شرح مادة الحموض و القواعد

تعد الحموض والقواعد من الأصناف المهمه للمركبات الكيميائية التي تاخذ مكانا ً بارزا ً في حياتنا اليومية ، فهي توجد في كثير من الأغذية التي نتناولها كالخضروات والفواكه واللبن والخل ، كما توجد في المنظفات الكيميائية على اختلاف أنواعها ، وغيرها الكثير من المواد .

من الأمثلة على المواد التي تحتوي على حموض



http://www.schoolarabia.net/images/m...eface/cola.gif

المشروبات الغازية

http://www.schoolarabia.net/images/m...face/lemon.gif
وعصير الليمون




من الأمثلة على المواد التي تحتوي على قواعد



http://www.schoolarabia.net/images/m...ace/coffee.gif
القهوة


http://www.schoolarabia.net/images/m.../detergant.gif
والمنظفات الكيميائية

صفات الحموض :
ـ ذات طعم حمضي
هل لاحظت الطعم الحمضي عندما تتناول حبة من البرتقال أو العنب ، أو عندما تشرب عصير ليمون أو بندورة ، أو عندما تتناول ملعقة من اللبن ؟
ـ تلوّن صبغة عباد الشمس باللون الأحمر.


صفات الحموض :
ـ تتفاعل مع بعض الفلزات النشطة كالخارصين وينطلق من الحمض غاز الهيدروجين .



عند وضع قطعة من الخارصين في محلول حمض الهيدروكلوريك ينطلق من الحمض غاز الهيدروجين .

ـ محاليلها المائية موصلة للتيار الكهربائي
يضيء المصباح الكهربائي عند وضع خل في الجهاز المجاور لاحتواء الخل على حمض .



صفات القواعد :
ـ ذات طعم مر .
هل لاحظت الطعم المر عند احتساء فنجان من القهوة ؟

ـ تلوّن صبغة عباد الشمس باللون الأزرق .


ذات ملمس انزلاقي كالصابون .

ـ محاليلها المائية موصلة للتيار الكهربائي .

ـ التفاعل بين الحمض والقاعدة يؤدي إلى تعادلهما وتكوين الماء و (الملح) .


مثال : http://www.schoolarabia.net/images/m.../preface/1.gif


يسمى التفاعل بين أي حمض وأي قاعدة تفاعل التعادل :

http://www.schoolarabia.net/images/m...f_acids/54.gif

حيث أن الماء يعتبر مادة متعادلة في تأثيرها على صبغة عباد الشمس وبقية الكواشف .

تتفاوت الحموض والقواعد في قوتها ، فالحموض والقواعد القوية تتفكك كليا ً في الماء ، وتوصل التيار الكهربائي بشكل كبير ، أما الحموض والقواعد الضعيفة فهي تتفكك جزئيا ً في الماء ويكون توصيلها للتيار الكهربائي ضعيف .



الجدول الآتي يبين بعض الحموض الشائعة :






حمض ضعيف ، يوجد في الخل .
CH3COOH
حمض الأستيك ( الخليك )



حمض ضعيف، يستخدم في قطرات العيون .
H3BO3
حمض البوريك


حمض ضعيف ، يوجد في المشروبات الغازية .
H2CO3
حمض الكربونيك


حمض ضعيف ، يوجد في النمل وفي بعض النتباتات التي تسبب الحكة عندما نلمسها مثل " القريص" .
HCOOH
حمض الفورميك ( حمض النمل)


حمض قوي ، يوجد في المعدة .
HCl
حمض الهيدروكلوريك


حمض ضعيف ، يوجد في اللبن .
CH3CHOHCOOH
حمض اللاكتيك


حمض قوي .
HNO3
حمض النيتريك


حمض متوسط القوة ، يوجد في بطارية السيارة .
H2SO4
حمض الكبريتيك

الجدول الآتي يبين بعض القواعد الشائعة





قاعدة قوية ، تسمى الصودا الكاوية وتستخدم في صناعة الصابون .
NaOH
هيدروكسيد الصوديوم



قاعدة قوية ، وتستخدم في صناعة المنظفات .
KOH
هيدروكسيد البوتاسيوم



قاعدة ضعيفة ، توجد في محاليل تنظيف الزجاج .
NH3
أمونيا



قاعدة قوية ، وتدعى الجير المطفأ .
Ca(OH)2
هيدروكسيد الكالسيوم



قاعدة ضعيفة ، تستخدم في أدوية مضادات الحموضة .
Mg(OH)2
هيدروكسيد المغنيسيوم

وللكشف عن قوة الحموض والقواعد يوضع محلول الحمض أو القاعدة في الجهاز الآتي ، وملاحظة شدة اضاءة المصباح ، فالحموض والقواعد القوية تضيء المصباح بشدة ، بينما تضيء محاليل الحموض والقواعد الضعيفة المصباح بشكل ضعيف .



