیم کارشناسان ما می توانند اطلاعات دقیقی در مورد محصول از جمله خلوص، گزینه های بسته بندی و مشخصات فنی در اختیار شما قرار دهند. ما اطمینان می دهیم که اسید اگزالیک ما با بالاترین استانداردهای صنعت مطابقت دارد و می تواند مطابق با نیازهای شما تنظیم شود. چه به مقدار کمی برای تست های آزمایشگاهی نیاز داشته باشید و چه به عرضه در مقیاس بزرگ برای تولید صنعتی، ما متعهد هستیم که بهترین خدمات را به شما ارائه دهیم. امروز با ما تماس بگیرید تا بحث خرید را شروع کنید و بررسی کنید که اسید اگزالیک ما چگونه می تواند برای کسب و کار شما مفید باشد.

مراجع

• Petrucci, RH, Herring, FG, Madura, JD, & Bissonnette, C. (2017). شیمی عمومی: اصول و کاربردهای مدرن. پیرسون.
• اتکینز، پی، و دی پائولا، جی (2014). شیمی فیزیک. انتشارات دانشگاه آکسفورد