id
int32 0
61k
| text
stringlengths 4
31.7k
| text_type
stringclasses 7
values | context
stringlengths 4
31.7k
| context_type
stringclasses 6
values | source_language_name
stringclasses 1
value | source_language_code
stringclasses 1
value | source_title
stringlengths 0
80
| source_url
stringlengths 0
620
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
51,500 | ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. | sentence | ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,501 | لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. | sentence | ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,502 | ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات. | sentence | ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,503 | يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق: | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,504 | يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. | sentence | يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق: | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,505 | يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق: | sentence | يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق: | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,506 | الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+): | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,507 | الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. | sentence | الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+): | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,508 | من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). | sentence | الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+): | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,509 | وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+): | sentence | الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+): | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,510 | لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,511 | لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. | sentence | لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,512 | لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq | sentence | لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,513 | للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين: | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,514 | للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. | sentence | للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين: | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,515 | يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين: | sentence | للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين: | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,516 | ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة. | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,517 | ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. | sentence | ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,518 | ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة. | sentence | ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,519 | يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+– | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,520 | وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. | sentence | يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+– | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,521 | وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+– | sentence | يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+– | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,522 | أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين. | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,523 | أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. | sentence | أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,524 | وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين. | sentence | أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,525 | على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,526 | وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). | sentence | على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,527 | وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq | sentence | على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,528 | لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول. | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,529 | من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط. | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,530 | من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. | sentence | من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,531 | وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط. | sentence | من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,532 | يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة. | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,533 | مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. | sentence | يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,534 | من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة. | sentence | يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,535 | بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين. | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,536 | بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. | sentence | بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,537 | تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. | sentence | بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,538 | وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين. | sentence | بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,539 | الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط. | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,540 | الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. | sentence | الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,541 | ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. | sentence | الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,542 | أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. | sentence | الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,543 | ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط. | sentence | الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,544 | ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د). | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,545 | ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د). | sentence | ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د). | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,546 | الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,547 | القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,548 | الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,549 | القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,550 | من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية. | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,551 | من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. | sentence | من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,552 | وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. | sentence | من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,553 | يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. | sentence | من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,554 | والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. | sentence | من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,555 | كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة. | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,556 | والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. | sentence | كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,557 | تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. | sentence | كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,558 | إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة. | sentence | كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,559 | توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء. | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,560 | توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. | sentence | توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,561 | إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. | sentence | توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,562 | هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. | sentence | توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,563 | وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء. | sentence | توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,564 | بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ). | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,565 | بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. | sentence | بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ). | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,566 | ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ). | sentence | بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ). | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,567 | الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون. | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,568 | الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. | sentence | الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,569 | لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. | sentence | الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,570 | وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون. | sentence | الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,571 | تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,572 | تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. | sentence | تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,573 | بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq | sentence | تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,574 | هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء: | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,575 | هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. | sentence | هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء: | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,576 | على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء: | sentence | هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء: | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,577 | يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+): | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,578 | يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. | sentence | يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+): | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,579 | ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+): | sentence | يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+): | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,580 | إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا: | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,581 | إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. | sentence | إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا: | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,582 | وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا: | sentence | إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا: | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,583 | هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا. | paragraph | # شارح الدرس: الحمضية والقاعدية الكيمياء • الصف الأول الثانوي
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في حصص الكيمياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!
الكيمياء
- الحصة التالية:
- المقاعد المتبقية: 12
في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُعرِّف الأحماض والقواعد، ونفهم خواصها المميزة، ونحدِّد الأنواع الحمضية والقاعدية في التفاعلات الكيميائية.
الأحماض والقواعد موادُّ يمكننا إيجادها في كل مكان حولنا. يوضِّح الجدول الآتي بعض الأحماض والقواعد الشائعة التي قد نكون على دراية بها.
