ماذا يسمى التفاعل بين حمض وقاعدة

التفاعل بين حمض وقاعدة يسمى

التفاعل بين حمض وقاعدة يسمى

التعادل

.

تم تصنيف المواد الكيميائية عن طريق الكيميائيين تبعًا لخصائصها المميزة لها؛ فقد تم تقسيم المواد إلى أحماض وقواعد حتى يتمكن الإنسان من التعرف عليها، حيث يتم اختبار كل من الأحماض والقواعد بورق عباد الشمس؛ حيث وضع ورقة الاختبار في المحلول الحمضي يتحول لونه إلى اللون الأحمر، وفي المحلول القلوي يتحول لون ورق عباد الشمس إلى اللون الأزرق، ولعلك تتسائل ماذا يسمى التفاعل بين حمض وقاعدة فهو يسمى تفاعل التعادل، الذي تتعادل فيه القاعدة مع الحمض.

ووفقًا للكيمياء، الحمض مركب له القدرة على إطلاق أيونات الهيدروجين عند إذابته في الماء، بينما القاعدة هي مركب لديه القدرة على الارتباط بأيونات الهيدروجين، مما يعني أن القاعدة تمنح إلكترونات للمادة الحمضية، وعندما يختلط المركب الحمضي بالمركب القاعدي فيكون لدينا محلول متعادل.

تفاعل التعادل

يُعرف تفاعل التعادل بأنه



التفاعل الذي يحدث عندما يختلط حمض مثل حمض الهيدروكلوريك، بقاعدة مثل هيدروكسيد الصوديوم وينتج ملح وماء،


والأملاح الناتجة عن تفاعل التعادل عبارة عن مركبات أيونية تحتوي على أيون موجب H”+” وأيون سالب “الهيدروكسيد OH−”:

HCl (aq)+NaOH (aq)→NaCl (aq)+H2O

بعد حدوث تفاعل التعادل وبعد اندماج الحمص مع القاعدة تتساوى [H +] مع [OH−] وينتج عن المحلول المتعادل الرقم الهيدروجيني 7، ويكون الحمض والقاعدة متعادلان مع بعضهما البعض في المحلول، وتختفي خصائص الحمض والقاعدة الأساسية، كما يجدر القول أنه لا تحتوي المحاليل الملحية دائمًا على الرقم الهيدروجيني 7؛ حيث قد تتفاعل الأيونات الناتجة عندما يتحد الحمض والقاعدة مع جزيئات الماء لإنتاج محلول حمضي أو قاعدي بشكل قليل، أي أنه إذا تم خلط حمض قوي بقاعدة ضعيفة، فإن المحلول الناتج سيكون حمضيًا قليلاً، وإذا تم خلط قاعدة قوية بحمض ضعيف، فسيكون المحلول قاعديًا بعض الشيء.[1]

تعريف الحمض والقاعدة

بشكل عام يمكننا تعريف الأحماض على أنها مواد تذوب في الماء لإنتاج أيونات موجبة H+، في حين يتم تعريف القواعد على أنها مواد تذوب في الماء لإنتاج أيونات سالبة OH-.

تعريف أرهينيوس للأحماض والقواعد


:

كان الكيميائي السويدي سفانتي أرهينيوس (1859-1927) أول شخص حدد صفات الأحماض والقواعد بالتفصيل؛ فوفقًا لتعريف أرهينيوس، فإن الحمض مادة مثل حمض الهيدروكلوريك يذوب في الماء لإنتاج أيونات H+، والقاعدة هي مادة مثل هيدروكسيد الصوديوم تذوب في الماء لإنتاج الهيدروكسيد، وترجع الخصائص المميزة للأحماض والقواعد إلى وجود أيونات H+ و OH- في المحلول الحمضي أو القاعدي، وعلى الرغم من قبول أفكار أرهينيوس على نطاق واسع، إلا أن تعريفه للأحماض والقواعد كان له عيبان رئيسيان:

• نظرًا لأن الأحماض والقواعد تم تعريفها من حيث الأيونات التي تم الحصول عليها في المحلول، فإن مفهوم أرهينيوس ينطبق فقط على المواد الموجودة في المحلول المائي.
• توقع تعريف أرهينيوس أن المواد التي تذوب في الماء فقط لإنتاج أيونات H+ و OH- هي التي يجب أن تظهر خصائص الأحماض والقواعد؛ على سبيل المثال، وفقًا لتعريف أرهينيوس فإن تفاعل الأمونيا (قاعدة) مع حمض الهيدروكلوريك الغازي (حمض) لإعطاء كلوريد الأمونيوم في المعادلة التالية ليس تفاعلًا بين الحمض والقاعدة لأنه لا يتضمن H+ و OH−.

NH3(g)+HCl(g)→NH4Cl(s)

تعريف برونستيد – لوري للأحماض والقواعد


:

بسبب قيود تعريف أرهينيوس، كانت هناك حاجة إلى تعريف أكثر عمومية للأحماض والقواعد، فبالتالي تم اقتراح تعريف آخر بواسطة برونستيد ولوري في عام 1923، وينص على أن الحمض (مادة تحتوي على ذرة هيدروجين واحدة على الأقل يمكن أن تنفصل لتكوين أنيون وأيون H+ في محلول مائي) هو أي مادة يمكنها التبرع بالبروتون، والقاعدة (مادة تنتج واحدًا أو أكثر من أيونات الهيدروكسيد OH− وكاتيون عندما يذوب في محلول مائي) هي أي مادة يمكن أن تستقبل البروتون.

