الخصائص العامة للأحماض والقواعد

الأحماض والقواعد عبارة عن مركبات تشترك في شيء واحد مهم: عندما تغمرها في المحلول ، فإنها تطلق أيونات حرة. في المحلول المائي ، وهو الأكثر شيوعًا ، فإن الطريقة التقليدية للتمييز بينها هي أن الحمض يطلق هيدروجينًا إيجابيًا (H⁺) الأيونات بينما تطلق القاعدة هيدروكسيد سالب (OH^-) منها. يقيس الكيميائيون قوة حمض أو قاعدة بواسطة الرقم الهيدروجيني ، وهو مصطلح يشير إلى "قوة الهيدروجين". نقطة المنتصف لمقياس الأس الهيدروجيني محايدة. المركبات التي تحتوي على درجة حموضة أقل من قيمة النقطة المتوسطة تكون حمضية بينما المركبات ذات القيمة الأعلى تكون قاعدية أو قلوية.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

طعم الأحماض حامض بينما طعم القواعد مر. يتفاعل الحمض مع المعادن لإنتاج فقاعات من غاز الهيدروجين بينما تبدو القاعدة لزجة عند لمسها. تتحول الأحماض إلى ورق عباد الشمس الأزرق إلى اللون الأحمر بينما تتحول القواعد إلى ورق عباد الشمس الأحمر إلى اللون الأزرق.

تم تقديم نظرية المركب الحمضي أو الأساسي على أنه مركب يطلق الهيدروجين أو أيونات الهيدروكسيد على التوالي من قبل الكيميائي السويدي Svante Arrhenius في عام 1884. تشرح نظرية أرهينيوس بشكل عام كيف تتصرف الأحماض والقواعد في المحلول ولماذا تتحد لتشكل الأملاح ، ولكن لا يفسر لماذا بعض المركبات التي لا تحتوي على أيونات الهيدروكسيد ، مثل الأمونيا ، يمكن أن تشكل قواعد فيها المحلول.

نظرية برونستيد-لوري ، التي أدخلها الكيميائيان يوهانس نيكولاس برونستد وتوماس مارتن لوري عام 1923 ، تصحح هذا من خلال تعريف الأحماض كمانحات للبروتونات وقواعد كمستقبلات للبروتون. هذا هو التعريف الذي يعتمد عليه الكيميائيون غالبًا عند تحليل المحاليل المائية.

النظرية الثالثة ، التي قدمها الكيميائي في بيركلي جي.إن. لويس ، أيضًا في عام 1923 ، يعتبر الأحماض بمثابة متقبلات لزوج الإلكترون وقواعد كمانحين لزوج الإلكترون. نظرية لويس له ميزة تضمين المركبات التي لا تحتوي على الهيدروجين على الإطلاق ، لذلك فهو يطيل قائمة التفاعلات الحمضية القاعدية.

يشير مقياس الأس الهيدروجيني إلى تركيز أيونات الهيدروجين في محلول مائي. إنه اللوغاريتم السالب لتركيز أيون الهيدروجين: pH = -log [H +]. يمتد المقياس من 0 إلى 14 ، والقيمة 7 محايدة. مع زيادة تركيز أيونات الهيدروجين ، يقل الرقم الهيدروجيني ، لذا فإن القيم بين 0 و 7 تشير إلى الأحماض ، بينما القيم من 7 إلى 14 أساسية. تشير قيم الأس الهيدروجيني العالية جدًا والمنخفضة جدًا إلى حلول تآكل خطيرة.

إذا كنت ستقارن طعم محلول حمضي بمحلول أساسي - وهو أمر غير مستحسن إذا كان الرقم الهيدروجيني مرتفع جدًا أو منخفض جدًا - ستجد أن المحلول الحمضي طعمه حامض بينما يكون طعمه الأساسي مر. الطعم الحامض في الحمضيات ناتج عن احتوائها على حامض الستريك ، والخل حامض لاحتوائه على حمض الخليك ، كما أن اللبن الرائب غني بحمض اللاكتيك. من ناحية أخرى ، تتمتع المياه المعدنية القلوية بطعم معتدل ولكن مر بشكل ملحوظ.

عندما يتحد محلول قلوي مثل الأمونيا والماء مع الأحماض الدهنية ، فإنه يصنع الصابون. هذا ما يحدث على نطاق صغير عندما تقوم بتشغيل حل أساسي بين أصابعك. يبدو المحلول زلقًا أو لزجًا عند اللمس لأن المحلول القلوي يتحد مع الأحماض الدهنية على أصابعك.

لا يبدو المحلول الحمضي لزجًا ، لكنه سيصنع فقاعات إذا غمرت المعدن فيه. تتفاعل أيونات الهيدروجين مع المعدن لإنتاج غاز الهيدروجين ، والذي يتصاعد إلى أعلى المحلول ويتبدد.

اختبار قديم للأحماض والقواعد ، ورق عباد الشمس عبارة عن ورق ترشيح تمت معالجته بأصباغ مصنوعة من الأشنات. يتحول الحمض إلى ورق عباد الشمس الأزرق إلى اللون الأحمر ، بينما تتحول القاعدة إلى ورق عباد الشمس الأحمر إلى اللون الأزرق. يعمل اختبار عباد الشمس بشكل أفضل إذا كان الرقم الهيدروجيني أقل من 4.5 أو أعلى من 8.3.