ماذا تعني كلمة قلوي ،
لقلوي(بالإنجليزية: Alkali) هي كلمة ذات أصل عربي (من القلي ، القالي) هو أي ملح أيوني قاعدي لفلز قلوي أو لفلز قلوى ترابي.
[عدل]قلويات قوية
القلويات القوية هي مركبات كيميائية قلوية قادرة على تنزع بروتون من الحموض الضعيفة جدًا في تفاعل حمض-قلوي. المركبات ذات ثابت التفكك الحمضي أكبر من 13 تسمى قلويات قوية. من الأمثلة الشائعة عن القلويات
القوية هي هيدروكسيدات الفلزات القلوية والفلزات القلوية الترابية مثل NaOH و Ca(OH)2. يمكن للقلويات القوية جدًا أن تنزع البروتونات من المجموعات الوظيفية الحمضية الضعيفة جدًا (C-H) حتى بدون وجود
الماء.
المركبات الهيدروكسيدية مرتبة من الأقوى إلى الأضعف:
هيدروكسيد البوتاسيوم
هيدروكسيد الباريوم
هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)
هيدروكسيد السترونتيوم
هيدروكسيد الكالسيوم
هيدروكسيد الليثيوم (LiOH)
هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)
كاتيونات هذه القلويات القوية تظهر في المجموعات الأولى والثانية من الجدول الدوري (الفلزات القلوية، و الفلزات القلوية الترابية).
موحمضي مع ضرب امثله للاستفاده
الحمض (إنجليزية : Acid) (يمثل عادة بالصيغة HA) هو أي مركب كيميائي، يكون عند انحلاله في الماء قادرا على تحرير شاردة الهيدروجين (البروتونات)(التي يرمز لها بذرات هيدروجين ذات شحنة إيجابية واحدة أو
+1).
محتويات [أخفِ]
1 التعريف
2 مفاهيم
3 خصائص الحموض
4 اقرأ أيضا
5 المراجع
[عدل]التعريف
عرفت الحموض في البداية بحسب خواصها العامة. فقد كانت موادا ذات طعم لاذع، تحل العديد من المعادن، وتتفاعل من القلويات (أو القواعد) لتكون الأملاح. لقد اعتقد لبعض الوقت، وبعد أعمال لافوازييه، أن المكون
العام في جميع الحموض هو عنصر الأكسيجين، ولكن أصبح من الواضح تدريجيا أنه إذا كان هناك عنصرا أساسيا، فهو الهيدروجين وليس الأوكسجين. إن تعريف الحمض حقيقة صاغه ليبيغ في عام 1840 م، فقال "الحمض هو المادة
الحاوية على الهيدروجين والتي من شأنها أن تولد غاز الهيدروجين عند تفاعلها مع المعادن". وقد بقي هذا التعريف مرضٍ نحو 50 عاما.[1] هذا التعريف يقارب التعريف الحديث لبرونستد و مارتن لوري، اللذان عرفا على
وجه منفصل الحمض كمركب يعطي شاردة الهيدروجين (H+) لمركب آخر (يسمى قاعدة أو أساس). وكمثال معروف عن الحموض، حمض الخل (الموجود في الخل) و حمض الكبريت (الموجود في بطارية السيارة). تختلف أنظمة حمض/قاعدة عن
تفاعلات أكسدة-اختزال حيث لا تتغير حالة الأكسدة.
وتعرف المركبات أو المواد الكيميائية أنها حمضية إذا كان لها صفات الحمض.
