تعتبر الأحماض والقواعد في الكيمياء من الأسس المهمة التي يجب على المرء أن يعرفها عن الاختلاف بينها وأهمية كل منها واستخداماتها في مجالات الحياة المختلفة وأهم الخصائص التي تميز كل منها، مثل جميع الحلول المائية. يحتوي على أحماض أو قواعد أو محلول محايد .. إليك أهم المعلومات حول هذا الموضوع.
جدول المحتويات
الأحماض والقواعد في الكيمياء
الأحماض والقواعد في الكيمياء
يتم تصنيف جميع المحاليل التي تحدث في الطبيعة إلى ثلاثة أنواع فقط يمكن أن تكون حمضية أو أساسية أو محايدة، بشرط أن تحتوي على الماء، لكن السوائل الأخرى التي لا تحتوي على ماء لا تخضع لهذا التصنيف.
لذلك تم تعريف الأحماض على أنها جميع الأجزاء التي تأخذ أو تفقد ذرة الهيدروجين أثناء التفاعل، بينما تفقد القواعد الإلكترونات وتأخذ ذرة الهيدروجين أثناء التفاعل.
وهي مقسمة إلى أحماض وقواعد قوية وضعيفة، حسب قدرة كل مركب على الذوبان في الماء.
يمكن قياس حموضة أو قاعدية المحلول باستخدام قيمة الأس الهيدروجيني في النطاق من صفر إلى 14. عندما تقترب القيمة من الصفر، تزداد حموضة المحلول وتنخفض قاعدته والعكس صحيح، وتشير القيمة 7 إلى حياد المحلول.
يحدث تفاعل متعادل بين الحمض والقاعدة، حيث يتكون الماء والملح وينتج عن هذا التفاعل محلول متعادل، تختلف خصائص الأحماض والقواعد اختلافًا كبيرًا ولا يوجد تشابه بينهما.
تعرف على المزيد حول العناصر الكيميائية في جسم الإنسان
تحديد الأحماض والقواعد
الأحماض والقواعد في الكيمياء
هناك العديد من التعريفات للأحماض والقواعد حيث قام كل عالم بتعريفها بناءً على الخصائص الرئيسية التي عرفوها وإليك التعريفات الرئيسية
يعتبر العالم بويل أول من صنف وتعريف الأحماض والقواعد في الكيمياء بناءً على بعض الخصائص الأحماض كلها مواد لها طعم حامض وتحمر أوراق عباد الشمس وتؤدي إلى تآكل المعادن، في حين أن القواعد الموجودة في ورق عباد الشمس هي الأزرق ونسيجه زلق.
عرّف أرهينيوس الأحماض بأنها جميع المركبات التي تحتوي على ذرة هيدروجين وعندما تذوب في الماء فإنها تنتج أيون هيدروجين، بينما القواعد هي مركبات تذوب في الماء وتنتج أيون هيدروكسيد.
كان تعريف Brønsted Lowry على النحو التالي الأحماض هي المواد التي يمكن أن تنتج أيون الهيدروجين، والقواعد هي مركبات يمكنها قبول أيون ذرة الهيدروجين، والذي يختلف عن تعريف أرهينيوس.
وعرف العالم لويس الأحماض والقواعد على أساس زوج الإلكترون الحر، لأن الحمض من وجهة نظره هو المادة التي تقبل أزواج الإلكترونات، بينما تعطي القاعدة هذه الأزواج.
لا تفوت خصائص الأحماض والقواعد
الرموز الحمضية والقاعدة
هناك العديد من الأحماض والقواعد في الكيمياء التي تميز بين القوي والضعيف، ويصعب حصرها جميعًا دفعة واحدة، لذا فإليك رموز أقوى الأحماض والقواعد، ومنها
- حمض الهيدروكلوريك
- حامض الكبريتيك H2SO4
- النيتروجين HNO3
- حمض الفوسفوريك H3PO4
- بروميد الهيدروجين HBr
- حمض البيركلوريك HClO4
- Hydroiodic HI
تشمل القواعد الصارمة ما يلي
- هيدروكسيد الليثيوم
- هيدروكسيد الصوديوم NaOH
- KOH. هيدروكسيد البوتاسيوم
- هيدروكسيد الباريوم Ba (OH) 2
- هيدروكسيد الكالسيوم CaOH
- هيدروكسيد الروديوم RbOH
قد تكون مهتمًا أيضًا بما يلي ما هي الخصائص الفيزيائية للمواد بالتفصيل
استخدام الأحماض والقواعد
تُستخدم مجموعة متنوعة من القواعد والأحماض في العديد من مجالات الحياة، وإليك الاستخدامات الرئيسية للأحماض
- حامض الكبريتيك يستخدم في صناعة البطاريات.
