تفاعل الحمض والقاعدة

 تفاعل الحمض والقاعدة (التعادل) لتكوين الملح

Neutral Reaction 

تفاعل التعادل : هو تفاعل حمض مع قاعدة بحيث ينتج ملح وماء .

القاعدة العامة :

حمض +  قاعدة  ←   ملح  +  ماء

تمتاز هذه التفاعلات بأن قيمة pH للمحلول الناتج تساوي (7) ، أي أن المحلول متعادل

وبالتالي فإن تركيز أيون الهيدروجين ⁺H يساوي تركيز أيون الهيدروكسيد ^-OH.

حالات تفاعلات التعادل :

1.      حمض مع قاعدة .

2.      حمض شاذ مع قاعدة .

3.      حمض مع قاعدة شاذة : ويعتبر هذا التفاعل مميزاً لأنه ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون مما يدلل على وجوده في القاعدة.

طريقة حل مثل هذه المعادلات:

1.      نفكك المعادلة إلى الأيونات حسب قاعدة XY أو حسب التوزيع الذري للعنصر . 

2.      نكوّن الماء H₂O والذي ينتج من تفاعل من أيون ⁺H وأيون ^-OH . 

3.      الأيونات الأخرى هي التي تشكل صيغة الملح الكيميائية. ( يجب الانتباه إلى شحنات الأيونات المكونة لصيغة الملح ).

درجة الحموضة pH

 درجة الحموضة pH

درجة الحموضة: هو مقياس لتحديد تركيز أيونات الهيدروجين H⁺ في المحلول.

يُرمز لدرجة الحموضة بالرمز (pH)، وتُعرف أيضاً بالرقم الهيدروجيني.

درجة الحموضة مقياس مدرّج من 0 إلى 14 ويُعبّر عن تركيز أيونات H⁺ وأيونات OH^- في المحلول.

فالمحاليل الحمضية تمتلك قيمة pH أقل من (7)، وكلما قلت قيمة pH للحمض زادت قوته.

والمحاليل القاعدية تمتلك قيمة pH أكبر من (7)، وكلما زادت قيمة pH للقاعدة زادت قوتها.

أما الماء المقطر فتبلغ قيمة pH له (7)، أي أنه يُعتبر متعادلاً وفق هذا المقياس لأن تركيز أيوناتH⁺ مساوٍ لتركيز أيونات OH^- .

الشكل التالي يمثل قيم درجة الحموضة لبعض المواد الشائعة:

  

قياس درجة الحموضة

أولاً: الكاشف العام

الكاشف العام: كاشف يتغير لونه تدريجياً، بتغير قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول. 

ثانياً: جهاز قياس الرقم الهيدروجيني

وهو أكثر دقة من الكاشف العام.

كواشف الحموض والقواعد

 كواشف الحموض والقواعد

Indicators

الكواشف: حموض أو قواعد عضوية ضعيفة تتلون بلونٍ معين في المحاليل الحمضية، بينما تتلون بلونٍ آخر في المحاليل القاعدية.

أنواع الكواشف

أولاً: الكواشف الجاهزة

وهي الكواشف التي يمكن إيجادها في المختبر المدرسي.

ومن أمثلتها:

ثانياً: الكواشف الطبيعية

الكواشف الطبيعية: كواشف تستخلص من مواد موجودة في الطبيعة، كثمار النباتات وأزهارها وأوراقها وجذورها.

ومن أمثلتها:

محلول الملفوف الأحمر، الشاي، محلول الورد.

القواعد

 القواعد

(Bases)

توجد القواعد في العديد من المواد التي نستخدمها في الحياة اليومية.

الجدول التالي يمثل بعض القواعد ومجالات استخدامها:

القاعدة	مجالات استخدامها
هيدروكسيد الصوديوم	يدخل في صناعة الصابون، ومواد تنظيف المصارف.
الأمونيا ( النشادر )	يدخل في صناعة سوائل التنظيف، والأسمدة، ومساحيق تنظيف الحمامات.
هيدروكسيد المغنيسيوم	يدخل في صناعة الأدوية التي تُستخدم لمعالجة الحموضة الزائدة للمعدة.
هيدروكسيد الكالسيوم (الجير المطفأ)	يُستخدم في البناء، وفي طلاء سيقان الأشجار لحمايتها من الحشرات، وفي تنقية مياه الشرب من الشوائب.

صفات القواعد

أولاً: الطعم والملمس

طعمها مرّ، وملمسها ناعم كالصابون، ولكن لا ينصح بتذوقها أو لمسها، فالكثير منها كاوية للجلد.

ثانياً: تأثيرها على ورقة تبّاع الشمس

تغيّر لون ورقة تبّاع الشمس الحمراء إلى اللون الأزرق.

ثالثاً: محاليلها موصلة للتيار الكهربائي

توصل محاليل القواعد التيار الكهربائي لأنها تتأين عند إذابتها في الماء منتجةً أيونات الهيدروكسيد OH^- وأيونات أخرى موجبة، وهذه الأيونات تكون حرة في محلول القاعدة فتوصل التيار الكهربائي.

مثال:

يتأين هيدروكسيد الصوديوم في الماء وفق المعادلة التالية:

سؤال:

مثّل بمعادلات كيميائية عملية تأين هيدروكسيد البوتاسيوم KOH في الماء.

الحل:

وعليه يمكن تعريف القاعدة بأنها:

القاعدة: مادة تتأين في الماء لإعطاء أيون OH^- السالب.

قواعد لا تحتوي على هيدروكسيد

لا تحتوي جميع القواعد على أيون الهيدروكسيد.

مثال (1):

تعتبر الأمونيا NH₃ قاعدة بالرغم من عدم احتوائها على هيدروكسيد، ولكن عند تفاعلها مع الماء تكوّن أيون الهيدروكسيد كما في المعادلة التالية:

مثال (2):

تعتبر أكاسيد الفلزات قواعد، لأنها تتفاعل مع الماء مكونةً هيدروكسيد الفلز الذي يتأين في الماء منتجاً أيون الهيدروكسيد.

انظر إلى معادلة تفاعل أكسيد الكالسيوم (الجير الحيّ) مع الماء، وتفكك الهيدروكسيد الناتج في الماء.

سؤال:

اكتب معادلة كيميائية تمثل تفاعل أكسيد البوتاسيوم مع الماء.

الحل:

قوة القواعد

توصف القاعدة من حيث القوة بأنهه قوية أو ضعيفة، وتعتمد قوة القاعدة على درجة تأينها في الماء.

القاعدة القوية: القاعدة الذي تتأين معظم جزيئاتها عند تفاعله مع الماء.

أمثلة:

·       هيدروكسيد الصوديوم NaOH

·       هيدروكسيد البوتاسيوم KOH

·       هيدروكسيد الباريوم Ba(OH)₂

القاعدة الضعيفة: القاعدة التي يتأين القليل من جزيئاتها عند تفاعلها مع الماء.

أمثلة:

·       الأمونيا NH₃

·       المثيل أمين CH₃NH₂

سؤال:

هل تتفاوت القواعد القوية والضعيفة في توصيلها للتيار الكهربائي؟

الجواب:

نعم، فمحاليل القواعد القوية أكثر إيصالاً للتيار لأنها تتفكك كلياً في الماء معطية أيونات أكبر من الأيونات السالبة والموجبة.