في الكيمياء ، تعد الأحماض والقواعد من أهم الأجزاء. كما أنهم يلعبون دورًا مهمًا في مجال آخر من مجالات العلوم أيضًا. الأحماض والقواعد موجودة في كل مكان ، من الصابون المستخدم أثناء الاستحمام إلى حمض الستريك أو الخل الموجود في المطبخ. رغم أنه من الصعب أحيانًا التمييز بينهما. دعونا الآن نناقش الفرق بين الحمض والقاعدة.
تعريف الحمض Acid
الأحماض هي تلك المواد التي تطلق واحدًا أو أكثر من أيونات H+ في محلول مائي. الحمض مادة يمكنها التبرع بأيون الهيدروجين (H+) لمادة أخرى في محلول مائي. الأحماض لها درجة حموضة أقل من 7.0. الأحماض حامضة الذوق. يعطي إحساسًا حارقًا عند ملامسته للجلد. عادة ما تكون الأحماض لزجة بطبيعتها. يتم الحصول على الأحماض في الغالب من مصادر طبيعية.
تعريف القاعدة Base
تسمى المواد التي تقبل البروتون وتتبرع بالإلكترون بالقاعدة. المادة القادرة على إطلاق واحد أو أكثر من أيونات OH في محلول مائي تسمى القاعدة. دائمًا ما تكون قيم الأس الهيدروجيني pH المقابلة للقواعد أكبر من 7. القاعدة التي تتأين تمامًا في الماء وبالتالي تنتج عددًا كبيرًا من أيونات الهيدروكسيد (OH- أيونات) تسمى قاعدة قوية أو قلوي قوي. على سبيل المثال هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم.
الفرق بين الحمض والقاعدة
|
النوع |
الحمض |
القاعدة |
|
التعريف |
الحمض هو أي مركب كيميائي بمجرد إذابته
في الماء ينتج محلولًا به نشاط أيون الهيدروجين أكثر من الماء النقي |
القاعدة عبارة عن مادة مائية تمتص أيونات
الهيدروجين. |
|
القوة |
يعتمد على تركيز أيونات الهيدرونيوم |
يعتمد على تركيز أيونات الهيدروكسيد |
|
أمثلة |
حمض الأسيتيك وحمض الكبريتيك |
هيدروكسيد الصوديوم والأمونيا |
|
الخصائص (الفيزيائية) |
تعتمد الأحماض على درجة حرارة الأحماض
تبدو صلبة أو سائلة أو في شكل غاز. سيكون لها أيضا طعم حامض. |
القواعد زلقة وصلبة بطبيعتها (باستثناء
الأمونيا ، وهي غازية). |
|
التفكك |
تطلق الأحماض
أيونات الهيدروجين (ح +) عند مزجها بالماء |
ستطلق القواعد أيونات الهيدروكسيد (OH-)
عند مزجها بالماء |
|
اختبار مع عباد الشمس |
الحمض يحول ورق عباد الشمس الأزرق إلى
اللون الأحمر |
قم بتحويل ورق عباد الشمس الأحمر إلى
اللون الأزرق |
|
الصيغة كيميائية |
المركبات التي تبدأ تركيبتها الكيميائية
بـ H
هي الأحماض ، على سبيل المثال ، حمض الهيدروكلوريك (حمض الهيدروكلوريك) |
المركبات التي تنتهي صيغتها الكيميائية
بـ OH
هي قواعد ، على سبيل المثال ، KOH
(هيدروكسيد البوتاسيوم) |
|
مقياس درجة الحموضة |
أقل من 7 |
أكبر من 7 |
|
مؤشر الفينول فثالين |
يبقى عديم اللون |
يعطي اللون الوردي |
|
الاستخدامات |
تستخدم كمواد حافظة ، وأسمدة ، ومعالجة
الجلود ، والتنظيف المنزلي ، إلخ. |
يستخدم في مضادات الحموضة والصابون والمنظفات
، إلخ. |
نظرًا لأننا فهمنا الآن الفرق بين الحمض والقاعدة ، فلنناقش الآن المزيد من الحمض والقاعدة.