حموض قوية مثل :


HClO4
حمض البيروكلوريك



H2SO4
حمض الكبريتيك



HNO3
حمض النيتريك



HCl
حمض الهيدروكلوريك

http://disk06.arb-up.com/cgi-bin/dl....u/untitled.bmp


http://disk06.arb-up.com/cgi-bin/dl..../untitled2.bmp

مفهوم أرينيوس" الأصلي" للحموض والقواعد



تمهيد :
عرفت المواد ذات الطعم الحامض منذ الأزمنة القديمة ، وكلمة Acid الإنجليزية أصلها من اللاتينية Acetum التي تعني الخل . عرف القدماء أيضاً المواد المقابلة للحموض وهي مواد كاوية ومرة الطعم . وقد سماها العرب القلويات ومن الكلمة العربية " القلي " ( وهي المادة المعروفة حالياً باسمها العلمي وهو هيدروكسيد البوتاسيوم ) .
اشتق الإنجليز كلمة Alkalis ومن نفس كلمة " قِلي " اشتق الاسم اللاتيني لعنصر البوتاسيوم وهو Kalium.
عرفت هذه المواد بتأثيرها على ألوان بعض الصبغات النباتية ، كصبغة الشمندر والزهور .

عرف العرب الكثير من الحموض والقواعد ودرسوها وقد اكتشف جابر بن حيان ( 751 ـ 815 م) حمض الكبريت وحمض النيتريك ( ماء النار ) والماء الملكي . أما الطبيب المشهور الرازي وفي عهد التقدم العلمي العربي فكان أول من حضر حمض الكبريتيك من تسخين الملح البلوري المعروف باسم الزاج الأخضر وهذا ما عمله الرازي مكتوباً بمعادلة حديثة وباستخدام الرموز الدولية :

http://www.schoolarabia.net/images/m..._concept/2.gif


ونظراً لقوامه الزيتي اللزج أطلق الرازي على حمض الكبريتيك اسم زيت الزاج ( لأنه مشتق من الزاج الأخضر).
استمر التقدم العلمي بعد العرب وانتقل إلى أوروبا وبعدها إلى أميريكا ، ونتيجة لذلك تطورت وتنوعت مفاهيم الحموض والقواعد كثيراً ، أما اليوم فتسيطر مفاهيم الحموض والقواعد ومحاليلها على موضوعات علم الكيمياء والأحياء والكيمياء الحيوية على وجه الخصوص وعلى موضوعات العلوم الطبيعية الأخرى على وجه العموم .

مفهوم أرينيوس " الأصلي " للحموض والقواعد Arrhenius “Original“ Concept of Acids & Bases
درس العالم السويدي أرينيوس ( 1859 ـ 1927 م ) المحاليل الكهربائية " الكهرليتية Electrolytes" ووضع نتيجة لذلك نظرية في التفكك الكهربائي والأيوني في المحاليل المائية ، وقد وضع من بين ما وضع تعريفاً لكل من الحمض والقاعدة .

مفهوم الحمض : هو تلك المادة التي تتفكك ( تتحلل ) في الماء معطية أيون الهيدروجين (H+) أي أن الهيدروجين يشكل شقها الموجب .


مثال : http://www.schoolarabia.net/images/m..._concept/3.gif

مفهوم القاعدة : هي تلك المادة التي تتفكك في الماء معطية أيون (OH-) أي أن أيون الهيدروكسيد يشكل شقها السالب .


مثال : http://www.schoolarabia.net/images/m..._concept/4.gif


وقد طوّر العلماء بعد أرينيوس تعريفاته وذلك بتأثير ما اكتشف بعده من حقائق ونظريات ، وتعرف تعريفات أرينيوس المطورة
( المعدلة ) اليوم باسم " المفهوم المائي للحموض والقواعد " .

أهمية تعريف أرينيوس :
أسهم تعريف أرينيوس في تفسير الخواص الحمضية والقاعدية لكثير من الحموض والقواعد نظراً لبساطته، ولأن الماء هو الوسط الذي تجري فيه معظم التفاعلات الكيميائية.





