مصطلحات وتعريفات الأحماض والقواعد

هناك عدة طرق لتحديد الأحماض و القواعد. في حين أن هذه التعريفات لا تتعارض مع بعضها البعض ، إلا أنها تختلف في مدى شموليتها. التعريفات الأكثر شيوعًا للأحماض والقواعد هي أحماض وقواعد Arrhenius ، أحماض وقواعد برونستيد-لوري ، وأحماض وقواعد لويس. أنطوان لافوازييهكما قام همفري ديفي وجوستوس ليبيج أيضًا بملاحظات بشأن الأحماض والقواعد ، لكنهم لم يضعوا تعريفات رسمية.

ال نظرية أحنيوس للأحماض وتعود القواعد إلى عام 1884 ، بناءً على ملاحظته أن الأملاح ، مثل كلوريد الصوديوم ، تتفكك فيما سماه أيونات عند وضعها في الماء.

• الأحماض تنتج H⁺ أيونات في المحاليل المائية
• قواعد تنتج OH^- أيونات في المحاليل المائية
• المياه المطلوبة ، لذلك يسمح فقط للحلول المائية
• يسمح فقط بأحماض البروتيك. المطلوبة لإنتاج أيونات الهيدروجين
• يُسمح فقط بقواعد هيدروكسيد

تصف نظرية برونستد أو برونستد لوري تفاعلات القاعدة الحمضية على أنها حمض يطلق بروتون وقاعدة تقبل بروتون. في حين أن تعريف الحمض هو تقريبًا نفس التعريف الذي اقترحه Arrhenius (أيون الهيدروجين هو بروتون) ، فإن تعريف ما يشكل قاعدة أوسع بكثير.

• الأحماض مانحون للبروتون
• قواعد متقبلين للبروتون
• المحاليل المائية مسموح بها
• القواعد إلى جانب الهيدروكسيدات مسموح بها
• يسمح فقط بأحماض البروتيك

نظرية لويس للأحماض والقواعد هي النموذج الأقل تقييدًا. لا يتعامل مع البروتونات على الإطلاق ، ولكنه يتعامل حصريًا مع أزواج الإلكترونات.

• الأحماض هي متقبلات زوج الإلكترون
• القواعد هي الجهات المانحة زوج الإلكترون
• الأقل تقييدًا لتعريفات الحمض القاعدي

روبرت بويل وصف صفات الأحماض والقواعد عام 1661. يمكن استخدام هذه الخصائص للتمييز بسهولة بين مجموعتين من المواد الكيميائية دون إجراء اختبارات معقدة:

• طعم الحامض (لا تتذوقهم!) - كلمة "حمض" تأتي من اللاتينية حادةوهو ما يعني "حامض"
• الأحماض أكالة
• تغير الأحماض عباد الشمس (صبغة نباتية زرقاء) من الأزرق إلى الأحمر
• تقوم المحاليل المائية (الماء) بتوصيل التيار الكهربائي (وهي شوارد)
• تتفاعل مع القواعد لتشكيل الأملاح والمياه
• تتطور غاز الهيدروجين (ح₂) عند التفاعل مع معدن نشط (مثل الفلزات القلوية ومعادن الأرض القلوية والزنك والألمنيوم)

الأحماض الشائعة

• حامض الستريك (من بعض الفواكه والخضروات ، لا سيما الحمضيات)
• حمض الاسكوربيك (فيتامين سي ، كما في بعض الفواكه)
• خل (5٪ حمض أسيتيك)
• حمض الكربونيك (لتفحيم المشروبات الغازية)
• حمض اللاكتيك (في حليب اللبن)

• طعم المر (لا تذوقهم!)
• تشعر بالزلق أو الصابون (لا تلمسها بشكل تعسفي!)
• القواعد لا تغير لون عباد الشمس ؛ يمكنهم تحويل عباد الشمس (الحمضي) إلى اللون الأزرق
• تقوم محاليلها المائية (الماء) بتوصيل تيار كهربائي (إلكتروليتات)
• تتفاعل مع الأحماض لتكوين الأملاح والمياه

القواعد المشتركة

• المنظفات
• صابون
• الغسول (NaOH)
• الأمونيا المنزلية (مائي)

ال قوة الأحماض والقواعد يعتمد على قدرتهم على الانفصال أو اقتحام أيوناتهم في الماء. يتفكك حمض قوي أو قاعدة قوية تمامًا (على سبيل المثال ، حمض الهيدروكلوريك أو NaOH) ، بينما ينفصل حمض ضعيف أو قاعدة ضعيفة جزئيًا فقط (مثل حمض الأسيتيك).

يشير ثابت تفكك الحمض وثابت تفكك القاعدة إلى القوة النسبية لحمض أو قاعدة. ثابت تفكك الحمض K_أ هل توازن ثابت تفكك الحمض القاعدي:

HA + H₂O ⇆ A^- + ح₃يا⁺

حيث HA هو الحمض و A^- هي القاعدة المترافقة.

ك_أ = [أ^-] [ح₃يا⁺] / [HA] [H₂يا]

يستخدم لحساب pK_أالثابت اللوغاريتمي:

ص_أ = - سجل₁₀ ك_أ

أكبر pK_أ القيمة ، أصغر تفكك الحمض وأضعف الحمض. الأحماض القوية لها pK_أ أقل من -2.