الاسم الكيميائيالصيغة الكيميائيةموجود فيالأحماضحمض الأسيتيكCHCOOH3الخلحمض الكربونيكHCO23المشروبات الغازيةحمض الستريكCHO687ثمرات الموالح والحلوى الحمضيةحمض الهيدروكلوريكHClالمعدةحمض اللاكتيكCHO363الحليبالقواعدهيدروكسيد الصوديومNaOHالمنظفات والملدنات في خليط الأسمنتبيكربونات الصوديومNaHCO3صودا الخبزكربونات الكالسيومCaCO3مضادات الحموضةهيدروكسيد المغنيسيومMg(OH)2حليب المغنيسيا
لعلنا نعرف أن ثمرات الليمون حمضية، وأن المنظفات، كالأمونيا والمُبيض، قاعدية، لكن ما الذي يجعلنا نصنِّف مادةً ما على أنها حمض أو قاعدة؟
عُرِف مصطلحا الحمض والقلوي (القاعدة) منذ عدة قرون. مع بداية القرن التاسع عشر كان من المعروف جيدًا أن للأحماض والقواعد خواص معيَّنة، لكن لم يكُن هناك تعريف رسمي يمكن تصنيفها من خلاله.
خواص الأحماضخواص القواعدمذاق حامض
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأحمرمذاق مر
تغيُّر لون ورقة عباد الشمس إلى الأزرق
ملمس زلق
عام 1887، اقترح العالم السويدي سفانت أرهينيوس أول تعريف مقبول على نطاق واسع للحمض والقاعدة. عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تتأيَّن عند الذوبان في الماء لتُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو لتزيد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
### تعريف: حمض أرهينيوس
حمض أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء.
حمض الهيدروكلوريك (HCl) أحد أمثلة حمض أرهينيوس. عندما يذوب HCl في الماء، يُعطي أيونات H+ وCl–: HCl()H()+Cl()gaqaqHO()2l+–
لا تبقى أيونات H+ حرة في المحلول، ولكن تكتسبها جزيئات الماء لتكوِّن أيونات الهيدرونيوم، HO3+. تُستخدم المعادلة الكيميائية المذكورة سابقًا عادةً لاختصار التفاعل. لكن المعادلة الكيميائية الآتية تمثِّل ذلك بشكل أكثر دقة: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
وفقًا لتعريف أرهينيوس، تُصنَّف القواعد على أنها مواد تتأيَّن في الماء لإنتاج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو لزيادة تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول.
### تعريف: قاعدة أرهينيوس
قاعدة أرهينيوس مادةٌ تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عندما تذوب في الماء.
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أحد أمثلة قاعدة أرهينيوس. عند إذابة NaOH في الماء، يتأيَّن إلى Na+ وOH–. توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل الكامل: NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–
### مثال ١: تحديد تعريف حمض أرهينيوس
وفقًا لنظرية أرهينيوس، أيٌّ من الآتي يُعَد تعريفًا للحمض؟
1. مادة تُغيِّر لون المحلول المائي
2. مادة تتأيَّن في المحلول المائي لإنتاج أيونات OH–
3. مادة تتعرَّض للفوران عند وضعها في محلول مائي
4. مادة تذيب أي مادة موجودة في محلول منها
5. مادة تتأيَّن في محلول مائي لإنتاج أيونات H+
### الحل
عرَّف سفانت أرهينيوس الحمض بأنه مادة تُنتج أيونات الهيدروجين (H+) أو تزيد تركيز أيونات الهيدروجين عندما تذوب في الماء. تُنتَج أيونات الهيدروجين عندما يتأيَّن أي حمض في محلول. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار (هـ).
على الرغم من أن تعريفَي أرهينيوس للحمض والقاعدة مفيدان، فإنهما محدودان. ينطبق التعريفان فقط على المواد التي أُذيبت في الماء. ولكن من الممكن أن تحدث تفاعلات الأحماض والقواعد عند ذوبان المركبات في مذيبات أخرى، حتى عندما تكون في الحالة الغازية.
عام 1932، اقترح العالمان يوهانس برونستد وتوماس لوري، بشكل مستقل، تعريفين جديدين للحمض والقاعدة ليشملا مزيدًا من المواد وظروف التفاعل. اعتقدا أن تفاعلات الأحماض والقواعد تتضمَّن انتقال بروتون (H+) من حمض إلى قاعدة. ومن ثَمَّ، وفقًا لتعريف برونستد-لوري، فإن الحمض هو مانح البروتون، والقاعدة هي مستقبل البروتون.
