كتاب الطالب الكيمياء للصف الثاني عشر الفصل الثاني
مقدمة في الأحماض والقواعد
الفكرة الرئيسة تساعد النماذح المختلفة في وصف سلوك الأحماض والقواعد.
الكيمياء في حياتك
قد لا تدرك ذلك. ولكن الأحماض والقواعد تصنيفان من أكثر التصنيفات شيوعا بالنسبة للمواد. يمكنك أن تدركها عن طريق الطعم اللاذع لبعض مشروباتك المفضلة وعن طريق الرائحة النفاذة للأمونيا في بعض المنظفات المنزلية.
خصائص الأحماض والقواعد
عندما يشعر النمل بالخطر على مستعمرة النمل. فإن النمل يبعث مادة تسمى حمض الفورميك تحذر جميع المستعمرة. الأحماض التي تذوب في مياه المطر تقوم بنحت كهوف حجرية جيرية هائلة، وتحطم مباني قيمة وتماثيل مع الوقت. تعطي الأحماض النكهة للكثير من المشروبات والأطعمة التي تحبها. كما أن الحمض في معدتك يساعد في هضم الأطعنة التي تتناولها وتلعب القواعد أيضا دورا في حياتك. فالصابون الذي تستخدمه والأقراص المضادة للحموضة التي قد تتناولها عند حدوث اضطرابات في معدتك. كلها قواعد الكثير من المنتجات المنزلية. مثل تلك التي استخدمتها في التجربة الاستهلالية. عبارة عن أحماض وقواعد.
الخصائص الفيزيائية ربما تعرف بالفعل بعض الخصائص الفيزيائية للأحماض والقواعد. على سبيل المثال. قد تعرف أن المحاليل الحمضية لها مذاق حمضي لاذع. حمضي الكربونيك والفوسفوريك يعطيان المشروبات الغازية مذاقها الحامض: أحماض الستريك والإسكوربيك يعطيان مشروبي الليمون والجريب فروت الحموضة التي تميزهما ويجعل حمض الأسيتيك مذاق الخل حامضيا.
قد نعرف أيضا أن المحاليل القاعدية مرة المذاق وزلقة الملمس. فكر كيف يصبح قالب الصابون زلقا عندما يبلله الماء. لا يجب عليك أبدا محاولة التعرف على أى حمض أو قاعدة. أو أي مادة أخرى في المختبر. عن طريق التذوق أو اللمس الشكل 1 يظهر نباتين ينموان في تربتين مختلفتين. ينمو أحد النباتين بشكل أفضل في تربة حمضية. أما النبات الأخر فينمو في تربة قاعدية أو قلوية.
كواشف الحمض - القاعدة يستخدم الكيميائيون في الغالب صبغا كيميائيا بدلا من مقياس الرقم الهيدروجيني لتحديد نقطة تكافؤ معايرة الحمض القاعدة.
يطلق على الأصباغ الكيميائية التي تتأثر ألوانها بالمحاليل الحمضية والقاعدية اسم كواشف الحمض - القاعدة. تعمل الكثير من المواد الطبيعية ككواشف. إذا استخدمت عصير الليمون في مشروبك من الشاي. ربما تكون قد لاحظت أن لون الشاي البني يصبح فاتحا عند إضافة عصير الليمون إليه. كما يظهر في الشكل 23..
يحتوي الشاي على مركبات تسمى البولي فينولات أو متعددات الفينول والتي تحتوي على ذرات هيدروجين قابلة للتأين بشكل طفيف ومن له فهي أحماض ضعيفة إضافة الحمض في صورة عصير الليمون إلى فنجان الشاي يثبط عملية التأين طبقا لمبدأ لو شاتيليه. ويصبح لون البوليفينولات غير المتأينة أكثر وضوحا يوضح الشكل 24 الكثير من الكواشف التي يستخدمها الكيميائيون. كما يظهر في الشكل 22، فإن أزرق البروموئيمول يعتير خيارا جيدا لمعايرة حمض قوي مع قاعدة قوية. ويتغير لون الفينولفثالين عند نقطة تكافؤ معايرة حمض ضعيف مع قاعدة قوية.
الشكل 2 يعمل الخبز على حجز الفقاعات المتكونة خلال التفاعل بين الحمض والقاعدة. مما يؤدي إلى صنع كعكة خفيفة وهشة.
يجب مزج صودا الغسيل مع مكونات جافة أخرى وتضاف أخر شيء، إلى مزيج الخبز حتى بكون انطلاق ثاني أكسيد الكربون موحدا في كل مزيج الخبز يحدث هذا التفاعل بين الحمض والقاعدة سريعا إذا كانت صودا الخبز هي عامل التخمير الوحيد في الوصفة. يجب خبز المزيج على الفور قبل أن تشكل الفقاعات من الهرب ومغادرة المزيج يعمل الخبز على جعل الفقاعات تتمدد. وارتفاع الكعكة مع تماسك المزيج يتم حجز الفقاعات كما يظهر
في الشكل 2.