الحمض : هو تلك الوحدة الكيميائية التي يمكنها أن ترفع تركيز أيون الهيدرونيوم (H3O+) ( أيون
ويستخدم الواحد منهما عوضاً عن الآخر في المعادلات) في المحلول المائي
الهيدرونيوم يكافئ أيون H+
أمثلة : HCl , NH4+ , HSO4-1 , CO2


القاعدة : هي تلك الوحدة الكيميائية التي يمكنها أن ترفع تركيز أيون الهيدروكسيد (OH-1) في المحلول المائي .
أمثلة : K2O , NH3 , CO3-2 , NaOH

تدريبات :
1. الحموض والقواعد في حياتنا :
أ. اذكر أسماء ثلاثة من الحموض التي لا غنى عنها في أعمالنا المنزلية .
ب. معدة الإنسان هي العضو الوحيد في جسمه الذي يكون وسطه حامضياً ، ما اسم الحمض الموجود في معدة الإنسان ؟ اكتب صيغته أيضاً بالرموز .
ج. اذكر أسماء ثلاث مواد قاعدية أو لها صفات القواعد ولا غنى عنها في الأعمال المنزلية . اكتب اسم وصيغة الجزء القاعدي الفعال في كل منها .

2. حدّد الحمض أو القاعدة ( إن وجدتها ) حسب مفهوم أرينيوس " الأصلي " للحمض والقاعدة ، اعتبر أنه لا فرق بين
(H3O+ ) و (H+) . وأن أحدهما يمكن أن يستبدل بالآخر دون أي تأثير على المفهوم العام .

أ) http://www.schoolarabia.net/images/m..._concept/5.gif

ب) http://www.schoolarabia.net/images/m..._concept/6.gif

ج) http://www.schoolarabia.net/images/m..._concept/7.gif

د) http://www.schoolarabia.net/images/m..._concept/8.gif

هـ) http://www.schoolarabia.net/images/m..._concept/9.gif

و) http://www.schoolarabia.net/images/m...concept/10.gif

3. حدد الحمض والقاعدة ( إن وجدتها ) حسب مفهوم أرينيوس المعدّل ( المفهوم المائي ) في كل معادلة من المعادلات التالية :

أ) http://www.schoolarabia.net/images/m...concept/11.gif

ب) http://www.schoolarabia.net/images/m...concept/12.gif

ج) http://www.schoolarabia.net/images/m...concept/13.gif

د) http://www.schoolarabia.net/images/m...concept/14.gif

هـ) http://www.schoolarabia.net/images/m...concept/16.gif

و) http://www.schoolarabia.net/images/m...concept/15.gif



الإجابات




إجابة الأسئلة :
1.أسماء ثلاث حموض لا غنى في المنازل :
أ. 1.حمض الليمون . 2. حمض الخل . 3. حمض الزيت.
(وهو حمض موجود في زيت الزيتون والزيوت النباتية عموماً ) .

ب. حمض المعدة هو حمض الهيدروكلوريك ( حمض كلورالماء ) وصيغته البسيطة هي HCl.

ج. 1.ثلاث مواد قاعدية لا غنى عنها في المنزل :
1. مسحوق الخبيز Baking Powder والجزء القاعدي الفعال فيها هو بايكربونات الصوديوم NaHCO3.
2. الصابون بجميع أنواعه ، الجزء القاعدي الفعال فيه هو هيدروكسيد الصوديوم NaOH أو هيدروكسيد البوتاسيوم KOH أو الاثنين معاً .
3. الكلس ( الشيد أو الجير الحي أو المطفأ ) والجزء الفعال فيه هو :
الجير الحي CaO ( أوكسيد الكالسيوم ) .
الجير المطفأ Ca(OH)2 هيدروكسيد الكالسيوم .
يستخدم الجير في حفظ الأطعمة ودهن سيقان الشجر لإبعاد الحشرات عنها .

2. أ. حمض النيتريك HNO3.
Perchloric acid
ب. حمض فوق الكلوريك HClO4 أو حمض كلور(VII)
ج. هيدروكسيد الباريوم Ba(OH)2 وهو قاعدة .
(I) HBrO

د. حمض بروم
هـ. لا يوجد حمض ولا قاعدة وكربونات الصوديوم هي ملح حسب مفهوم أرينيوس الأصلي .
و. هيدروكسيد الليثيوم LiOH وهو قاعدة.

3. أ. حمض الكبريتيك H2SO4 وهو حمض ( لماذا )؟؟؟؟
ب. كربونات البوتاسيوم K2CO3 وهو قاعدة ( لماذا ) ؟؟؟؟
ج. غاز الأمونيا NH3 وهو قاعدة ( لماذا ) ؟؟؟؟؟
د. أيون الباي كبريتات HSO4-1 وهو في المعادلة حمض ( لماذا ) ؟؟؟
هـ. لا يوجد حمض ولا قاعدة إذ لا يوجد ماء ليعمل كمذيب .
و. أوكسيد المغنيسيوم MgO وهو قاعدة ( لماذا ) ؟؟؟؟؟؟

نقلا عن المدرسة العربية




يتبع ..............