خصائص المحاليل الحمضية والقاعدية

من خصائص المحاليل الحمضية والقاعدية

• 
  الخصائص الفيزيائية للأحماض.
  
• 
  الخصائص الكيميائية للأحماض.
  
• 
  الخصائص الفيزيائية للقواعد.
  
• 
  الخصائص الكيميائية للقواعد.
  

تلعب الأحماض والقواعد بشكل عام دورًا مهمًا في حياتنا اليومية خارجًا عن مجال الكيمياء والمعامل، وفي البيئة بشكل خاص والاختبارات والدراسات القائمة عليها، ويوجد العديد



من الأحماض والقواعد



في بيئتنا والتي نتعامل معها بشكل مستمر، ولذلك كان من المهم التعرف عليهم ومعرفة خصائصهم وتنقسم الخصائص إلى خصائص كيميائية وفيزيائية لكلًا من القواعد والأحماض، وذلك ما سوف يتم التعرف عليه في هذا المقال:

الأحماض:


يعتبر الجزيء القادر على تكوين رابطة تساهمية مع زوج آخر من الإلكترونات هو الحمض، وتوجد الأحماض بشكل شائع فمعظم الأطعمة التي نستهلكها باستمرار فالأحماض موجودة في البرتقال والليمون التي تحتوي على حامض الستريك، كما أنها موجودة في الخل والذي يحتوي على حمض الخليك، كما أنه متواجد بشكل طبيعي في المعدة، فتستخدم المعدة حمض الهيدروكلوريك أثناء عملية الهضم، تتميز الأحماض بأن لها طعم حامض لاذع، تتفاعل مع المعادن حتى تكون جزيء الهيدروجين، الذي يتفاعل مع الكربونات حتى يكون الملح وثاني أكسيد الكربون والماء، تقوم الأحماض بتحويل ورقة دوار الشمس من اللون الأزرق إلى اللون الأحمر، كما يمكن قياس قوة الحمض على الرقم الهيدروجيني، تسبب الأحماض أيضًا لزوجة وحرقة بالأنف.

الخصائص الفيزيائية للأحماض:

• 
  توجد في الغالب في صورة سائلة أو غازية، ولكن هناك أحماض صلبة مثل المواد الزيوليتية.
  
• 
  يتم التعرف على وجود الأحماض من خلال ظهور اللون الأحمر والأصفر بالمؤشرات الدلالية.
  
• 
  يتم استخدام المحاليل الحمضية المائية كالإكتروليتات القوية في التوصيل.
  
• 
  تستطيع الأحماض أن تتحول إلى اللون الأحمر عند إضافة الميثيل البرتقالي.
  
• 
  تتميز الأحماض  بالطعم الاذع ويرجع ذلك إلى وجود حمض الستريك.
  
• 
  تعتبر الأحماض من المحاليل الأكلة أي التي قد تسبب تآكل للبشرة.
  
• 
  من المحرقات، حيث تسبب الأبخرة الحمضية حرقان في الأنف وتهيج.
  
• 
  تحول الأحماض ورق دوار الشمس من اللون الأزرق إلى اللون الأحمر.
  
• 
  يمكن تخفيف معظم الأحماض بالماء لتقليل شدة حموضتها.
  
• 
  تكون الأحماض عديمة اللون مع إضافة الفينول فثالين.
  
• 
  الأحماض لها القدرة على توصيل الكهرباء.
  

الخصائص الكيميائية للأحماض:

• 
  تقوم الأحماض بالتفاعل مع الكربونات والبيكربونات لإطلاق الملح والماء وغاز ثاني أكسيد الكربون.
  
• 
  لديها القدرة على توفير أيونات الهيدرونيوم في المحاليل المائية.
  
• 
  تقوم بانتاج مركب أيوني ملح وماء عند تفاعل الحمض مع القاعدة.
  
• 
  يمكن الجمع بين المولات المتساوية من الحمض والقاعدة.
  
• 
  تقوم بالتفاعل مع المعادن النشطة لإنتاج غاز الهيدروجين.
  
• 
  تتميز الأحماض بأن لها درجة حموضة أقل من 7.
  
• 
  تتفاعل مع القاعدة لإنتاج مركب ملح وماء،
  
• 
  يتم تقليل الحمض بواسطة القاعدة. [1] [2]
  

القواعد:


يمكن تعريف القاعدة في الكيمياء بثلاث طرق مختلفة حيث يشار إليها باسم قواعد أرهينيوس، وقواعد برونستد، وقواعد لويس، ولكن من المتعارف عليه في جميع تلك التعريفات أن القواعد هي المواد التي تتفاعل مع الأحماض، وذلك ما تم اقتراحه من قِبل Rouelle، في منتصف القرن الثامن عشر، كما اقترح أيضًا Svante Arrhenius في عام 1884، أن القاعدة هي عبارة عن مواد تنفصل في المحلول المائي، لإنتاج أيونات الهيدروكسيد، والتي بدورها تتفاعل بعد ذلك مع أيونات الهيدروجين  المنبعثة من تفكك القاعدة، لتكوين الماء في التفاعل الحمضي القاعدي، ومن خلال تغيير توازن التأين الذاتي للماء، يكون للمحلول الناتج عن القاعدة كمية منخفضة جدًا، من نشاط أيون الهيدروجين، وذلك بالطبع يكون مقارنًة بأيون الهيدروجين الموجود في الماء النقي، لذلك نجد أن الماء في الظروف القياسية تكون درجة حموضته أعلى من 7، وذلك إذا كانت القاعدة القابلة للذوبان تحتوي بالفعل على أيون الهيدروكسيد وتطلقه، وهنا تتم الإشارة إليه على أنه قلوي، تعتبرأيضًا أكاسيد المعادن، والهيدروكسيدات، وخاصة الألكوكسيدات من أساسيات القواعد، وتعتبر القواعد المترافقة للأحماض الضعيفة هي بالفعل قواعد ضعيفة.

الخصائص الفيزيائية للقواعد:

• 
  موجودة في الغالب في أشكال صلبة. لكنها موجودة في أشكال المحلول والغازي أيضًا.
  
• 
  تعتبر القواعد من المحاليل التي ليس لها رائحة باستثناء الأمونيا التي لها رائحة نفاذة.
  
• 
  تعتبر القواعد أكلة بطبيعتها، وذلك يكون اعتمادًا على درجة الحموضة والتركيز.
  
• 
  تقوم القواعد بتحويل ورق دوار الشمس من اللون الأحمر إلى اللون الأزرق.
  
• 
  يتم تحديد القواعد باللون الأزرق والبنفسجي عند إضافة مؤشرات الدلالية.
  
• 
  يتم تفكيك محلول القاعدة المائي إلى أيونات للتوصيل الكهربائي.
  
• 
  تتحول القواعد إلى اللون الوردي عند إضافة مؤشر الفينول فثالين.
  
• 
  تتحول القواعد إلى اللون الأصفر مع إضافة الميثيل البرتقالي.
  
• 
  يمكن تخفيف القواعد بالماء لتقليل قلوية المحلول.
  
• 
  تُعرف القواعد بأنها ذات مذاق مُر.
  

الخصائص الكيميائية:

• 
  تقوم القواعد بالتفاعل مع الأحماض لتكوين الملح والماء، ويمكن باستخدام هذا التفاعل تخليق أنواع مختلفة من الأملاح.
  
• 
  تتميز بوجود التفاعل الطارد للحرارة، حيث تتفاعل بقوة عندما تذوب في الماء.
  
• 
  تتميز القواعد بالصلابة مثل المادة زيوليت والتي تتميز بوجود خصائص تحفيزية.
  
• 
  تمتلك القواعد القدرة على قبول البروتونات من المتبرع بالبروتون.
  
• 
  تتميز القواعد بأن لها درجة حموضة أكبر من 7. [1] [3]
  

خصائص تشترك فيها كل من المحاليل الحمضية والقاعدية

هناك الكثير من الأشياء الشائعة التي يتم استخدامها يوميًا، وهي تكون عبارة عن أحماض وقواعد حتى أن لم نكن نعرف ذلك، فعلى سبيل المثال تحتوي ثمار الليمون والبرتقال والجريب فروت وغيرها على حامض الستريك، كما يحتوي التمر الهندي والعنب على حمض الطرطريك، أما زيت الزيتون فيحتوي على حمض الأوليك، والخل الذي يحتوي على حامض الخليك، العديد من أنواع الصابون ومعجون الأسنان، كل تلك الأشياء موجودة حولنا ويتم استخدامها بشكل يومي ومتكرر، أما القواعد فنجدها بكثرة في صودا الخبز التي لا غنى عنها في العديد من الأشياء، وعلى الرغم من أن كلًا منهم له خصائصهم الخاصة إلا أن هناك خصائص مشتركة بينهم وهي ما يلي:

• 
  تقوم الأحماض بإطلاق أيونات الهيدروجين H +، بينما تقوم القواعد بإطلاق أيونات الهيدروكسيد OH-.
  
• 
  تعتبر عملية خلط الحمض أو القاعدة في الماء عملية طاردة للحرارة تطلق قدرًا من الحرارة.
  
• 
  كلًا من الأحماض والقواعد عبارة عن إلكتروليتات مما يعني أنها موصلة جيدة للكهرباء.
  
• 
  معظم الأحماض والقواعد القوية أكالة بطبيعتها، أي تميل إلى تآكل المعادن أو صدأها.
  
• 
  كلاهما تغير لون ورق دوار الشمس والتي تعتبر من
  
  
  
  الكواشف الكيميائية
  
  
  
  لهما.
  
• 
  يتم تصنيف كلاهما على أساس القوة والتركيز وقاعدتهما وحموضتهما.
  
• 
  الأحماض والقواعد من المحاليل القابلة للذوبان في الطبيعة.
  
• 
  كليهما يمكنهم إلحاق الضرر وتسبب الحروق.
  
• 
  كلًا من الأحماض والقواعد تتفاعل مع الماء. [4]
  

استخدامات المحاليل الحمضية

المحاليل الحمضية أنواع كثيرة، وكل نوع منها له استخدامات خاصة لا يمكن الاستغناء عنها، وفيما يلي سوف نتعرف على استخدمات المحاليل الحمضية:

حمض الستريك:

• يستخدم كمادة حافظة للطعام.
• يستعمل في  صناعة التوابل.

حمض الأسكوربيك (ويسمى أيضًا فيتامين ج):

• يستخدم في علاج أمراض النخاع العظمي والأسقربوط.

حمض الاسيتيك:

• يضاف إلى المخللات لجعلها حامضة.

حمض الطرطريك:

• يعتبر أحد مكونات قوة الخبز.

حامض الهيدروكلوريك:

• يساعد وجوده في عصير المعدة على هضم الطعام الذي نتناوله.
• يستخدم كمنظف للحمام.
• يدخل في صناعة البولي فينيل كلوريد (PVC).

حمض النيتريك:

• يشكل حمض النيتريك الموجود في مياه الأمطار النترات في التربة، والتي تستخدمها النباتات بعد ذلك للحصول على النيتروجين.
• يدخل في صناعة الأسمدة مثل نترات الأمونيوم.
• يدخل في صنع المتفجرات مثل مادة تي إن تي والديناميت.

حامض الكبريتيك:

• يدخل في صناعة بطاريات التخزين.
• يدخل في صناعة الأسمدة والدهانات والأصباغ والمنظفات والألياف الصناعية.
• يدخل في صناعة حمض الهيدروكلوريك.

حامض الفوسفريك:

• يدخل في صناعات الأسمدة والمنظفات.

حمض البوريك:

• يدخل في صناعة الزجاج، والمينا والجلود والورق والمواد اللاصقة والمتفجرات.
• 
  يتم استخدامه على نطاق واسع في المنظفات. [5]