ماذا يحدث عندما يتم الجمع بين حمض وقاعدة؟

لدى الكيميائيين ثلاث نظريات منفصلة لما يشكل حمضًا وقاعدة ، لكن لا يوجد خلاف حول حقيقة أنهم يحيدون بعضهم البعض. عندما تتحد في محلول مائي ، فإنها تنتج الملح. يمكن أن تتحد الأحماض والقواعد بطرق أخرى ، ومع ذلك ، عندما يحدث ذلك ، لا يكون المنتج دائمًا ملحًا. على سبيل المثال ، عند إضافة الزنك إلى الأمونيا ، ينتج عن التفاعل أيون مركب. حتى تقديم نظرية لويس للأحماض والقواعد ، لم يكن هذا حتى يعتبر تفاعلًا حمضيًا / قاعديًا.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

في المحاليل المائية ، تتحد الأحماض والقواعد لتعادل بعضها البعض وتنتج ملحًا. عادة ما تنتج تفاعلات الحمض القاعدي التي لا تحدث في الماء أملاحًا ، ولكنها قد تنتج أيضًا أيونات معقدة.

وفقًا لنظرية قدمها Svante Arrhenius. فيزيائي وكيميائي حائز على جائزة نوبل ، يتبرع حمض في محلول بـ H.⁺ أيون في الماء. لا تطفو الأيونات بحرية ، ولكنها بدلاً من ذلك تلتصق بجزيئات الماء لتكوين أيونات الهيدرونيوم (H₃ا⁺). الرقم الهيدروجيني لمحلول ما ، والذي يشير إلى "قوة الهيدروجين" ، هو مقياس لعدد هذه الأيونات الموجودة. الرقم الهيدروجيني هو لوغاريتم سالب للتركيز ، لذلك كلما انخفض الرقم الهيدروجيني ، زاد تركيز هذه الأيونات ، وزاد المحلول الحمضي. من ناحية أخرى ، تتبرع القواعد بهيدروكسيد (OH

عندما تجمع بين حمض أرينيوس وقاعدة في نفس المحلول ، الهيدرونيوم موجب الشحنة تتحد الأيونات مع أيونات الهيدروكسيد لإنتاج الماء ، وتتحد الأيونات المتبقية لإنتاج أ ملح. إذا اجتمعت جميع الأيونات المتاحة بهذه الطريقة ، يصبح المحلول متعادل الأس الهيدروجيني ، مما يعني أن الحمض والقاعدة يحيدان بعضهما البعض. أفضل مثال معروف هو إذابة كلوريد الهيدروجين وهيدروكسيد الصوديوم في محلول لإنتاج الصوديوم الحر (Na⁺) وكلوريد (Cl^-) الأيونات. تتحد لتكوين كلوريد الصوديوم ، أو ملح الطعام الشائع. هذه العملية تسمى التحلل المائي.

قدم زوج من الكيميائيين ، يوهانس نيكولاس برونستيد وتوماس مارتن لوري ، بشكل مستقل ، مفهومًا أكثر عمومية للأحماض والقواعد في عام 1923. في نظريتهم ، يعتبر الحمض مركبًا يتبرع بالبروتون (H⁺) بينما القاعدة هي مركب يقبل واحدًا. يمتد هذا المفهوم إلى تعريف Arrhenius ليأخذ في الاعتبار التفاعلات الحمضية القاعدية التي لا تحدث في المحلول المائي. على سبيل المثال ، وفقًا لتعريف Brønsted-Lowry ، فإن التفاعل بين الأمونيا وكلوريد الهيدروجين إنتاج ملح كلوريد الأمونيوم هو تفاعل حمضي قاعدي لا يتضمن تبادل الهيدرونيوم أو الهيدروكسيد الأيونات. لن يتم اعتباره تفاعلًا حمضيًا قاعديًا بموجب تعريف Arrhenius. لا تنتج تفاعلات Bronsted-Lowry الحمضية القاعدي الماء دائمًا ، لكنها لا تزال تنتج الأملاح.

أيضًا في عام 1923 ، قام G.N. قام لويس من جامعة كاليفورنيا في بيركلي بتعديل تعريف الأحماض والقواعد لحساب التفاعلات التي لا يمكن تفسيرها باستخدام مفهوم Brønsted-Lowry. في نظرية لويس ، القواعد هي مانحة لزوج الإلكترون بينما الأحماض هي متقبلات أزواج الإلكترون. يساعد هذا المفهوم في تفسير التفاعلات التي تحدث ، ليس فقط بين المواد الصلبة والسوائل ولكن أيضًا الغازات ، كتفاعلات القاعدة الحمضية. في هذه النظرية ، قد لا يكون ناتج التفاعل ملحًا. على سبيل المثال ، ينتج عن التفاعل بين أيونات الزنك والأمونيا رباعي أمينزينك ، أيون مركب.

Zn²⁺+ 4NH₃→ [Zn (NH₃)₄]⁴⁺.