[عدل]مفاهيم
مقال تفصيلي :تفاعل حمض-قلوي
إن الكيميائي السويدي سفانت أرينيوس هو أول من قرن خاصية الحموضة بالهيدروجين 1884[بحاجة لمصدر]. حمض أرينوس هو مادة تزيد من تركيو شاردة الهيدرونيوم H3O+ عندما تنحل في الماء. أتى هذا التعريف من الانحلال
المتوازن للماء إلى شوارد الهيدرونيوم والهيدوركسيد (OH-):
H2O(l) + H2O (l) → H3O+(aq) + OH-(aq)
في الماء النقي توجد معظم الجزيئات كـ H2O، ولكن عددا صغيرا من الجزيئات تنحل على وجه ثابت وتعود فتتحد. فالماء النقى معتدل مقارنة مع الحموضة أو القلوية لأن تركيز شوارد الهيدروكسيد متساوية دائما مع تركيز
شوارد الهيدرونيوم. فالمادة القاعدية في نظر أرينوس هي أي جزيء يزيد من تركيز شاردة الهيدروكسيد عند انحلاله في الماء. لاحظ أن الكيميائيين يكتبون غالبا H+(aq) ويشيرون إلى شاردة الهيدروجين عندما يصفون
تفاعل حمض-قاعدة لكن نواة الهيدورجين الحرة، البروتون، غير موجودة وحيدة في الماء، فهي توجد كشاردة الهيدرونيوم H3O+.
ومع أن مفهوم أرينوس كان مفيدا في توصيف العديد من التفاعلات، إلا أنه محدود الرؤية. ففي عام 1923، قام الكيميائيان يوهانس برونستد وتوماس مارتن لوري على وجه متفرق بتمييز تفاعلات حمض-قاعدة متضمنة مفهوم
انتقال البروتون. وحمض برونستد-لوري (أو ببساطة حمض برونستد) هو صنف يعطي البروتون لأساس برونستد-لوري. إن لنظرية برونستد لوري حمض-قاعدة مزايا عديدة مقارنة بنظرية أرينوس. لنفرض المثال التالي لتفاعلات حمض
الخل (CH3COOH)، أحد الحموض العضوية، الذي يعطي الخل طعمه المميز.
تصف كلتا النظريتان ببساطة التفاعل الأول: يتصرف CH3COOH كحمض أرينوس لأنه يتصرف كمصدر H3O+ عندما ينحل في الماء، ويتصرف كحمض برونستد بإعطائه بروتون إلى الماء. في المثال الثاني يتعرض CH3COOH للتحول نفسه،
فهو يعطي بروتونا إلى الأمونيا (NH3)، ولكن لا يمكن وصفه باستخدام تعريف أرينوس للحمض لأن التفاعل لا يعطي الهيدرونيوم. يمكن أن تصف نظرية برونستد-لوري أيضا جزيءالمركبات الجريئية، بينما توجب نظرية أرينوس
على المركب أن يكون أيونيا. يرتبط حمض كلور الماء والأمونياك تحت شروط متعددة ليشكلا النشادر NH4Cl. يتصرف المحلول المائي لحمض كلور الماء كالحمض ذاته، ويكون كشوارد الهيدرونيوم والكلور. التفاعل التالي
يوضح محدودية تعريف أرينوس
1.) H3O+(aq) + Cl-(aq) + NH3 → Cl-(aq) + NH4+(aq)
2.) HCl(benzene) + NH3(benzene) → NH4Cl(s)
3.) HCl(g) + NH3(g) → NH4Cl(s)
وكما كانت الحالة في تفاعلات حمض الخل، فإن كلا التعريفين صالحان للمثال الأول، حيث يكون الماء هو المذيب و تتشكل شاردة الهيدرونيوم. التفاعلان التاليان لا يشملان تشكل شوارد ولكنهما يبقيان تفاعلان لانتقال
البروتون. في التفاعل الثاني يتفاعل حمض كلور الماء مع الأمونياك ليشكلا النشادر الصلب في البنزين كمذيب و في الثالثة يتفاعل حمض كلور الماء والأمونياك NH3 ليشكلا النشادر الصلب.
