الحموض والقواعد

الحموض والقواعد


المشروبات الغازية وعصير الليمون من الأمثلة على المواد التي تحتوي علىحموض


القهوة والمنظفات الكيميائية من الأمثلة على المواد التي تحتوي علىقواعد

صفات الحموض والقواعد :

صفات الحموض :
ذات طعم حمضي.
تغير لون صبغة عباد الشمس إلى اللونالأحمر.
محاليلها المائية موصلة للتيارالكهربائي.



صفات القواعد :

ذات طعم مر .
هل لاحظت الطعم المر عند احتساءفنجان من القهوة ؟
تغير لون صبغة عباد الشمس إلى اللون الأزرق .

ذات ملمسانزلاقي كالصابون .
محاليلها المائية موصلة للتيار الكهربائي.
التفاعل بينالحمض والقاعدة يؤدي إلى تعادلهما وتكوين الملح.
مثال :
NaOH +HCl Nacl H2O





قوة الحموض والقواعد :

تتفاوت الحموض والقواعد في قوتها ، فالحموض والقواعد القويةتتفكك كليا ً في الماء )الحلمهة)، وتوصل التيار الكهربائي بشكل كبير ، أما الحموض والقواعدالضعيفة فهي تتفكك جزئيا ً في الماء وتكون ايصاليتها للتيار الكهربائي ضعيفة .


الجدول الآتي يبين بعض الحموض الشائعة:



صفة الحمض
وجوده
الصيغة
اسمالحمض
حمض ضعيف
يوجد في الخل
CH3COOH
حمض الأستيك
حمض ضعيف
يستخدم فيقطرات العيون
H3BO3
حمض البوريك
حمض ضعيف
, يوجد في المشروبات الغازية
H2CO3
حمضالكربون
حمض ضعيف
يوجد في النمل
HCOOH
حمض الفورميك أو حمض النمل
حمض قوي


يوجد فيالمعدة - تعقيم مياه الشرب -


وصناعة المنظفات
HCl
حمض كلور الماء أو (الهيدرو كلوريك )
حمض ضعيف
يوجد في اللبن أو العضلات بعد الرياضة

CH3CHOHCOOH

حمضاللاكتيك أو حمض اللبن
حمض قوي
صناعة المتفجرات – صناعة مذيبات المعادن
HNO3
حمض النيتريك (النترات)
حمض قوي
يوجد في بطارية السيارة
H2SO4
حمض الكبريت





الجدول الآتي يبين بعض القواعد الشائعة :

صفة القاعدة
وجودها
الصيغة
اسم القاعدة
قاعدة قوية
تسمى الصودا الكاوية وتستخدم في صناعة الصابون
NaOH
هيدروكسيد الصوديوم
قاعدة قوية
وتستخدم في صناعة المنظفات
KOH
هيدروكسيدالبوتاسيوم
قاعدة ضعيفة
توجد في محاليل تنظيف الزجاج
NH3
الأمونيا
(النشادر)
قاعدة قوية
تدعى الجير المطفأ (الكالسيوم المطفأ) تكليس الجدران وصناعة الإسمنت.
Ca(OH)2
هيدروكسيد الكالسيوم
قاعدة ضعيفة
تستخدم فيأدوية مضادات الحموضة
Mg(OH)2
هيدروكسيد المغنيسيوم





تعريفات الحموض والقواعد
مفهوم أرهينيوسللحموض والقواعد Arrhenios concept
الحمض : مركب إذا أذيب في الماء أعطى أيونات (شوارد )الهيدروجين (H+) .
شروط حمض أرهينيوس :
يجب أن يحتوي الحمض على هيدروجين .
يجب أن يذاب الحمض في الماء .
الحموض التي فسرها أرهينيوس :
حموض قويةوهي :

صيغته اسم الحمض :

HClO4 حمض البيروكلوريك
H2SO4 حمضالكبريت
HNO3 حمض النترات
HCl حمض كلور الماء



حموض ضعيفة وهي :
صيغته اسم الحمض
HCN حمض الهيدروسيانيد ( السيانيد الهيدروجيني )
H2CO3 حمض الكربون
HF حمضالفلور
HCOOH حمض الفورميك ( الميثانويك) النمل
CH3COOH حمض الأسيتيك ( الإيثانويك) الخل


السهم أحادي الاتجاه يدل على أن الحمض قوي يتفكك كلياً فيالماء، وتكون إيصاليته للتيار الكهربائي عالية .