ويعتبر تعريف برونستيد ولوري للحمض والقاعدة هو بشكل أساسي نفس تعريف أرهينيوس باستثناء أنه لا يقتصر على المحاليل المائية، ولكن تعريف برونستيد ولوري للقاعدة هو أكثر عمومية لأن أيون الهيدروكسيد هو مجرد واحد من العديد من المواد التي يمكن أن تقبل البروتون.[2]

الفرق بين الحمض والقاعدة

تعتبر الأحماض والقواعد من أهم المواد الكيميائية؛ حيث أن الأحماض والقواعد موجودة في كل مكان، كالصابون المستخدم أثناء الاستحمام إلى حامض الستريك أو الخل الموجود في المطبخ، وعلى الرغم من صعوبة التمييز بينهما في بعض الأحيان يمكننا توضيح بعض الفروق بينهما:

الحمض:

وهي المواد الذائبة في المحلول المائي وتطلق أيونات موجبة H+، الأحماض لها درجة حموضة أقل من 7، كما أنها حامضة المذاق، وتعطي إحساسًا حارقًا عند ملامسته للجلد، وعادة ما تكون الأحماض لزجة بطبيعتها، ويتم الحصول على الأحماض في الغالب من مصادر طبيعية، كما ان الحمض أي مادة لها طعم حامض (الخل أو عصير الليمون)، وتحول ورق عباد الشمس الزرقاء إلى اللون الأحمر، وبعض الأحماض قوية والبعض الآخر ضعيف، ويمكن للأحماض الضعيفة التمسك ببعض بروتوناتها، بينما تتخلص الأحماض القوية من كل البروتونات الخاصة بها عن طريق إطلاق جميع أيونات الهيدروجين في محاليلها؛ وبالتالي يتم تحديد الحمض ضعيف أو قوي عن طريق عدد الأيونات التي يتم إطلاقها لكل جزيء.

هناك استخدامات عديدة للحمض؛ فيستخدم حامض الكبريتيك في صناعة لأسمدة والدهانات والألياف الصناعية والمنظفات والمتفجرات وبطاريات السيارات، ويستخدم حامض النيتريك لصنع المتفجرات مثل مادة تي إن تي والأصباغ والبلاستيك، كما يستخدم حمض الهيدروكلوريك في إزالة أغشية الأكاسيد من الأجسام الفولاذية.[3]

تتمثل أبرز الأحماض في:

• حامض الستريك (البرتقال والليمون).
• حمض الخليك (الخل).
• حمض الهيدروكلوريك (حمض المعدة).
• الأحماض الكربونية (المشروبات الغازية).
• حمض النيتريك.[5]

القاعدة:

وهي المواد التي تذوب في المحلول المائي ويطلق أيونات سالبة OH-، ودائمًا ما تكون قيم الأس الهيدروجيني المقابلة للقواعد أكبر من 7، والمادة القاعدية هي التي تتأين تمامًا في الماء وبالتالي تنتج عددًا كبيرًا من أيونات الهيدروكسيد (OH-) عند ذوبانها في الماء فتسمى قاعدة قوية أو قلوي قوي، على سبيل المثال هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم، والقواعد لها ملمس صابوني عند لمسها، تعمل كموصلات جيدة للكهرباء في محلول مائي، والقواعد هي مواد ذات مذاق مر، وتحول ورق عباد الشمس الأحمر إلى اللون الأزرق.

تستخدم القواعد في صناعة الصابون والورق وصناعة الرايون، ويستخدم هيدروكسيد الكالسيوم لتصنيع مسحوق التبييض، كما يستخدم هيدروكسيد المغنيسيوم المعروف أيضًا باسم “حليب المغنيسيا” كمضاد للحموضة حيث يقلل من أي حموضة زائدة في معدة الإنسان، ويستخدم هيدروكسيد الأمونيوم في المعامل ككاشف، كما يستخدم الجير القاعدي في معادلة حموضة التربة الزراعية.[3]

تتمثل أبرز القواعد في:

• هيدروكسيد الأمونيا (ماء الأمونيا).
• هيدروكسيد المغنيسيوم (حليب المغنيسيا).
• بورات الصوديوم (بوراكس).
• هيدروكسيد الكالسيوم (ماء الجير).
• مياه البحر.[5]

ويتمثل الإختلاف في التطبيقات العملية بين الأحماض والقواعد في التالي:

غالبًا ما تستخدم “الأحماض” لإزالة الصدأ من المعادن لمعالجتها واستخدامها؛ كإلكتروليت في البطاريات، كما تستخدم في إنتاج الأسمدة والبنزين وكإضافات في الأطعمة والمشروبات كالليمون والخل، وتستخدم “القواعد” بشكل أساسي كصابون منزلي في التنظيف مثل غسل الأطباق ومنظفات الغسيل ومنظفات الأفران ومزيلات البقع.[4]