1. الحمض
بعض الأحماض قوية والبعض الآخر ضعيف. يمكن للأحماض الضعيفة التمسك ببعض البروتونات الخاصة بها ، بينما تتخلص الأحماض القوية من كل البروتونات الخاصة بها. ستطلق جميع الأحماض أيونات الهيدروجين في المحاليل. الحمض ضعيف أو قوي يتحدد بعدد الأيونات التي يتم إطلاقها لكل جزيء.
هناك استخدامات عديدة للحمض. بعض الاستخدامات يستخدم حامض الكبريتيك كشركة مصنعة للأسمدة والدهانات والألياف الصناعية والمنظفات والمتفجرات وبطاريات السيارات. نستخدم حامض النيتريك لصنع المتفجرات مثل مادة تي إن تي والأصباغ والبلاستيك. نستخدم حمض الهيدروكلوريك لإزالة أغشية الأكاسيد من الأجسام الفولاذية وإزالة الرواسب الكلسية من داخل الغلاية.
2. القاعدة
القواعد لها ملمس صابوني عند لمسها. تطلق القواعد أيونات الهيدروكسيد (OH- أيونات) عندما تذوب في الماء. تعمل كموصلات جيدة للكهرباء في محلول مائي. القواعد مواد مريرة.
تستخدم القواعد في صناعة الصابون والورق وصناعة الرايون. يستخدم هيدروكسيد الكالسيوم لتصنيع مسحوق التبييض. يستخدم هيدروكسيد المغنيسيوم ، المعروف أيضًا باسم حليب المغنيسيا ، كمضاد للحموضة. يقلل من أي حموضة زائدة في معدة الإنسان. هيدروكسيد الأمونيوم المستخدم في المعامل ككاشف. عن طريق استخدام الجير المطفأ في التربة يمكن معادلة أي حموضة زائدة.
خواص الأحماض والقواعد
1. خصائص الأحماض
الأحماض أكالة في الطبيعة.
هم موصلات جيدة للكهرباء.
دائمًا ما تكون قيم الأس الهيدروجيني أقل من 7.
عندما تتفاعل مع المعادن ، تنتج هذه المواد غاز الهيدروجين.
الأحماض مواد ذات مذاق حامض.
أمثلة: حامض الكبريتيك [H2SO4] ، حمض الهيدروكلوريك [HCl] ، حمض الخليك [CH3COOH].
2. خصائص القواعد
بعض العقارات ، مثل الطعم المر ، مملوكة لجميع القواعد. القواعد تبدو زلقة أيضًا. احلم بما يبدو عليه الصابون الزلق. وهذا أساس. علاوة على ذلك ، عند غمرها في الماء ، تقوم القواعد بتوصيل الكهرباء لأنها تتكون من جزيئات مشحونة في المحلول.
تم العثور على نسيج صابوني عند لمسها.
تطلق هذه المواد أيونات الهيدروكسيد (OH– أيونات) عندما تذوب في الماء.
تعمل القواعد في محاليلها المائية كموصلات جيدة للكهرباء.
دائمًا ما تكون قيم الأس الهيدروجيني المقابلة للقواعد أكبر من 7.
القواعد عبارة عن مواد ذات مذاق مرير ولديها القدرة على تحويل ورق عباد الشمس الأحمر إلى اللون الأزرق.
أمثلة: هيدروكسيد الصوديوم [NaOH] ، حليب المغنيسيا [Mg(OH)2] ، هيدروكسيد الكالسيوم [Ca(OH)2]
3. المواد المحايدة
المادة المحايدة هي مادة ليس لها خصائص حمضية أو أساسية ، ولها نفس كمية أيونات الهيدروجين والهيدروكسيل ، ولا تغير لون سطح عباد الشمس.
هذه المواد لا تظهر أي خصائص حمضية أو أساسية.
تقترب قيم الأس الهيدروجيني من 7.