الأسهم المتعاكسة تدل علىأن الحمض ضعيف يتفكك جزئياً في الماء، وتكون ايصاليته للتيار الكهربائيضعيفة.


القاعدة : مركب صيغته العامة MOH إذا أذيب في الماء أعطى أيوناتالهيدروكسيد (OH-).

شروط قاعدة أرهينيوس:
1- يجب أن تحتوي على أيونالهيدروكسيد.
2- يجب أن تذاب في الماء.
القواعد التي فسرها أرهينيوس :

قواعد قوية وهي :

الصيغة اسم القاعدة
LiOH هيدروكسيدالليثيوم
NaOH هيدروكسيد الصوديوم
KOH هيدروكسيد البوتاسيوم
RbOH هيدروكسيد الروبيديوم
Ca(OH)2 هيدروكسيد الكالسيوم
Sr(OH)2 هيدروكسيدالسترونشيوم
Ba(OH)2 هيدروكسيد الباريوم

قواعد ضعيفة وهي :

الصيغةاسم القاعدة
Mg(OH)2 هيدروكسيد المغنيسيوم
NH4OH هيدروكسيدالأمونيوم

السهم أحادي الاتجاه يدل على أن القاعدة قوية تتفكك كلياً في الماء،وتكون إيصاليتها للتيار الكهربائي عالية.
الأسهم المتعاكسة تدل على أن القاعدةضعيفة تتفكك جزئياً في الماء، وتكون ايصاليتها للتيار الكهربائيضعيفة.

أهمية تعريف أرهينيوس :
أسهم تعريف أرهينيوس في تفسير الخواصالحمضية والقاعدية لكثير من الحموض والقواعد نظراً لبساطته، ولأن الماء هو الوسطالذي تجري فيه معظم التفاعلات الكيميائية.

أوجه القصور في تعريف أرهينيوس :
لم يتمكن أرهينيوس من تفسير الخواص القاعدية لبعض القواعد التي لا تحتوي علىأيونات الهيدروكسيد مثل الأمونيا NH3 .(النشادر)

اقتصر التعريف على المركبات في مجالمحاليلها المائية، ووفقاً لذلك لا يُعد غازHCl حمضاً، ما لم يذب في الماء.
عجزالتعريف عن تفسير الخواص الحمضية أو القاعدية لمحاليل بعض الأملاح مثل NaF ، KCN.


مفهوم برونستد – لوري للحموض والقواعد Bronsted – Lawry model

الحمض : مادة لها القدرة على منح بروتون (proton donner) لمادة أخرى.

القاعدة : مادة لها القابلية على تقبلبروتون (proton acceptor) من مادة أخرى.





أكتب معادلات تشرد بعض الحموض كحمض الكبريت والنيتروجين و الكلور و الفسفور.

H2SO4 + H2O 2H3O+ + SO4--


HNO3 + H2O H3O+ + NO3-


HCI + H2O H3O+ +CI -


H3PO4 + H2O 3H3O+ + PO4---




س/ متى يكون المحلول حمضياً؟
ج/ عندما يكون تركيز أيون الهيدرونيوم فيه أكبر من تركيزه في الماء النقي .
س/ ما هو أيون الهيدرونيوم؟
ج5/ يعمل الماء على تأين مركبات الحموض وينتج عن ذالك إطلاق أيونات الهيدروجين ، وعندما يرتبط أيون الهيدروجين بجزيء من الماء يتكون أيون الهيدرونيوم H3O+
H2O +H+ = H3O+

س/ متى يكون المحلول متعادلاَ ؟
ج/ عندما يكون تركيز أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيل متساوياً تقريباً.
س/ ما هو العنصر الذي يشترك في تكوين جميع الحموض؟
ج/ عنصر الهيدروجين.
س/ ما هو مقياس قوة الحمض وضعفه ؟
ج/ هو نسبة تأينه في الماء.

س/ ماهي الكواشف؟؟؟؟؟؟
ج/ هي مواد تتلون بألوان مميزة مع أنواع من المواد دون سواها ، مما يساعد على الكشف عن هوية تلك المواد.
س/ ما أشهر الكواشف المستخدمة في التجارب الكيميائية ؟؟؟؟
ج/ 1- ورق أو محلول تباع الشمس. 2- الفينو لفثالين . 3- الميثيل البرتقالي .
ملاحظة: (( لا يجوز تسمية عباد الشمس لأن الله هو المعبود سبحانه دون سواه )).