اقترح جيلبرت نيوتن لويس مفهوما ثالثا يتضمن تفاعلات ذات خصائص حمض-قاعدة والتي لا تتضمن انتقالا للبروتون. حمض لويس هو صنف يقبل زوج من الإلكترونات من صنف آخر لتشكل رابطة تساهمية، وبكلمة أخرى، قابل لزوج
إلكتروني.
ومع أنها لم تكن أكثر النظريات عمومية، فإن تعريف برونستد لوري هو أكثر التعاريف استخداما. يمكن فهم قوة الحمض باستخدام هذا التعريف على أنها استقرار الهيدرونيوم والقاعدة المشتقة المنحلة خلال التفكك.
ازدياد أن نقصان استقرار القاعدة المشتقة سيزيد أو ينقص حموضة المركب. يستخدم مفهوم الحموضة هذا في الحموض العضوية مثل الحموض الكربوكسيلية. ففي وصف الجزيء المداري (molecular orbital description)، حيث
يتداخل مدار البروتون الفارغ مع زوج منعزل، يرتبط بتعريف لويس.
هنالك أنواع عديدة من الحوامض, منها ما هو طبيعي كالموجود في الليمون مثلا و منها ما يصنع في المصانع أو المختبرات كحمض كلور الماء (HCl) أو كحمض الكبريت (H2SO4).
وأما الرقم الهيدروجيني (بالإنكليزية: "pH" ) فهو بين 0 و 14.
بالنسبة لوسائل قياس الحموضة فهي متعددة, منها ما هو غير دقيق كالمشعرات (عباد الشمس) ويتغير لونها ودرجة اللون فيها حسب نسبة الحموضة الموجودة بالمحلول. حيث يدل اللون الأخضر على قلوية خفيفة واللون الأزرق
على قلوية عالية نتيجة لتصاعد تركيز الانيونات OH- وتكون قيمة ال pH أعلى من 7. في حين يدل اللون البرتقالي على حموضة خفيفة واللون الاحمر على حموضة عالية نتيجة تصاعد تركيز الكاتيونات H+ وتكون قيمة ال pH
أدنى من 7. وهنالك مقاييس الباهاء التي تمتلك جهاز رصد إلكتروني يعطينا نسبة الحموضة مباشرة بعد وضعه بالمحلول الكيميائي، وتحتاج هذه المقاييس إلى معايرة باستعمال محلول ذو باهاء معياري مثل 4 و 7 و 10.
وهذه السوائل المعيارية هي محاليل منظمة يمكن شرائها أو تصنيعها.
[عدل]خصائص الحموض
ذو طعم حامض.
تعطي الحموض المركزة أو القوية شعور لاذع في الغشاء المخاطي.
تغير ألوان مشعر الباهاء كالآتي: تصبح ورقة عباد الشمس حمراء، والمتيل البرتقالي يصبح أحمراً، ويصبح الفينول فتالئين عديم اللون.
يتفاعل مع المعادن ليعطي أملاح المعادن و الهيدروجين.
يتفاعل مع كربونات المعادن ليعطي الماء، وثاني أكسيد الكربون، وملح.
يتفاعل مع الأسس ليعطي ماء وملح.
يتفاعل مع أكاسيد المعادن ليعطي ماء وملح.
ناقل للكهرباء بحسب درجة إنحلاله.
يعطي شوارد الهيدرونيوم في الماء [H3O+].
الحموض القوية والعديد من الحموض المركزة هي مواد آكلة، وقد تكون خطيرة، وتسبب حروقاً خطيرة حتى ولو كان التماس بسيطا. تعالج الحروق الناتجة عن الحموض عادة بغسلها بالماء الجاري بغزارة، يتبعها معالجة طبية
مباشرة. وفي حالة الحموض المعدنية المركزة جدا كحمض الكبريت أو حمض الآزوت، فيجب أولا تنظيف الإصابة قبل الغسل بالماء، لأن مزج الحموض بالماء هو تفاعل ناشر للحرارة مما يسبب حرق حراري أيضا.