المواد المحايدة ليس لها تأثير على ورق عباد الشمس الأحمر أو الأزرق.
الرقم الهيدروجيني للمياه النقية هو بالضبط 7.
أمثلة: الماء ، الملح الشائع (كلوريد الصوديوم)
استخدامات الأحماض والقواعد
يتم سرد الاستخدامات المختلفة للأحماض والقواعد في هذا القسم الفرعي.
1. استخدامات الأحماض
الخل ، وهو محلول مخفف من حمض الأسيتيك ، له تطبيقات منزلية مختلفة. يستخدم في المقام الأول كمادة حافظة للأغذية.
حمض الستريك هو جزء لا يتجزأ من عصير الليمون وعصير البرتقال. يمكن استخدامه أيضًا في حفظ الطعام.
يستخدم حمض الكبريتيك على نطاق واسع في البطاريات. عادة ما تحتوي البطاريات المستخدمة لتشغيل محركات السيارات على هذا الحمض.
يتضمن الإنتاج الصناعي للمتفجرات والأصباغ والدهانات والأسمدة استخدام حامض الكبريتيك وحمض النيتريك.
حمض الفوسفوريك عنصر رئيسي في العديد من المشروبات الغازية.
2. استخدامات القواعد
يتضمن تصنيع الصابون والورق استخدام هيدروكسيد الصوديوم. يستخدم هيدروكسيد الصوديوم أيضًا في صناعة الرايون.
يستخدم Ca(OH)2 ، المعروف أيضًا باسم الجير المطفأ أو هيدروكسيد الكالسيوم ، في تصنيع مسحوق التبييض.
الخلطات الجافة المستخدمة في الدهان أو الزخرفة مصنوعة بمساعدة هيدروكسيد الكالسيوم.
يستخدم هيدروكسيد المغنيسيوم ، المعروف أيضًا باسم حليب المغنيسيا ، بشكل شائع كملين. كما أنه يقلل من أي حموضة زائدة في معدة الإنسان ولذلك يستخدم كمضاد للحموضة.
يعتبر هيدروكسيد الأمونيوم كاشفًا مهمًا جدًا يستخدم في المختبرات.
يمكن معادلة أي حموضة زائدة في التربة باستخدام الجير المطفأ.
مفهوم أرهينيوس للأحماض والقواعد
عرّف العالم السويدي سفانتي أوجست أرينيوس الأحماض بأنها مواد تزيد من تركيز أيون H + للماء عندما تذوب فيه.
تستمر هذه البروتونات في تكوين أيونات الهيدرونيوم (H3O+) من خلال الاندماج مع جزيئات الماء.
وبالمثل ، فإن تعريف أرهينيوس للقاعدة ينص على أن القواعد هي المواد التي عندما تذوب في الماء ، تزيد من تركيز أيونات الهيدروكسيد فيها.
تتمثل إحدى مزايا هذه النظرية في أنها تشرح بنجاح التفاعل بين الأحماض والقواعد التي تنتج الأملاح والماء.
يتمثل أحد القيود المهمة لتعريفات أرهينيوس للأحماض والقواعد في أنه يفشل في تفسير كيف تشكل المواد التي تفتقر إلى أيونات الهيدروكسيد محاليل أساسية عند إذابتها في الماء ، مثل NO2– و F–.
نظرية برونستد لوري للأحماض والقواعد
تعرف نظرية برونستيد-لوري الحمض على أنه مانح للبروتونات.
تُعرَّف القاعدة بأنها متقبل بروتون (أو مستقبل أيون H+) من خلال هذه النظرية.
تخضع الأحماض البرونزية للتفكك لإنتاج البروتونات وبالتالي زيادة تركيز أيونات H+ في المحلول.
من ناحية أخرى ، تقبل قواعد برونستيد البروتونات من الماء (المذيب) لإنتاج أيونات الهيدروكسيد.
تتمثل إحدى ميزات تعريف Bronsted-Lowry للأحماض والقواعد في قدرته على تفسير الطبيعة الحمضية أو الأساسية للأنواع الأيونية.
