وحدة الأحماض والقواعد الكيمياء الصف الثاني عشر
مقدمة في الأحماض والقواعد
الفكرة الرئيسة تساعد النماذج المختلفة في وصف سلوك الأحماض والقواعد.
الكيمياء في حياتك
قد لا تدرك ذلك. ولكن الأحماض والقواعد تصنفان 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 الثمل. فإن النمل يبعث مادة تسمى حمض الفورميك تحذر جميع المستعرة. الأحماض التي تذوب في مياه المطر تقوم بنحت كهوف حجرية جيرية هالة. وتحطم مباني قيمة وتماثيل مع الوقت تعطي الأحماض النكهة للكثير من المشروبات والأطعمة التي تحبها. كما أن الحمض في معدتك يساعد في هضم الأطعمة 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 تعرف أيضا أن المحاليل القاعدية مرة المذاق وزلقة الملمس. فسر كيف يصبح قالب الصابون زلقا عندما يبلله الماء. لا يجب عليك أبدا محاولة التعرف على أي حمض أو قاعدة. أو أي مادة أخرى في المختبر. عن طريق التذوق أو اللمس. الشكل 1 يظهر نباتين ينموان في نبتتين مختلفتين. ينمو أحد النباتين بشكل أفضل في تربة حمضية أما النبات الأخر فينمو في تربة قاعدية أو قلوية
قياس pH ربما تكون قد استخدمت الورق الكاشف لقياس pH المحلول. ورق تباع الشمس الذي استخدمته في التجربة الاستهلالية مثال على نوع من كاشف الرقم الهيدروجيني pH. تتم معالجة كل أوراق كواشف الرقم الهيدروجيني بمادة أو أكثر من المواد تسمى كواشف/ مؤشرات (indicators) يتغير لونها حسب تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول. في حين أن ورق تباع الشمس يشير فقط إلى ما إذا كانت المادة حمضا أو قاعدة. إلا أن أوراق كواشف الرقم الهيدروجيني المعالجة بعدة كواشف يمكن أن تحدد مجموعة من قيم pH. الفينولفثالين. الذي استخدمته كذلك في التجربة الاستهلالية. مثال على نوع من الكواشف عند غمس شريط من ورقة كاشف الرقم الهيدروجيني في محلول حمضي أو محلول قاعدي. يتغير لونها. لتحديد الرقم الهيدروجيني pH. يقارن اللون الجديد مع ألوان pH القياسية على المخطط. كما يظهر في الشكل 18. يوفر مقياس الرقم الهيدروجيني pH في الشكل 18 قياسا أكد دقة ل pH. عند وضع الأقطاب في محلول. يعطي المقياس قراءة مباشرة رقمية ل pH.
كواشف الحمض - القاعدة يستخدم الكيميائون 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 ثم فهي أحماض ضعيفة. إضافة الحمض في صورة عصير الليمون إلى فنجان الشاي يثبط عملية التأين طبقا لمبدأ لو شاتليه. ويصبح لون البوليفينولات غير المتأنية اكثر وضوحا. يوضح الشكل 24 الكثير من الكواشف التي يستخدمها الكيميائيون. كما يظهر في الشكل 22، فإن أزرق البروموئيمول يعتبر 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 ضع كعكلة خفيفة وهشة.
يجب مزج صودا الغسيل مع مكونات جافة أخرى وتضاف أخر شيء، إلى مزيج الخبز حتى يكون 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 تتمكن 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 الخبر وحمضين جافين. يتفاعل أحد الحمضين مع صودا الخبز عند ذوبانها في المزيج. ينشأ يتفاعل الحمض الأخر مع صودا الخبز عند تسخينها. مثل صودا الخير، يتم مزج مسحوق الخبز مع المكونات الجافة الأخرى ويكون هو آخر شيء،. 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 الخبز. يوفر مسحوق الخبز مصدرا موثوقا به لثاني أكسيد الكربون. وتساعد صودا الخبر في معادلة الحيض.
الكتابة في الكيمياء
حلل إذا كانت هناك وصفة طعام تحتاج إلى الدقيق والملح والسكر وحبوب النخالة والحليب مع البيض وزيت نباتي، فسوف تستحدم صودا الخبز أم مسحوق الخبز ؟ فسر
تفاعل SO3, MgO مهم لأنه ينتج كبريتا يكون سباعي الهيدرات المعروف باسم ملح إبسوم (7H2O. •MgSO4). ملح إبسوم له استخدامات كثيرة. بما فيها تخفيف آلام العضلات والعمل كمغذي للنباتات كما أن التفاعل الذي يكون كبريتات المغنسيوم له استخدامات بيئية عندما يتم حقن MgO في غازات أنبوبة المدخنة لمصانع الطاقة التي تدار بالفحم. مثل تلك الموضحة في الشكل IO، فإنها تتفاعل في حالة السماح بدخول إلى الغلاف الجوي. فيكن أن يتحد مع الماء في الجو لتكوين حمض الكبريتيك. الذي يسقط على الأرض كمطر حمضي.
الأنهيدريدات مثل جزيئات SO3 التي قرأت عنها. فإن جزيئات ثاني أكسيد الكربون في الجو تتحد أيضا مع جزيئات الماء لتكوين حمض يطلق عليه اسم حمض الكريويك عندما يصل ماء المطر الحمضي إلى الأرض. فإن بعضه ينساب في التربة ويصل إلى القاع الصخري من الحجر الجيري. حيث يقوم ببطء، يإذابة الحجر الجيري
على مدار الاف السنين، يعمل ذوبان الحجر الجيري على تكوين كهوف ضخمة تحت الأرض. داخل الكهف. قد تتساقط المياه الجوفية من السقف في هيئة قطرات. ونرسب بعض الحجر الجيري المذاب. الرواسب المشكلة مثل الكتل الجليدية المتدلية والتي تتكون على السقف يطلق عليها اسم الهوابط (أي ترسبات جيرية في سفوف الكهوف) الكتل التي ترتفع من الأرضية يطلق عليها اسم الصواعد (أي ـ ترسبات جيرية في أرضية الكهوف).
يحدث تكون الكهوف نظرا لأن ثاني أكسيد الكربون أنهيدريد حمض. أنهيدريد الحمض عبارة عن أكسيد يمكن أن يتحد مع الماء لتكوين الحمض. تتحد الأكاسيد الأخرى مع الماء لتكوين القواعد. على سبيل المثال. يكون أكسيد الكالسيوم (CaO. الجير) القاعدة هيدروكسيد الكالسيوم على وجه العموم. أكاسيد العناصر الفلزية تكون قواعد: وأكاسيد اللافلزات تكون الأحماض.