خصائص المحاليل الحمضية والقاعدية

من خصائص المحاليل الحمضية والقاعدية

• الخصائص الفيزيائية للأحماض.
• الخصائص الكيميائية للأحماض.
• الخصائص الفيزيائية للقواعد.
• الخصائص الكيميائية للقواعد.

تلعب الأحماض والقواعد دورا مهما في حياتنا اليومية خارج نطاق الكيمياء والمعامل، وتؤثر في البيئة بشكل خاص، وتستخدم في الاختبارات والدراسات. وهناك العديد من الأحماض والقواعد في بيئتنا، ونتعامل معها باستمرار. لذلك، من المهم التعرف عليها ومعرفة خصائصها، وتقسم الخصائص إلى خصائص كيميائية وفيزيائية لكلا من القواعد والأحماض. وهذا ما سنتعرف عليه في هذا المقال

الأحماض: الحمض هو الجزيء القادر على تكوين رابطة تساهمية مع زوج آخر من الإلكترونات. توجد الأحماض بشكل شائع في معظم الأطعمة التي نتناولها باستمرار، مثل البرتقال والليمون التي تحتوي على حمض الستريك، والخل الذي يحتوي على حمض الخليك. كما يوجد الحمض بشكل طبيعي في المعدة، حيث تستخدم المعدة حمض الهيدروكلوريك في عملية الهضم. تتميز الأحماض بطعمها الحامض اللاذع وتفاعلها مع المعادن لتكوين جزيء الهيدروجين، الذي يتفاعل مع الكربونات لتكوين الملح وثاني أكسيد الكربون والماء. تحول الأحماض أيضا ورقة عباد الشمس من اللون الأزرق إلى اللون الأحمر، ويمكن قياس قوة الحمض بواسطة الرقم الهيدروجيني. تسبب الأحماض أيضا الحرقة والتهيج.

الخصائص الفيزيائية للأحماض:

• تأتي في العادة على شكل سائل أو غازي، ولكن يمكن أن تأتي بعض الأحماض على شكل صلب مثل المواد الزيوليتية.
• يتم التعرف على وجود الأحماض من خلال ظهور اللون الأحمر والأصفر في المؤشرات الدالة.
• تستخدم المحاليل الحمضية المائية كإلكتروليتات قوية في العلاج بالتوصيل.
• تتحول الأحماض إلى اللون الأحمر عند إضافة مادة الميثيل البرتقالي إليها.
• تتميز الأحماض بالطعم الحاد ويرجع ذلك إلى وجود حمض الستريك.
• تعد الأحماض من المحاليل الأكليلة، والتي قد تسبب تآكلًا للبشرة.
• تسبب الأبخرة الحمضية في المحرقات حرقانًا في الأنف وتهيجًا.
• يتحول لون ورق دوار الشمس من الأزرق إلى الأحمر بتأثير الأحماض.
• يمكن تخفيف معظم الأحماض بالماء لتقليل شدة حموضتها.
• تكون الأحماض عديمة اللون عند إضافة الفينول والفثالين.
• الأحماض لها القدرة على توصيل الكهرباء.

الخصائص الكيميائية للأحماض: 

• تتفاعل الأحماض مع الكربونات والبيكربونات لتوليد الملح والماء وغاز ثاني أكسيد الكربون.
•  تستطيع هذه المادة توفير أيونات الهيدرونيوم في المحاليل المائية.
• ينتج تفاعل الحمض مع القاعدة مركبًا أيونيًا من الملح والماء.
• يمكن جمع المولات المتساوية من الحمض والقاعدة معًا.
• تتفاعل مع المعادن النشطة لإنتاج غاز الهيدروجين.
•  يتميز الأحماض بأن لها درجة حموضة أقل من 7.
• تتفاعل مع القاعدة لتشكيل مركب ملح وماء،
• يتم تقليل الحمض بواسطة القاعدة.

القواعد: يمكن تعريف القاعدة في الكيمياء بثلاث طرق مختلفة حيث يشار إليها باسم قواعد أرهينيوس، وقواعد برونستد، وقواعد لويس، ولكن من المتعارف عليه في جميع تلك التعريفات أن القواعد هي المواد التي تتفاعل مع الأحماض، وذلك ما تم اقتراحه من قبل رويل في منتصف القرن الثامن عشر، كما اقترح أيضا سفانتي أرهينيوس في عام 1884، أن القاعدة هي عبارة عن مواد تنفصل في المحلول المائي، لإنتاج أيونات الهيدروكسيد، والتي بدورها تتفاعل بعد ذلك مع أيونات الهيدروجين المنبعثة من تفكك القاعدة، لتكوين الماء في التفاعل الحمضي القاعدي، ومن خلال تغيير توازن تأين الذات للماء، يكون للمحلول الناتج عن القاعدة كمية منخفضة جدا، من نشاط أيون الهيدروجين، وذلك بالطبع يكون مقارنة بأيون الهيدروجين الموجود في الماء النقي، لذلك نجد أن الماء في الظروف القياسية تكون درجة حموضته أعلى من 7، وذلك إذا كانت القاعدة القابلة للذوبان تحتوي بالفعل على أيون الهيدروكسيد وتطلقه، وهنا تتم الإشارة إليه على أنه قلوي، تعتبر أيضا أكاسيد المعادن، والهيدروكسيدات، وخاصة الألكوكسيدات من أساسيات القواعد، وتعتبر القواعد المترافقة للأحماض الضعيفة هي بالفعل قواعد ضعيفة.

