أوجه الشبه والاختلاف بين الأحماض والقواعد

هل يمكن استخدام مشروب الشاي في تمييز الحمض من القاعدة

يتساءل البعض عن هل يمكن استخدام مشروب الشاي في تمييز الحمض من القاعدة؟ و


الإجابة هي نعم


، وذلك لأن أوراق الشاي تحتوي على كمية كبيرة من صبغة الثيروبيجين- هي الصبغة المسؤولة عن درجة غمقان لون الشاي- ومن المعروف أن هذه الصبغة يتغير لونها في أي وسط حمضي وتسبب تغير لون الشاي إلى درجة أفتح، لكن إن قمت بوضع محلول قاعدي مثل هيدروكسيد الصوديوم فإن لون الشاي سوف يغمق، وإن قمنا بإضافة محلول محايد بين الاثنين فإن لون الشاي لن يتغير لونه، لكن لا تنطبق هذه النظرية على الشاي الأخضر لأنه أوراق الشاي الأخضر يتم جمعها قبل أن تقوم بإنتاج صبغة الثيروبيجين بشكلٍ كافي، وبسبب هذه التجربة يمكن التعرف بسهولة على أوجه الشبه والاختلاف بين الأحماض والقواعد. [1]

الاختلاف بين الأحماض والقواعد

تختلف الأحماض والقواعد في الكثير من الجوانب بداية من التعريف حتى اللون والخصائص الفيزيائية والكيميائية، وإليك بعض أوجه الاختلاف بين الأحماض والقواعد كما يأتي: [2]

• 
  التعريف
  

يختلف كلًا من الحمض والقاعدة في أنهما ليسا نفس الشيء أبدًا، فالحمض هو مركب كيميائي ينتج محلول هيدروجيني نشط بمجرد إذابته في الماء، أما القاعدة فهي عبارة عن مادة مائية تقوم بامتصاص أيونات الهيدروجين بعد أن تذوب فيها.

• 
  القوة
  

تعتمد قوة الحمض على تركيز أيونات الهيدرونيوم بينما تعتمد القاعدة على تركيز أيونات الهيدروكسيد

• 
  الخصائص الفيزيائية
  

تتغير حالة الحمض من صلبة إلى سائلة أو غازية على حسب درجة حرارته ولها طعم حامض، بينما تمتلك القواعد طعم مر وتكون في حالة زلقة أو صلبة في جميع حالاتها، باستثناء غاز الأمونيا.

• 
  التفاعل مع الماء
  

ينتج عن تفاعل الأحماض مع الماء تفكك أيونات الهيدروجين الموجبة (H+)، بينما ينتج عن تفاعل القواعد مع الماء أيونات الهيدروكسيد السالبة (OH-)

• 
  اختبار ورقة عباد الشمس
  

عند وضع محلول حمضي على ورقة عباد الشمس تتحول الورقة إلى اللون الأحمر، بينما تتحول الورقة إلى اللون الأزرق عند وضع محلول قاعدي.

• 
  درجة الحموضة
  

تمتلك الأحماض درجة حموضة أقل من 7.0 بينما تمتلك القواعد درجة حموضة أعلى 7.0 ومن الممكن أن تصل إلى 14 على حسب قوة القاعدة.

• 
  التفاعل مع الفينول فثالين
  

تبقى الأحماض عديمة اللون عند إضافة الفينول فثالين إلى المحلول، بينما تتحول القواعد إلى اللون الوردي عند إضافة الفينول فثالين إلى المحلول.

التشابه بين الأحماض والقواعد

تعرفنا من خلال معرف أوجه الاختلاف بين الأحماض والقواعد أنهما مختلفين تمامًا في الكثير من الخواص والصفات والاستخدامات، لكن علينا أن نعلم أيضًا أنه يوجد بعض الشبه القوي بين الاثنين، وإليك أوجه التشابه بين الأحماض والقلويات كما يأتي: [3]

• 
  تميل كل من الأحماض والقواعد القوية إلى أن تقوم بتأكل المعادن، كأن تسبب لها الصدى.
  
• 
  تطلق كلًا من الحمض أو القاعدة قدرًا من الحرارة عند خلطهم في الماء.
  
• 
  تقوم الأحماض والقلويات القوية بإحداث حروق شديدة في الجسم إذا ما لامست الجلد.
  
• 
  تتشابه الأحماض والقلويات في أنهما يتم تصنيف كلًا منهما على أساس التركيز وقوة كلًا منهما.
  
• 
  تتشابه الأحماض والقلويات في أنهما موصل جيد للكهرباء لأن كلاهما عبارة عن الكتروليتات.
  
• 
  تتفاعل كلًا من الأحماض والقلويات مع الماء، كما أن معظم الأحماض والقلويات قابلة للذوبان في الكثير من المواد.
  
• 
  تنتج كلًا من الأحماض والقواعد أيونات في محلول مائي، حيث تطلق الأحماض أيونات الهيدروجين (H+)، بينما تطلق القواعد أيونات الهيدروكسيد (OH-).
  
• 
  تقوم القواعد والقلويات بتغيير لون ورق عباد الشمس، فالقواعد تقوم بتغيير لون ورق زهرة عباد الشمس الأحمر حتى يتحول إلى اللون الأزرق، بينما تميل الأحماض إلى تحويل لون ورق زهرة عباد الشمس الأزرق إلى الأحمر.
  