- الخل الذي نستخدمه لحفظ الطعام في المنزل هو محلول مخفف من حمض الأسيتيك.
- حمض الستريك هو أحد المكونات الرئيسية في عصير البرتقال والليمون ونستخدمه للحفاظ على الطعام.
- يستخدم في صناعة الأصباغ والمتفجرات والأسمدة والدهانات وأحماض النيتريك والكبريتيك.
- بينما يعد حمض الفوسفوريك أحد العناصر الأساسية الموجودة في المشروبات الغازية.
- يستخدم حمض الهيدروكلوريك في عدة مجالات من أهمها صناعة الفولاذ وتنظيفه.
للقواعد استخدامات عديدة أهمها
- هيدروكسيد المغنيسيوم هو مضاد قوي للحموضة وملين، ويسمى أيضًا حليب المغنيسيا.
- يستخدم هيدروكسيد الصوديوم في صناعة الورق والصابون والحرير الصناعي.
- بينما يعتبر هيدروكسيد الأمونيوم من الكواشف المهمة المستخدمة في المعامل.
- وهيدروكسيد الكالسيوم في صناعة الدهانات وفي عملية البناء وكذلك لمعادلة حموضة التربة وتصنيع مساحيق التبييض ويعرف بالجير المطفأ.
أنظر أيضا أهمية الكيمياء | أشهر فروع الكيمياء
أمثلة على القواعد في المنزل
القواعد موجودة في العديد من الصناعات، لذلك من السهل العثور عليها في العديد من الأمثلة على المواد التي نستخدمها باستمرار في المنزل، بما في ذلك
- الكلور الذي نستخدمه في صناعة الملابس هو أساس يعادل حمض الهيدروكلوريك.
- يحتوي الشاي والقهوة على مادة الكافيين، وهي مادة قلوية، وتحتوي أوراق الشاي على مستويات عالية منه والبيورين، وهو قاعدة نيتروجينية.
- بالإضافة إلى الثيوبرومين، تحتوي الشوكولاتة أيضًا على القهوة، وهي قاعدة نيتروجينية تمنح الشوكولاتة مزاجًا لا لبس فيه.
- الصابون، أي الأحماض الدهنية والصودا الكاوية، موجود في كل منزل ولا يمكن تعويضه.
- مزيلات العرق هي هيدروكسيد الألومنيوم، وهو مكون فعال يستخدم لإزالة العرق الذي له تأثير مبيد للجراثيم ويساعد على التخلص من الجراثيم التي تتغذى على الدهون والبروتينات في العرق.
- مضادات الحموضة هي قواعد ضعيفة ومركبات بيكربونات نشطة، وحليب المغنيسيا هو أيضًا ملين ومضاد للحموضة.
- المبيض، هيدروكسيد الصوديوم، هو أحد أقوى القواعد الموجودة في السوق والمكون الرئيسي في منظفات المصارف.
ننصحك بقراءة الخواص الكيميائية للمادة
لقد شرحنا الكثير من الحقائق المثيرة للاهتمام حول الأحماض والقواعد في الكيمياء، وأهم تطبيقاتها وأمثلة على الأحماض والقواعد القوية.
بالإضافة إلى الأمثلة الرئيسية لقواعد المنزل، تجدر الإشارة إلى أن هناك العديد من الطرق لمعرفة الرقم الهيدروجيني أو القاعدية لأي حمض آخر غير الرقم الهيدروجيني.