يتمثل أحد القيود المهمة لهذه النظرية في أنها فشلت في شرح كيف تظهر المركبات التي تفتقر إلى الهيدروجين خصائص حمضية ، مثل BF3 و AlCl3.
مفهوم لويس للأحماض والقواعد
ينص تعريف لويس للحمض على أنه نوع لديه مدار شاغر وبالتالي لديه القدرة على قبول زوج إلكترون.
قاعدة لويس هي نوع يحمل زوجًا منفردًا من الإلكترونات ، وبالتالي يمكن أن يعمل كمانح لزوج الإلكترون.
لا تتضمن هذه النظرية ذرة الهيدروجين في تعريفها للأحماض والقواعد.
أحماض لويس محبة للكهرباء بطبيعتها بينما تمتلك قواعد لويس صفات محبة للنووية.
أمثلة على أحماض لويس: Cu2+ و BF3 و Fe3+. أمثلة على قواعد لويس: F– و NH3 و C2H4 (الإيثيلين).
يقبل حمض لويس زوج إلكترون من قاعدة لويس ، مكونًا رابطة تساهمية إحداثية في هذه العملية. يشار إلى المركب الناتج على أنه مقرب لويس.
من المزايا البارزة لهذا المفهوم أنه يمكن تعريف العديد من المركبات على أنها أحماض أو قواعد. ومع ذلك ، فإنه يقدم نظرة ثاقبة قليلة على قوة هذه الأحماض والقواعد.
ومن عيوب هذه النظرية أنها تفشل في تفسير التفاعلات الحمضية القاعدية التي لا تتضمن تكوين رابطة تساهمية إحداثي.
الأسئلة المتكررة حول الأحماض والقواعد
ما هي أنواع الأحماض الثلاثة؟
عادة يمكن تقسيم الأحماض إلى ثلاثة أنواع رئيسية. الأول هو حمض ثنائي ، والثاني هو حمض أوكسي ، وآخر حمض الكربوكسيل.
هل القهوة حمض أم أساس؟
معظم أنواع القهوة حمضية ، بمتوسط قيمة pH من 4.85 إلى 5.10 من بين المركبات التي لا حصر لها في هذا المشروب ، تطلق عملية التخمير تسعة أحماض رئيسية تساهم في نكهة فريدة من نوعها.
هل منظف الغسيل حمض أم أساس؟
عندما يتم إذابة المواد الكيميائية في الماء ، يمكن أن يصبح مستوى الأس الهيدروجيني للخليط إما حمضيًا أو قاعديًا (قلوي). يعتبر الخل وعصير الليمون من المواد الحمضية ، في حين أن منظف الغسيل والأمونيا مواد أساسية. مع مستوى pH 7.0 ، يكون الماء النقي متعادلًا
هل معجون الأسنان أساس؟
معجون الأسنان هو أساس. إنها قلوية في الطبيعة. ... من أجل تحييد التأثير الحمضي في أفواهنا ، نستخدم معجون الأسنان لتنظيف أسناننا. وبالتالي ، يجب أن يكون معجون الأسنان قاسيًا بالتأكيد
ما هو الفرق الرئيسي بين الحمض والقاعدة؟
هناك نوعان من المركبات المسببة للتآكل هما الأحماض والقواعد. من المعروف أن أي مادة ذات قيمة pH بين 0 و 7 تكون حمضية بينما قيمة pH بين 7 و 14 هي قاعدة. الأحماض عبارة عن مركبات أيونية تتفكك لتكوين أيون الهيدروجين (H+) في الماء.
ما هي أهمية الحمض؟
تلعب الأحماض أدوارًا مهمة داخل جسم الإنسان. يساعد وجود حمض الهيدروكلوريك في المعدة على الهضم عن طريق تكسير جزيئات الطعام الكبيرة والمعقدة. الأحماض الأمينية مطلوبة لتخليق البروتين اللازم لنمو أنسجة الجسم وإصلاحها.
أهم المصادر: