pH என்ற எழுத்துகள் ஒரு குவளையில் பாதி நீரில் மூழ்கி நிற்கின்றன, அவற்றின் மேலுள்ள கரைசல் பொது நிறங்காட்டியைப் போல சிவப்பிலிருந்து மஞ்சள், பச்சை வழியாக நீலம், ஊதா வரை நிறம் மாறுகிறது. பியூரெட்டிலிருந்து ஒரு துளி விழுகிறது, மேற்பரப்பில் ஒரு வளையம் பரவுகிறது, அடியிலிருந்து குமிழ்கள் எழுகின்றன, கலக்கி சுழல்கிறது, கண்ணாடி மின்முனையின் குமிழ் ஒளிர்கிறது. மூலையிலுள்ள கருவி ஓர் எண்ணைக் காட்டுகிறது, கீழே நிறங்காட்டிப் பட்டையின் குறி அதே கட்டத்துக்கு நகர்கிறது.
அலகுத் தாள்
வேதியியலும் ஆய்வகமும் தாள் 1/1 · திருத்தம் 2026-09pH மதிப்பு pH
SI-க்கு வெளியேயான அளவு · அளவு: கரைசலின் அமிலத்தன்மை, ஹைட்ரஜன் அயனிகளின் செயல்திறனின் பரிமாணமற்ற மடக்கை
அலகு இல்லாத ஒரு மடக்கை அளவுகோல்
1909-இல் டென்மார்க் வேதியியலாளர் சோரன் சோரன்சன் கார்ல்ஸ்பர்க் மதுபான ஆலையின் ஆய்வகத்தில் நொதிகள் மால்ட் சாற்றின் அமிலத்தன்மையை எப்படிச் சார்ந்துள்ளன என்று ஆராய்ந்து, லிட்டருக்கு 0.000 000 1 மோல் போன்ற செறிவுகளை தினமும் எழுதிவந்தார். பூஜ்யங்களை எண்ணிச் சலித்த அவர், எண்ணுக்குப் பதில் கழித்தல் குறியை நீக்கிய அடுக்கை மட்டும் எழுதலாம் என்று முன்மொழிந்தார்; இப்படிப் பத்து மில்லியனில் ஒரு பங்கு வெறும் ஏழு ஆனது, அன்றுமுதல் அமிலத்தன்மை பின்னால் எந்த அலகும் இல்லாத ஓர் எண்ணால் அளக்கப்படுகிறது.
இந்த எழுத்துமுறை வசதியானது ஆனால் ஏமாற்றக்கூடியது: ஒரு அலகு வேறுபாடு பத்து மடங்கு மாற்றம், எனவே pH 3 கரைசல் pH 5 கரைசலைவிட மூன்றில் ஒரு பங்கு அல்ல, நூறு மடங்கு அதிக அமிலத்தன்மை கொண்டது; இரண்டு pH மதிப்புகளைக் கூட்டவும் முடியாது, சராசரி எடுக்கவும் முடியாது. pH 2, pH 4 கரைசல்களைச் சம கனஅளவில் கலந்தால் 3 அல்ல, 2.30 கிடைக்கும், ஏனெனில் கூட்டப்படுவது செறிவுகளே, மடக்கை கூட்டுத்தொகையிலிருந்து எடுக்கப்படுகிறது.
தரம்பார்த்தலில் pH எப்படி நடந்துகொள்கிறது, ஏழு ஏன் இருபத்தைந்து டிகிரியில் மட்டுமே நடுநிலை, ஒவ்வொரு மீன்தொட்டி வளர்ப்பவரும் அளக்கும் இந்த அளவை ஒரு தனி அயனியின் செயல்திறன் எது என்ற ஒப்பந்தம் இல்லாமல் இன்றும் ஏன் கண்டிப்பாக அளக்க முடியவில்லை என்பதை இந்தப் பக்கம் காட்டுகிறது.
