أوجه الشبه والاختلاف بين الأحماض والقواعد

هل يمكن استخدام مشروب الشاي في تمييز الحمض من القاعدة

يتساءل بعض الأشخاص عما إذا كان بإمكان مشروب الشاي استخدامه في تمييز الحمض من القاعدة؟ والجواب هو نعم، لأن أوراق الشاي تحتوي على كمية كبيرة من صبغة الثيروبيجين – وهي الصبغة المسؤولة عن درجة غمق لون الشاي – ومن المعروف أن هذه الصبغة تتغير لونها في أي وسط حمضي وتسبب تغير لون الشاي إلى درجة أفتح، ولكن إذا أضفنا محلولا قاعديا مثل هيدروكسيد الصوديوم، سيتحول لون الشاي إلى درجة غمقان، وإذا أضفنا محلولا محايدا بين الاثنين، فلن يتغير لون الشاي، ولكن هذه النظرية لا تنطبق على الشاي الأخضر لأنه يتم جمع أوراق الشاي الأخضر قبل إنتاج صبغة الثيروبيجين بشكل كاف، وبسبب هذه التجربة يمكن التعرف بسهولة على أوجه التشابه والاختلاف بين الأحماض والقواعد

الاختلاف بين الأحماض والقواعد

تختلف الأحماض والقواعد في العديد من الجوانب، بدءًا من التعريف وحتى اللون والخصائص الفيزيائية والكيميائية، وإليك بعض الاختلافات بينهما، مثل:

• التعريف

تختلف الحمض والقاعدة عن بعضهما البعض، فالحمض هو مركب كيميائي ينتج محلول هيدروجيني نشط عند إذابته في الماء، بينما القاعدة تعتبر مادة مائية تمتص أيونات الهيدروجين بعد تذويبها في الماء.

• القوة

تعتمد قوة الحمض على تركيز أيونات الهيدرونيوم، بينما تعتمد قوة القاعدة على تركيز أيونات الهيدروكسيد

• الخصائص الفيزيائية

تختلف حالة الأحماض بين الصلبة والسائلة أو الغازية وفقًا لدرجة حرارتها، ولها طعم حامض، بينما تمتلك القواعد طعمًا مرًا وتكون دائمًا زلقة أو صلبة، باستثناء غاز الأمونيا.

• التفاعل مع الماء

تحدث تفاعلات الأحماض مع الماء تفكك أيونات الهيدروجين الموجبة (H+)، بينما تحدث تفاعلات القواعد مع الماء تفكك أيونات الهيدروكسيد السالبة (OH-)

• اختبار ورقة عباد الشمس

عند وضع محلول حمضي على ورقة عباد الشمس، يتحول لون الورقة إلى اللون الأحمر، بينما يتحول لون الورقة إلى اللون الأزرق عند وضع محلول قاعدي.

• درجة الحموضة

تتميز الأحماض بدرجة حموضة أقل من7.0، بينما تتميز القواعد بدرجة حموضة أعلى من 7.0، ويمكن أن تتراوح بين 7.0 و14، وذلك حسب قوة القاعدة.

• التفاعل مع الفينول فثالين

تبقى الأحماض بلا لون عند إضافة الفينول فثالين إلى المحلول، بينما تتحول القواعد إلى اللون الوردي عند إضافة الفينول فثالين إلى المحلول.

التشابه بين الأحماض والقواعد

عندما نتعرف على أوجه الاختلاف بين الأحماض والقواعد، ندرك تمامًا أنهما مختلفين في الكثير من الخصائص والصفات والاستخدامات، ولكن علينا أيضًا أن ندرك وجود بعض الشبه القوية بينهما. وفيما يلي أوجه التشابه بين الأحماض والقلويات:

• تميل كل منالأحماض والقواعد القوية إلى تآكل المعادن، مما يسبب لها التآكل.
• تطلق كلٌ من الحمض والقاعدة كمية من الحرارة عندما يتم مزجهما في الماء.
• تسبب الأحماض والقواعد القوية حروقًا شديدة في الجسم إذا تم لمس الجلد بها.
• تتشابه الأحماض والقلويات في تصنيفهما بناءً على تركيزهما وقوتهما.
• تتشابه الأحماض والقلويات في أن كلاهما يعد موصلًا جيدًا للكهرباء لأنهما عبارة عن كتروليتات.
• تتفاعل الماء مع الأحماض والقلويات، ومعظم الأحماض والقلويات قابلة للذوبان في العديد من المواد.
• ينتج كلًا من الأحماض والقواعد أيونات في محلول مائي، حيث تفرز الأحماض أيونات الهيدروجين (H+)، بينما تفرز القواعد أيونات الهيدروكسيد (OH-).
• تؤدي القواعد والقلويات إلى تغيير لون ورق عباد الشمس، حيث تقوم القواعد بتحويل لون ورق زهرة عباد الشمس الأحمر إلى اللون الأزرق، في حين تميل الأحماض إلى تغيير لون ورق زهرة عباد الشمس الأزرق إلى اللون الأحمر.
• يستخدم الإنسان الأحماض والقلويات بشكل مستمر في حياته اليومية، حيث تكون بعض الثمار التي نتناولها أو نستخدمها قاعدية أو حامضية. على سبيل المثال، ثمار الليمون والبرتقال والجريب فروت تحتوي على حمض الستريك، بينما يحتوي التمر الهندي والعنب على حمض الطرطريك، ويحتوي زيت الزيتون على حمض الأوليك، ويحتوي الخل على حمض الأسيتيك. بالمقابل، توجد القواعد في معجون الأسنان والصابون وصودا الخبز. إذا، الأحماض والقلويات تتواجد في حياتنا اليومية بشكل واسع.

استخدامات الأحماض والقواعد

تمتلك الأحماض والقواعد تأثير قوي على حياة الإنسان اليومية وذلك لأنهما يدخلان في الكثير من الأمور سواء التفاعلات البيولوجية أو الاستخدامات اليومية، مثل هضم الطعام والمنظفات وغيره وغيره، فالأحماض مادة مهمة جدًا تعمل على موازنة الأس الهيدروجيني في الجسم بحيث لا تزيد عن 7، على عكس القواعد التي قد يصل فيها الأس الهيدروجيني إلى 14، ويقوم الجسم بمهمة كبيرة هنا عندما يأكل الإنسان أي طعام حمضي يقوم الجسم بتفعيل نظام تحييد الأيونات الموجبة التي تنتجها الأحماض بالتالي تكون القواعد مطلوبة من أجل موازنة الجسم وتنظيمه، بالتالي فإن الأحماض والقواعد لهم دور مهم جدًا في حياتنا اليومية، وإليك بعض استخدامات كلًا من الأحماض والقواعد كما يأتي:

استخدامات الأحماض

• تستخدم الأحماض لأغراض التنظيف المنزلي.
• تُستخدم الأحماض أيضًا لإزالة الصدأ والتآكل في المعادن، وذلك باستخدام تقنية تسمى `تقنية التخليل`.
• تستخدم بعض الأحماض في الصناعات المختلفة، حيث يستخدم حمض الكبريتيك وحمض النيتريك في صناعة الدهانات والأسمدة والمتفجرات والصبغات.
• تستخدم بعض المواد الحمضية في صناعة السيارات، مثل استخدام حمض الكبريتيك في صنع بطاريات السيارات والمصابيح، ويستخدم هذا الحمض أيضًا في معالجة بعض المعادن.
• تستخدم بعض الأحماض كمذيبات للمعادن، حيث يستخدم حمض الهيدروكلوريك (HCl)لصنع مادة أكوا ريجيا، وهي عبارة عن مادة تساعد في إذابة بعض المعادن مثل البلاتين والذهب.
• تستخدم بعض الأحماض في صناعات الكيميائية، حيث يتم استخدامها كمواد معادلة في إنتاج الأملاح، مثل استخدام حمض النيتريك (HNO3) في تفاعل مع الأمونيا (NH3)، وذلك لإنتاج السماد الذي هو نترات الأمونيوم.

استخدامات القواعد

• تستخدم بعض القواعد لمعادلة حموضة التربة.
• يستخدم هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) في صناعة الصابون والألياف الاصطناعية والورق.
• يستخدم هيدروكسيد الأمونيوم (NH4OH) في عملية إزالة الشحوم عن الملابس.
• تستخدم مادة البيكربونات الصوديوم (NaHCO3) في صنع معجون الأسنان، كما توجد في طفايات الحريق وصودا الخبز.
• تُستخدم مادة هيدروكسيد البوتاسيوم في صناعة البطاريات القلوية، وكذلك في صناعة مزيلات رائحة العرق.
• يستخدم هيدروكسيد الصوديوم في تصنيع بعض الأدوية، ويُضاف إلى عملية تكرير البترول، ويستخدم أيضاً في تنظيف الأحواض والأفران والمصارف.
• تمتلك مادة هيدروكسيد الكالسيوم أو الجير المطفأ أهمية كبيرة جدا حيث تستخدم في العديد من الصناعات. فهي تستخدم في صناعة مسحوق التبييض، وذلك عن طريق خلطها مع الماء والرمل لإنشاء مادة تستخدم في تشييد المباني. ويستخدم المزارعون هذا الجير المطفأ في الحقول للحد من الآثار الخطيرة للأمطار الحمضية. يعمل هيدروكسيد الكالسيوم أيضا على توازن الحموضة في إمدادات المياه. وتستخدم كمادة علاجية للحروق التي قد تحدث بسبب الأحماض، وكمضاد لحالات التسمم الغذائي، وتستخدم في صناعة مبيدات الفطريات. وتضاف إلى الخليط المستخدم لتبييض الأسنان.