• يقوم الإنسان باستخدام الأحماض والقلويات بشكلٍ مستمر في حياته اليومية، حيث أن هناك بعض الثمار التي نتغذى عليها أو نستخدمها تكون قاعدية أو حامضة، مثل ثمرة الليمون والبرتقال والجريب كل هذه الثمار تحتوي على حمض الستريك (citric acid) الحامضي بينما يحتوي التمر الهندي والعنب على حمض الطرطريك (tartaric acid)، ويحتوي زيت الزيتون على حمض الأوليك (oleic acid)، ويحتوي الخل على حمض الأسيتيك (acetic acid)، بينما تتواجد القواعد في معجون الأسنان والصابون وصودا الخبز بمعنى أن الأحماض والقلويات تتواجد في حياتنا اليومية بشكلٍ كبير.

استخدامات الأحماض والقواعد

تمتلك الأحماض والقواعد تأثير قوي على حياة الإنسان اليومية وذلك لأنهما يدخلان في الكثير من الأمور سواء التفاعلات البيولوجية أو الاستخدامات اليومية، مثل هضم الطعام والمنظفات وغيره وغيره، فالأحماض مادة مهمة جدًا تعمل على موازنة الأس الهيدروجيني في الجسم بحيث لا تزيد عن 7، على عكس القواعد التي قد يصل فيها الأس الهيدروجيني إلى 14، ويقوم الجسم بمهمة كبيرة هنا عندما يأكل الإنسان أي طعام حمضي يقوم الجسم بتفعيل نظام تحييد الأيونات الموجبة التي تنتجها الأحماض بالتالي تكون القواعد مطلوبة من أجل موازنة الجسم وتنظيمه، بالتالي فإن الأحماض والقواعد لهم دور مهم جدًا في حياتنا اليومية، وإليك بعض استخدامات كلًا من الأحماض والقواعد كما يأتي:

استخدامات الأحماض

• 
  تستخدم الأحماض لأغراض التنظيف المنزلي.
  
• 
  تستخدم الأحماض أيضًا للتخلص من الصدأ والتآكل في المعادن، وذلك عن طريق تقنية تسمى “تقنية التخليل”.
  
• 
  تستخدم الأحماض في بعض الأغراض الصناعية حيث يدخل كلًا من حمض الكبريتيك وحمض النيتريك في الدهانات والأسمدة والمتفجرات والصبغات.
  
• 
  تدخل بعض المواد الحمضية في صناعة السيارات كأن يدخل حمض الكبريتيك في صنع بطاريات السيارات وبطاريات المصابيح ايضًا، كما يستخدم هذا الحمض في معالجة بعض المعادن.
  
• 
  تستخدم بعض الأحماض كمادة مذيبة للمعادن حيث يستخدم يستخدم حمض الهيدروكلوريك (HCl) لصنع مادة أكوا ريجيا، وهي عبارة عن مادة  تساعد في إذابة بعض المعادن مثل البلاتين والذهب.
  
• 
  تدخل بعض الأحماض في الصناعات الكيميائية، حيث يتم استخدامها كمواد معادلة في إنتاج الأملاح على سبيل المثال يقوم حمض النيتريك (HNO3) بالتفاعل مع الأمونيا NH3 وذلك من أجل إنتاج السماد وهو نترات الأمونيوم.
  

استخدامات القواعد

• 
  تستخدم بعض القواعد في معادلة حموضة التربة.
  
• 
  يدخل هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) في صناعة الصابون وحرير الألياف الاصطناعية والورق.
  
• 
  يدخل هيدروكسيد الأمونيوم (NH4OH)  القلوي في عملية تنظيف الشحوم من على الملابس.
  
• 
  تستخدم مادة بيكربونات الصوديوم (NAHCO3) في صنع معجون الأسنان، كما توجد في طفاية الحريق، وصودا الخبز.
  
• 
  تستخدم  مادة هيدروكسيد البوتاسيوم في صناعة البطاريات القلوية، كما أنها تستخدم في صناعة مزيلات رائحة العرق.
  
• 
  يستخدم هيدروكسيد الصوديوم في تصنيع بعض الأدوية ويدخل في عملية تكرير البترول، ويستخدم  في تنظيف الأحواض والأفران والمصارف.
  
• 
  تمتلك مادة هيدروكسيد الكالسيوم أو الجير المطفأ أهمية كبيرة جدًا حيث تدخل في الكثير من الصناعات فهي تستخدم  في صناعة مسحوق التبييض، وذلك عن طريق خلطه مع الماء والرمل لإنشاء مادة ​تستخدم في تشييد المباني، كما أن المزارعون يستخدمون هذا الجير المطفأ  في الحقول للحد من الآثار الخطيرة للأمطار الحمضية، حيث يعمل هيدروكسيد الكالسيوم أيضًا على موازنة الحمض الموجود في إمدادات المياه، كما يستخدم كمادة معالجة الحروق التي قد تنتج عن الأحماض، أو كمضاد لحالات التسمم الغذائي ويدخل في صنع مبيدات الفطريات، ويدخل في الخليط الذي يستخدم لتبييض الأسنان.
  
  
  [2]