சிறிய p, பெரிய H கொண்டு, எப்போதும் இதே வரிசையில் இடைவெளியின்றி எழுதப்படுகிறது: pH, PH அல்லது Ph அல்ல, ஏனெனில் சிறிய எழுத்து ஒரு செயல்பாட்டையும் பெரிய எழுத்து ஒரு வேதித்தனிமத்தையும் குறிக்கிறது. டிகிரியில் வெப்பநிலையைப் போல எண் குறியீட்டுக்குப் பின் வருகிறது: pH 7.40, அதன் பின் எந்த அலகும் எழுதப்படுவதில்லை.
pH அமிலத்தின் செறிவும் அல்ல, அதன் வலிமையும் அல்ல: ஒரே செறிவுள்ள வினிகரும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலமும் pH 2.9, 1.0 தருகின்றன, ஓர் இடையகக் கரைசல் நிறைய அமிலத்தைக் கொண்டிருந்தும் கிட்டத்தட்ட நடுநிலை எண்ணைக் காட்டலாம். pKa-வுடனும் குழப்ப வேண்டாம்: அது அமிலத்தின் சொந்தப் பண்பு, எவ்வளவு ஊற்றப்பட்டது என்பதைச் சார்ந்ததல்ல; pH கரைசலின் பண்பு.
01 · வரையறை
மடக்கை · செயல்திறன் · நடுநிலை முனைpH மதிப்பு என்பது கரைசலில் ஹைட்ரஜன் அயனிகளின் செயல்திறனின் குறி மாற்றிய பத்தடிமான மடக்கை. செயல்திறன் பரிமாணமற்றது, ஏனெனில் அது லிட்டருக்கு ஒரு மோல் என்ற திட்டச் செறிவைச் சார்ந்து அளக்கப்படுகிறது; எனவே மடக்கையும் பரிமாணமற்றது: pH எந்த அலகிலும் அளக்கப்படுவதில்லை, ஓர் எண்ணால் மட்டுமே குறிக்கப்படுகிறது.
நீர்த்த கரைசல்களில் செயல்திறன் கிட்டத்தட்டச் செறிவுக்குச் சமம், அப்போது pH-ஐ லிட்டருக்கு மோலிலிருந்து நேரடியாகக் கணக்கிடலாம்; ஆனால் அடர் கரைசல்களிலும் கடல் நீரிலும் அயனிகள் ஒன்றையொன்று தடுக்கின்றன, செறிவுக்கும் செயல்திறனுக்கும் இடையிலான வேறுபாடு அலகின் பத்தில் ஒரு பங்கை எட்டுகிறது. நீரும் சிறிதளவு ஹைட்ரஜன், ஹைட்ராக்சைடு அயனிகளாகப் பிரிகிறது; 25 °C-இல் அவற்றின் செயல்திறன்களின் பெருக்கல் 10⁻¹⁴; இரண்டும் சமமாக உள்ள கரைசல் நடுநிலை எனப்படுகிறது, அதாவது pH 7.
நீரின் அயனிப் பெருக்கம் வெப்பநிலையுடன் வேகமாக வளர்கிறது, எனவே கொதிநிலையில் நடுநிலை முனை 6.13-க்கு இறங்குகிறது, பூஜ்யம் டிகிரியில் 7.47-க்கு ஏறுகிறது; pH 7 கரைசல் 50 °C-இல் ஏற்கனவே லேசான காரத்தன்மை கொண்டது, எண் அப்படியே இருந்தாலும்.
குவளையின் நிறத்தை மாற்றும் இரண்டு துளிகள்
இடப்புறம், 25 மில்லிலிட்டர் கரைசல் உள்ள குவளையில் பியூரெட்டிலிருந்து டைட்ரன்ட் சொட்டுகிறது; திரவம் அப்போதைய pH-க்கு ஏற்பப் பொது நிறங்காட்டியால் நிறமேற்றப்பட்டுள்ளது, மூலையிலுள்ள கருவி எண்ணைக் காட்டுகிறது. வலப்புறம் தரம்பார்த்தல் வளைவு வளர்கிறது: கடந்த பகுதி நிறங்காட்டியின் நிறத்தில் தடித்த கோடாகவும், மீதி மெல்லிய சாம்பல் புள்ளிக்கோடாகவும் வரையப்பட்டுள்ளது; கிடைமட்டப் புள்ளிக்கோடு நடுநிலை முனை pH 7, செங்குத்துக் கோடு சமான முனை, அங்கு முழு அமிலத்துக்கோ காரத்துக்கோ தேவையான அளவு டைட்ரன்ட் சரியாகச் சேர்க்கப்பட்டுள்ளது.
