ما نوع التفاعل الذي يحدث عندما يتفاعل حمض الكبريتيك مع مادة قلوية؟

إذا سبق لك خلط الخل (الذي يحتوي على حمض الأسيتيك) وبيكربونات الصوديوم ، وهي قاعدة ، فلقد رأيت من قبل تفاعلًا حامضيًا أو معادلًا. تمامًا مثل الخل وصودا الخبز ، عندما يتم خلط حامض الكبريتيك بقاعدة ، فإن الاثنين سوف يحيدان بعضهما البعض. يسمى هذا النوع من التفاعل تفاعل التعادل.

يعرّف الكيميائيون الأحماض والقواعد بثلاث طرق مختلفة ، ولكن التعريف اليومي الأكثر فائدة يصف الحمض على أنه مادة تريد التخلص من أيونات الهيدروجين ، بينما تريد القاعدة أن تنتقي عنها. الأحماض القوية هي الأفضل في التخلص من أيونات الهيدروجين ، وحمض الكبريتيك هو بالتأكيد حمض قوي ، لذلك عندما يكون في الماء ، تم نزع البوتاسيوم منه بالكامل تقريبًا - تخلت جميع جزيئات حامض الكبريتيك تقريبًا عن الهيدروجين الأيونات. يتم قبول أيونات الهيدروجين المتبرع بها بواسطة جزيئات الماء ، والتي تصبح أيونات الهيدرونيوم. صيغة أيون الهيدرونيوم هي H3O +.

عندما يضاف المحلول الأساسي أو القلوي إلى حمض الكبريتيك ، يتفاعل الحمض والقاعدة عن طريق تحييد بعضهما البعض. كانت الأنواع الأساسية تأخذ أيونات الهيدروجين بعيدًا عن جزيئات الماء ، لذلك فهي تحتوي على تركيز عالٍ من أيونات الهيدروكسيد. تتفاعل أيونات الهيدروكسيد والهيدرونيوم لتكوين جزيئات الماء ، تاركة الملح (نتاج تفاعل الحمضي القاعدي). نظرًا لأن حامض الكبريتيك حمض قوي ، فقد يحدث أحد شيئين. إذا كانت القاعدة قوية مثل هيدروكسيد البوتاسيوم ، فإن الملح الناتج (على سبيل المثال ، كبريتات البوتاسيوم) سيكون متعادلًا ، بمعنى آخر ، ليس حامضًا ولا قاعدة. إذا كانت القاعدة ضعيفة مثل الأمونيا ، فإن الملح الناتج سيكون ملحًا حمضيًا يعمل كحمض ضعيف (على سبيل المثال ، كبريتات الأمونيوم). من المهم أن نلاحظ أنه نظرًا لاحتوائه على اثنين من أيونات الهيدروجين يمكنه التخلص منها ، يمكن لجزيء واحد من حامض الكبريتيك تحييد جزيئين من قاعدة مثل هيدروكسيد الصوديوم.

نظرًا لأن صودا الخبز غالبًا ما تستخدم لتحييد انسكابات حمض البطارية على السيارات أو انسكابات الحمض في المعامل ، فإن تفاعل حمض الكبريتيك مع صودا الخبز هو مثال شائع يتميز بقليل من الالتواء. عندما يتلامس بيكربونات صودا الخبز مع محلول حامض الكبريتيك ، فإنه يقبل أيونات الهيدروجين لتصبح حمض الكربونيك. يمكن أن يتحلل حمض الكربونيك لإنتاج الماء وثاني أكسيد الكربون ؛ ومع ذلك ، وعندما يتفاعل حامض الكبريتيك مع صودا الخبز ، يتراكم تركيز حمض الكربونيك بسرعة ، مما يساعد على تكوين ثاني أكسيد الكربون. تتشكل كتلة غليظة من الفقاعات عندما يهرب ثاني أكسيد الكربون من المحلول. رد الفعل هذا هو توضيح بسيط لمبدأ Le Chatellier - عندما تخل التغيرات في التركيز بالتوازن الديناميكي ، يتفاعل النظام بطريقة تميل إلى استعادة التوازن.

يشبه التفاعل بين حامض الكبريتيك وكربونات الكالسيوم التفاعل في بعض النواحي مع صودا الخبز - تنفجر فقاعات ثاني أكسيد الكربون ، والملح المتبقي هو الكالسيوم كبريتات. سيؤدي تفاعل حمض الكبريتيك مع هيدروكسيد الصوديوم القوي إلى تكوين كبريتات الصوديوم ، بينما سيشكل حمض الكبريتيك مع أكسيد النحاسي مركب النحاس الأزرق (II) كبريتات. حمض الكبريتيك هو حمض قوي يمكن استخدامه في الواقع لإلصاق أيون الهيدروجين بحمض النيتريك ، مكونًا أيون النترونيوم. يستخدم هذا التفاعل في تصنيع واحدة من أشهر المتفجرات في العالم - 2،4،6-trinitrotoluene أو TNT.