الأحماض والقواعد لها أهمية كبرى في الحياة اليومية والعملية والصناعية فحمضية المياه المستخدمة لها أثر كبير على الإنسان والحيوان والأرض الزراعية والمباني فدراسة البيئة والأمطار الحمضية أصبحت محل اهتمام الكثير من العلماء في وقتنا الحاضر، تستخدم بعض الأحماض كحمض الكبريتيك وبعض القلويات كهيدروكسيد الصوديوم والأمونيا في العديد من الصناعات الهامة والضرورية بدءًا بالمنظفات المنزلية وحتى أسمدة التربة. إن دراسة هذا النوع من المواد له فوائد عديدة.
في عام 1923م قام الكيميائي الدنماركي برونشتد (Bronsted) والكيميائي الإنجليزي لوري (Lowry) بتعريف الحمض بأنه

القاعدة أو الأساس (بالإنجليزية: Base‏) بالكيمياء هي أي مركب كيميائي يمكنه استقبال أيونات الهيدروجين، بمعنى اخر هي مانحة الكترونات. تقوم القواعد بمعادلة الأحماض. المحلول القاعدي يكتسب أيون هيدروجين في تحول كيميائي حسب تعريف برونشتد لوري. وتتفاعل القواعد مع الأحماض فتكون ملحاً وماء ويحتوي محلول القاعدة المائي على أيونات الهيدروكسيد، من صفاة القواعد أنها صابونية الملمس وتنقسم القواعد إلى ثلاث أقسام وهم:- -أكاسيد أو هيدروكسيدات فلزات لا تذوب في الماء مثل أكسيد النحاس (CuO) وأكسيد الحديدوز (FeO) وكلوريد الحديديك (FeCl3). -أكاسيد وهيدروكسيدات فلزات تذوب في الماء مثل هيدروكسيد الصوديوم(NaOH)وهيدروكسيد البوتاسيوم(KOH)و أكسيد الصوديوم (Na2O)و أكسيد البوتاسيوم(K2O) ويسمى هذا القسم أو النوع باسم القلويات. -مواد ليست بأكاسيد ولا هيدروكسيدات ولكن لها نفس الخواص التي تميز القواعد مثل كربونات الصوديوم وكربونات البوتاسيوم وبيكربونات الصوديوم وبيكربونات البوتاسيوم.
تعد الصودا الكاوية أو هيدروكسيد الصوديوم(NaOH) أحد أهم القلويات وأقواها فهي تدخل في كثير من الصناعات مثل صناعة الصابون وصناعة النسيج وتحضير مركب كربونات الصوديوم (Na2CO3) المستخدم في إزالة عسر الماء كما يمكن استخدامها في التميز بين الشقوق القاعدية في الأملاح مثل أملاح كلوريد الحديديك وكبريتات النحاس وأملاح الأمونيوم حيث إما أن يترسب راسب لونه مميز من هيدروكسيد الفلز الذي لا يذوب في الماء أو يتصاعد غاز مميز برائحته كما في حال أملاح الأمونيوم حيث يتصاعد غاز الأمونيا أو النشادر ذو الرائحة النفاذة كما أنها كسائر القواعد تتفاعل مع الأحماض حيث يتحد أيون الهيدروكسيد السالب منها مع أيون الهيدروجين الموجب من الحمض ويتكون الماء وهو ما يعرف بتفاعل التعادل وبذلك تختفى خواص الحمض والقاعدة H(aq)+OH(aq)==> H2O. ومن القواعد الأخرى هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2 الذي يستخدم في تكليس الجدران كما يستخدم في صناعة الأسمنت ؛ ومحلول النشادر (هيدروكسيد الأمونيوم) الذي يستخدم في صناعة الأسمدة الكيماوية.
صيغة الحمض (HX) :
HX + ماء --> أيون الهايدرونيوم الموجب + X
صيغة القاعدة (Y) :
يمكن تفسير التفاعل بين غاز HCL وغاز الأمونيا كما يلي : HCL + الأمونيا --> النشادر القاعدية الموجبة + Cl
مفهوم التعادل وفق مفهوم (برونستد - لوري):- هو عملية انتقال بروتون من حمض إلى قاعدة
HX + Y --> HY + X