pH 2-ஐயும் pH 4-ஐயும் கலந்தால் மூன்று வராது
pH 2 கரைசல் ஒரு லிட்டரில் ஒரு மோலின் நூறில் ஒரு பங்கு ஹைட்ரஜன் அயனிகள், pH 4 ஒரு லிட்டரில் பத்தாயிரத்தில் ஒரு பங்கு உள்ளன; எனவே கலந்த பின் இரண்டு லிட்டரில் 0.0101 மோல், அதாவது லிட்டருக்கு 0.00505 இருக்கும், அது pH 2.30. அமிலக் கரைசலே முடிவை ஏறக்குறைய முழுவதும் தீர்மானிக்கிறது, குறைந்த அமிலக் கரைசல் நீர்த்தலை மட்டுமே சேர்க்கிறது; ஆகவே பல மாதிரிகளின் சராசரி pH-ஐ அறிக்கையில் எளிய சராசரியாக எழுதினால், அது மிக அமிலமான மாதிரியைப் பற்றி எப்போதும் தவறாகச் சொல்கிறது.
02 · மாற்றம்
செறிவுகள் · பொருள்கள் · வெப்பநிலைகருவியின் எண்ணிலிருந்து லிட்டருக்கு மோல் வரை
pH, ஹைட்ரஜன் அல்லது ஹைட்ராக்சைடு அயனிகளின் செறிவு, அல்லது pOH-ஐ உள்ளிடுங்கள்; பக்கம் மீதி அனைத்தையும் கணக்கிட்டு, கரைசலைப் பழக்கமான பொருள்களுடன் ஒப்பிட்டு, வேறு வெப்பநிலையில் நடுநிலை முனை எங்கே என்று காட்டும். எல்லாத் தாவல்களிலும் கரைசல் ஒன்றே; ஒப்பிடப்படுவது மட்டுமே மாறுகிறது.
நினைவில் கொள்ளும் விதி: ஒவ்வொரு pH அலகும் செறிவில் பத்து மடங்கு மாற்றம், ஒவ்வொரு 0.3 அலகும் இருமடங்கு.
இந்த மாற்றம் செயல்திறனைச் செறிவுக்குச் சமமாகக் கொள்கிறது, இது நீர்த்த கரைசல்களுக்கு மட்டுமே பொருந்தும்; கடல் நீர், இரத்தம், வலிய அமிலங்களில் செயல்திறன் குணகத் திருத்தம் விடையை ஒன்று இரண்டு பத்தில் ஒரு பங்கு நகர்த்துகிறது. பொருள்களின் pH மதிப்புகள் வழக்கமானவை, தரநிலை அல்ல: எலுமிச்சைச் சாறு, காபி, மழை ஆகியவற்றில் மாதிரிக்கு மாதிரி வேறுபாடு அரை அலகு வரை.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · அளவைக் கருவிகள்
தாள் · கண்ணாடி · பிளாட்டினம் · இடையகங்கள்ஹைட்ரஜன் அயனியை எதனால் பிடிக்கிறார்கள்
பட்டையில் ஒரு வானவில்
பொது நிறங்காட்டி பல சாயங்களின் கலவை; ஒவ்வொன்றும் தன் குறுகிய இடைவெளியில் நிறம் மாறுவதால், அவை சேர்ந்து சிவப்பிலிருந்து ஊதா வரை முழு அளவுகோலையும் நிறமேற்றுகின்றன. பட்டையைக் கரைசலில் நனைத்தால் கரைசல் தாளில் ஏறுகிறது, நிறத்தை அச்சிட்ட அட்டவணையுடன் கண்ணால் ஒப்பிடுகிறார்கள்; துல்லியம் சுமார் ஒரு அலகு, ஆனால் விடை ஒரு நொடியில் கிடைக்கிறது, எந்தக் கருவியும் தேவையில்லை.
அமிலத்தை உணரும் கண்ணாடி
சிறப்புக் கண்ணாடியால் ஆன மெல்லிய குமிழ் மேற்பரப்பில் உப்புகிறது, ஹைட்ரஜன் அயனிகள் அதன் நீரேறிய அடுக்குடன் இடம் மாறுகின்றன; இதனால் உள், வெளிக் கரைசல்களுக்கு இடையே மின்னழுத்த வேறுபாடு உண்டாகிறது. 25 °C-இல் இது ஒவ்வொரு pH அலகுக்கும் 59.16 மில்லிவோல்ட் மாறுகிறது, சூடாக்கினால் சாய்வு கூடுகிறது; ஆகவே நல்ல pH மீட்டர் எப்போதும் வெப்பநிலையையும் அளக்கிறது.
முழு மின்வேதியியலின் பூஜ்யம்
கடற்பஞ்சு போன்ற பிளாட்டினக் கருமை பூசிய பிளாட்டினத் தகடு ஒரு பார் அழுத்தத்தில் ஹைட்ரஜனால் கழுவப்படுகிறது, அதன்மேல் வாயுவுக்கும் கரைசலின் ஹைட்ரஜன் அயனிகளுக்கும் இடையே சமநிலை ஏற்படுகிறது. இத்தகைய மின்முனை கையாளக் கடினமானது, சிக்கலானது; ஆனால் அதன் மின்னழுத்தம் இடைத்தரகர் இன்றி வரையறைச் சூத்திரத்தையே பின்பற்றுகிறது, உலகின் எல்லாக் கண்ணாடி மின்முனைகளும் அளவுத்திருத்தப்படும் முதன்மை இடையகங்களின் மதிப்பு இதைக் கொண்டே சான்றளிக்கப்படுகிறது.
ஒவ்வொரு அளவீட்டுக்கும் முன் மூன்று குவளைகள்
கண்ணாடி மின்முனை பழையதாகிறது, அதன் பூஜ்யமும் சாய்வும் நகர்கின்றன; ஆகவே வேலைக்கு முன் கருவி அறிந்த pH கொண்ட இடையகங்களால், பொதுவாக 25 °C-இல் 4.01, 7.00, 10.01 கொண்டு சோதிக்கப்பட்டு, அவற்றைக் கொண்டு நேர்கோடு மீண்டும் வரையப்படுகிறது. இப்படி அளவுத்திருத்தாத கருவி இரண்டு தசம இடங்கள் கொண்ட எண்ணைக் காட்டுகிறது, ஆனால் இரண்டாவது இடம் மின்முனையை அறியாத கரைசலுக்கு மாற்றும் வரையே நம்பத்தக்கது.
05 · எழுத்து விதிகள்
குறியீடு எண்ணுக்கு முன் · அலகு இல்லை · வெப்பநிலையுடன்குறியீட்டுக்குப் பின் எண், அலகு இல்லை
pH குறியீடு அலகைப் போல எண்ணுக்குப் பின் அல்ல, அளவுகோலின் பெயரைப் போல எண்ணுக்கு முன் வைக்கப்படுகிறது; துல்லியமான மதிப்பின் அருகில் அது பெறப்பட்ட வெப்பநிலை குறிக்கப்படுகிறது.
வலப்புற முதல் வரி, pH ஓர் அலகு போல, குறியீட்டை எண்ணுக்குப் பின் வைக்கிறது; இரண்டாவது வேதியியலில் பொருளற்ற பெரிய P-ஐ எழுதுகிறது; மூன்றாவது அடுக்குக்கு லிட்டருக்கு மோல் சேர்க்கிறது, மோல்கள் செறிவில் மட்டுமே வாழ்ந்தாலும். நான்காவது மடக்கையை சதவீதமாக மாற்றுகிறது, இதனால் 0.3 வீழ்ச்சி சிறிதாகத் தோன்றுகிறது, ஹைட்ரஜன் அயனிகள் பாதியாகிவிட்டாலும்; ஐந்தாவது இல்லாத «அலகுகளை»ச் சேர்க்கிறது; ஆறாவது செறிவுகளின் சராசரி எடுக்க வேண்டிய இடத்தில் மடக்கைகளின் சராசரி எடுக்கிறது.
06 · அண்டை அலகுகள்
செறிவு · மடக்கை · பொருளின் அளவுpH-இன் மடக்கைக்குக் கீழே லிட்டருக்கு மோலில் ஒரு செறிவு உள்ளது; மடக்கையே அதை டெசிபலின் உறவினராக்குகிறது, அதுவும் பத்துக்கணக்கான வரிசைகளை ஒரு குறுகிய அளவுகோலுக்குள் அடக்குகிறது; pH அமைப்புடன் இணையும் ஒரே SI அலகு மோல்.