مسحوق الخبز إذا كانت الوصفة لا تتضمن سائلا حمضيا. يتم استخدام مسحوق الخبز معظم مسحوق الخبز عبارة عن مزيج صودا الخبز وحمضين جافين. يتفاعل أحد الحمضين مع صودا الخبز عند ذوبانها في المزيج. بينما يتفاعل الحمض الأخر مع صودا الخبز عند تسخيتها. مثل صودا الخبز، يتم مزج مسحوق الخبر مع المكونات الجافة الأخرى ويكون هو أخر شي، يضاف للمزيج. ومع ذلك، فإن المزيج المصنوع باستخدام مسحوق الخبز لا يجب خبزه
على الفور.
أحيانا. يشتمل المزيج المصنوع بسوائل حمضية معتدلة على كل من مسحوق الخبر وصودا الخبز. أي زيادة في مقدار الحمض يمكن أن تعطل عمل مسحوق الخبر. يوفر مسحوق الخبز مصدرا موثوقا به لثاني أكسيد الكربون. وتساعد صودا الخبر في معادلة الحمض.
الكتابة في الكيمياء
إذا كانت هناك وصفة طعام تحتاج إلي الدقيق والملح والسكر وحبوب النخالة والحليب مع البيض وزيت نباتي. فسوف تستخدم صودا الخبز أم مسحوق الخبز ؟ فسر.
احتياطات السلامة
تحذيرات: تنتج عملية إذابة NaOH في الماء حرارة. الفينولفثالين قابل للاشتعال. أبتعد عن ألسنة اللهب.
الإجراءات
1. اقرأ تعليمات السلامة لهذا المختبر قبل بدء العمل.
2. ضع حوالي 5g من NaOH في الدورق الحجمي rrL أضف قدرا كافيا من الماء لإذابة الحبيبات واجعل مقدار حجم محلول يصل إلى العلامة أغلق الدورق بالسدادة.
3. استخدم زجاجة الوزن لأخذ كتلة مقدارها تقريبا g 0.40 من فثالات البوتاسيوم الهيدروجينية
(KHC8H4O4. الكتلة المولية g/mol 204.32) وانقلها إلى دورق مخروطي mL 250 قم بتسجيل هذه الكتلة.
4. استخدم زجاجة الغسل لتغسل الجوانب الداخلية للدورق المخروطي. وأضف حوالي mL 50 من الماء أضف قطرتين من محلول كاشف الفينولفثالين.
5. اغسل السحاحة بمقدار mL 10 من محلول القاعدة المتوفر لديك. تخلص من محلول الغسل في كأس النفايات. ثبت السحاحة بالحامل الخلفي مستخدما ماسك السحاحة. يجب أن يكون مستوى
6. املأ السحاحة بمحلول NaOH. السائل عند العلامة صفر أو تحتها لإزالة أي هواء محبوس في طرف السحاحة. اترك قدرا قليلا من القاعدة يخرج من طرف السحاحة إلى كأس النتفايات. اقرأ السحاحة إلى أقرب O.O2rnL. وسجل هذه القراءة الابتدائية.
7. ضع قصاصة ورقية بيضاء على قاعدة الحامل الخلفي. قم بتدوير الدورق المخروطي بينما نسمح لمحلول NaOH بأن ينساب بطيئا من السحاحة إلى الدورق المخروطي.
8. عندما يبدأ اللون الوردي في البقاء فترة أطول مع تدوير الدورق المخروطي. أضف القاعدة قطرة قطرة.
9. يتم الوصول إلى نقطة النهاية عندما تعمل أنشطة إضافية واحدة من القاعدة إلى تحويل الحمض إلى اللون الوردي. يجب أن يبقى اللون الوردي مع تدوير الدورق المخروطي. سجل الحجم النهائي في السحاحة
10. احسب مولارية قاعدتك مستخدما الخطوات 4ا في قسم التحليل والاستنتاج.
11. املأ السحاحة مرة أخرى. اغسل الدورق المخروطي بالماء. كرر المعايرة حتى تتقارب فيه المولارية المحسوبة في التجارب الثلاثة.
12. التنظيف والتخلص من النفايات اغسل المحاليل المتعادلة في الحوض باستخدام قدر كبير من المياه
التحليل والنتائج
1. تفسير البيانات لكل عملية معايرة، احسب عدد مولات الحمض المستخدمة وذلك عن طريق قسمة كتلة العينة على الكتلة المولية للحمض.
2. استدل كم عدد مولات القاعدة اللازمة للتفاعل مع مولات الحمض التي استخدمتها؟
3. احسب حول حجم القاعدة إلى لترات.
4. احسب مولارية القاعدة عن طريق قسمة مولات القاعدة على حجم القاعدة باللتر.
5. تحليل الخطأ
هل تتفق حسابات المولارية التي قمت إجرائها ؟ فسر أي اختلافات.
توسيع نطاق الاستفسارات
صمم تجربة حدد تركيز محلول الخل بدون استخدام كاشف.