الخصائص الفيزيائية للقواعد:

•  تكون معظم الأشكال الكيميائية في الصلب، ولكنها قد توجد أيضًا في شكل محلول أو غازي.
•  تعتبر المحاليل القاعدية من المحاليل التي لا تمتلك رائحة باستثناء الأمونيا التي تمتلك رائحة نفاذة.
• تتطلب القواعد مزجًا دقيقًا للمكونات، ويتم ذلك بناءً على درجة الحموضة والتركيز.
• تقوم البكتيريا بتحويل اللون الأحمر لأوراق دوار الشمس إلى اللون الأزرق.
• يتم تحديد القواعد باستخدام اللون الأزرق والبنفسجي عند إضافة مؤشرات الدلالة.
• يتم تحليل محلول القاعدة المائي إلى أيونات لتسهيل التوصيل الكهربائي.
• تتغير القواعد إلى اللون الوردي عند إضافة مؤشر الفينول والثالين.
• تتحول القواعد إلى اللون الأصفر بعد إضافة الميثيل البرتقالي.
• يمكن تخفيف قواعد المحلول بالماء لتقليل قلويته.
• تُعرف القواعد بأنها ذات مذاق مُر.

الخصائص الكيميائية:

• تتفاعل القواعد مع الأحماض لتكوين الملح والماء، ويمكن استخدام هذا التفاعل لتخليق أنواع مختلفة من الأملاح.
• تتميز هذه الشيء بوجود تفاعل طارد للحرارة، حيث تتفاعل بشدة عندما تذوب في الماء.
• تتميز القواعد بالصلابة مثل المادة زيوليت التي تتميز بخصائص تحفيزية.
•  تتمتع القواعد بالقدرة على استقبال البروتونات من المتبرع بالبروتونات.
• القواعد تتميز بأن لها درجة حموضة أعلى من الرقم 7.

خصائص تشترك فيها كل من المحاليل الحمضية والقاعدية

هناك الكثير من الأشياء الشائعة التي يتم استخدامها يوميا، وتكون عبارة عن أحماض وقواعد حتى إن لم نكن ندرك ذلك، على سبيل المثال، ثمار الليمون والبرتقال والجريب فروت وغيرها تحتوي على حامض الستريك، ويحتوي التمر الهندي والعنب على حمض الطرطريك، أما زيت الزيتون فيحتوي على حمض الأوليك، والخل يحتوي على حامض الخليك، وهناك العديد من أنواع الصابون ومعجون الأسنان، وجميع تلك الأشياء موجودة حولنا وتستخدم بشكل يومي ومتكرر، وبالنسبة للقواعد، فإنها توجد بكثرة في صودا الخبز التي يتعذر الاستغناء عنها في العديد من الأشياء، وعلى الرغم من أن كل منها له خصائصه الفريدة، إلا أن هناك خصائص مشتركة بينها وهي كالتالي

• تقوم الأحماض بإطلاق أيونات الهيدروجين H+، في حين تقوم القواعد بإطلاق أيونات الهيدروكسيد OH-.
• تعد عملية خلط الحمض أو القاعدة في الماء عملية تطرد الحرارة وتولد كمية من الحرارة.
• كل ما يتعلق بالأحماض والقواعد هو مادة كهربائية بمعنى أنها تمتلك قدرة جيدة على توصيل التيار الكهربائي.
• تتسبب معظم الأحماض والقواعد القوية في تآكل المعادن أو صدأها.
• تتغير أوراق دوار الشمس لونها، والتي تعتبر كاشفا كيميائيا لهذه النبتة
• يتم تصنيفهما على أساس القوة والتركيز والأساس الكيميائي والحموضة.
•   الأحماض والقواعد هي محاليل قابلة للذوبان في الطبيعة.
• كليهما يمكنهم إلحاق الضرر وتسبب الحروق.
•  كل من الأحماض والقواعد تتفاعل مع الماء.

استخدامات المحاليل الحمضية

هناك أنواع كثيرة من المحاليل الحمضية، ولكل نوع منها استخدامات خاصة لا يمكن الاستغناء عنها، وفيما يلي سوف نتعرف على استخدامات المحاليل الحمضية

حمض الستريك:

• يستخدم كمادة حافظة للطعام.
• يستعمل في  صناعة التوابل.

حمض الأسكوربيك (ويسمى أيضًا فيتامين ج):

• يستخدم لعلاج أمراض النخاع العظمي والأسقربوط.

حمض الاسيتيك:

• يضاف إلى المخللات لجعلها حامضة.

حمض الطرطريك:

• يعتبر أحد مكونات قوة الخبز.

حامض الهيدروكلوريك:

• يساعد وجوده في العصارة المعدة على هضم الطعام الذي نتناوله.
• يستخدم كمنظف للحمام.
• يستخدم في صناعة البولي فينيل كلورايد (PVC).

حمض النيتريك:

• يتشكل حمض النيتريك في مياه الأمطار ويتحول إلى نترات في التربة، والتي تستخدمها النباتات لاحقًا للحصول على النيتروجين.
• يستخدم في صناعة الأسمدة مثل نترات الأمونيوم.
• يستخدم في صنع المتفجرات مثل مادة تي إن تي والديناميت.

حامض الكبريتيك: 

• يدخل في صناعة بطاريات التخزين.
• يتم استخدامه في صناعة الأسمدة والدهانات والأصباغ والمنظفات والألياف الصناعية.
• يدخل في صناعة حمض الهيدروكلوريك.

حامض الفوسفريك:

• يدخل في صناعات الأسمدة والمنظفات.

حمض البوريك:

• يستخدم في صناعة الزجاج، والمينا، والجلود، والورق، والمواد اللاصقة، والمتفجرات.
• يستخدم على نطاق واسع في منظفات المنزل.