மடக்கை எடுக்கப்படும் அதே செறிவு, எவ்வளவு அமிலம் ஊற்றப்பட்டது என்று கணக்கிடவும் பயன்படுவது.
இதுவும் பரிமாணமற்ற மடக்கை, ஆனால் திறன்களின் விகிதத்தின் மடக்கை, பத்தால் பெருக்கப்பட்டது.
பொருளின் அளவு, இதன் வழியே pH சர்வதேச அலகு முறையுடன் இணைகிறது.
07 · வரலாற்றுப் பகுதி
ஆவணக் காப்பகம் · மதுபான ஆலையிலிருந்து IUPAC வரைபூஜ்யங்கள் எப்படி அளவுகோல் ஆயின
{title}
{text}
ஒரு தாளில் அடங்காத நான்கு படிகள்
தூணின் உயரம் pH 1, 2, 3, 4-க்கான ஹைட்ரஜன் அயனிச் செறிவு, மடக்கையல்லாத சாதாரண அளவுகோலில். ஒவ்வொரு அடுத்த தூணும் முந்தையதைவிடப் பத்து மடங்கு தாழ்வானது, நான்காவது அரிதாகவே தெரிகிறது; சட்டகம் அவற்றை ஒவ்வொன்றாகக் கடக்கிறது.
சோரன்சன் மடக்கையை அழகுக்காகத் தேர்ந்தெடுக்கவில்லை; இல்லையெனில் அவர் கையாண்ட அளவுகள் எந்தத் தாளிலும் அடங்கியிருக்காது: pH 1 முதல் pH 7 வரையிலான ஏழு படிகள் ஒரு நேரியல் அளவுகோலை ஒரு கோடி மடங்கு நீட்டியிருக்கும்.
ஒப்பந்தம் இன்றி அளக்க முடியாத அளவு
வரையறை ஒரு தனி ஹைட்ரஜன் அயனியின் செயல்திறனைப் பற்றிப் பேசுகிறது, ஆனால் வெப்ப இயக்கவியல் எதிர் மின்னூட்ட அயனிகளின் செயல்திறன்களின் பெருக்கலை மட்டுமே அளக்க முடியும், ஏனெனில் கரைசல் எப்போதும் மின் நடுநிலையானது, அதிலிருந்து ஒரு தனி அயனியை எடுக்க முடியாது. எனவே கண்டிப்பாக வரையறைப்படி எந்தக் கருவியும் pH-ஐ அளப்பதில்லை; ஹைட்ரஜனுடன் குளோரைடு அயனியும் சேரும் ஓர் அளவு மட்டுமே அணுகக்கூடியது.
இந்த இடைவெளி ஓர் ஒப்பந்தத்தால் நிரப்பப்படுகிறது: பேட்ஸ்–குகென்ஹைம் மரபுப்படி குளோரைடு அயனியின் செயல்திறன் குணகம் கரைசல் கோட்பாட்டின் எளிய சூத்திரத்தால் கணக்கிடப்படுகிறது; பின்னர் ஹைட்ரஜன், வெள்ளி–வெள்ளிக் குளோரைடு மின்முனைகள் கொண்ட, திரவ இணைப்பு இல்லாத ஹார்னெட் கலம் சில குறிப்பு இடையகங்களுக்கு முதன்மை pH மதிப்புகளைத் தருகிறது. பூமியிலுள்ள மற்ற எல்லா அளவீடுகளும் அளவுத்திருத்தச் சங்கிலி வழியாக இந்த இடையகங்களையே சார்ந்துள்ளன.
ஆக, ஒவ்வொரு pH எண்ணிலும் அளவீட்டுடன் ஓர் ஒப்பந்தமும் அமர்ந்துள்ளது; இரண்டு ஆய்வகங்கள் அலகின் நூறில் ஒரு பங்கு வரை ஒத்துப்போவது ஒரே இயற்கையை அளந்ததால் அல்ல, ஒரே மரபை ஏற்று ஒரே இடையகங்களால் அளவுத்திருத்தம் செய்ததால்.