### تعريف: حمض برونستد-لوري
حمض برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكن أن تفقد أو تمنح بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
### تعريف: قاعدة برونستد-لوري
قاعدة برونستد-لوري عبارة عن مادة يمكنها أن تكتسب أو تستقبل بروتونات (H+) في تفاعلٍ ما.
لا تزال المواد التي صُنِّفت على أنها أحماض أرهينيوس تُعتبر أحماضًا وفقًا لتعريف برونستد-لوري، وينطبق الأمر نفسه على قواعد أرهينيوس. وفي بعض الأحيان، قد يُشار إلى قواعد أرهينيوس بأنها قلويات. والقلويات قواعدُ قابلةٌ للذوبان في الماء. جميع القلويات قواعد، ولكن ليس جميع المواد التي يمكننا تصنيفها على أنها قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري تعتبر قلويات.
### مثال ٢: إكمال تعريف قاعدة برونستد-لوري
املأ الفراغ: في نظرية برونستد-لوري، تُعرَّف القاعدة بأنها مادة .
1. مستقبلة لأيونات H+
2. مستقبلة لأيونات OH–
3. مانحة لأيونات H+
4. مانحة لأيونات OH–
5. مانحة لجزيء HO2
### الحل
في نظرية برونستد-لوري، تحدث تفاعلات القاعدة والحمض عندما يَنقُل حمض ما بروتونًا إلى قاعدة. يُستخدَم كلٌّ من أيون وبروتون H+ عادةً بالتبادل، خاصةً عند الإشارة إلى الأحماض والقواعد؛ وذلك لأن أيون H+ يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على إلكترونات أو نيوترونات. إذا كان أيون H+ يُنقَل إلى القاعدة، يمكننا الإشارة إلى القاعدة بأنها مستقبلة لأيونات H+. ومن ثَمَّ، يجب أن نملأ الفراغ بالكلمات: «مستقبلة لأيونات H+».
ذكر أرهينيوس أن ناتجَي تفاعل الحمض والقاعدة هما الملح والماء. ويعتمد تعريف التفاعل هذا على احتواء القاعدة على الهيدروكسيد. لكن هناك العديد من قواعد برونستد-لوري التي لا تحتوي على هيدروكسيد. ولذلك، عند تفاعل حمض مع قاعدة لا تحتوي على هيدروكسيد، من الأفضل التفكير في انتقال البروتونات.
توضِّح المعادلة الكيميائية الآتية التفاعل بين حمض وقاعدة برونستد-لوري:
يجب أن يحتوي حمض برونستد-لوري على ذرة هيدروجين يمكن فقدانها في صورة أيون H+، ويجب ان تكون قاعدة برونستد-لوري قادرة على استقبال ايون H+. يُسمَّى النوع الناتج عن فقدان حمضٍ ما لبروتون بالقاعدة المرافقة، ويُسمَّى النوع الناتج عن اكتساب قاعدة ما لبروتون بالحمض المرافق:
### مثال ٣: التعرُّف على المعادلة الكيميائية لتأيُّن حمض النيتريك
في أحد المحاليل، يتأيَّن حمض النيتريك (HNO3) تأيُّنًا تامًّا ليتكوَّن محلول حمضي. أيُّ المعادلات الآتية توضِّح تأيُّن HNO3؟
1. HNO()+H()HNO()3+23aqaqaq
2. HNO()H()+NO()3+3–aqaqaq
3. HNO()NO()+OH()32–aqaqaq
4. HNO()HNO()+O()32–aqaqaq
5. 2HNO()2H()+N()+3O()3+22aqaqgg
### الحل
الحمض، كما يعرِّفه برونستد ولوري، مادةٌ يمكن أن تفقد أو تمنح بروتون (H+) في تفاعلٍ ما. من الممكن أن يمنح حمض النيتريك بروتونًا ليتحوَّل إلى أيون نيترات (NO3–). وبما أن الحمض موجود في محلول، إذن يمكن أن تستقبل جزيئات الماء البروتون لتتحوَّل إلى أيونات هيدرونيوم (HO3+):
لا يتضمَّن أيٌّ من الإجابات معادلةً تكون جزيئات الماء فيها متفاعلًا ثانيًا. لذا، يمكننا اختصار المعادلة الكيميائية عن طريق إزالة HO2 من جانبَي المعادلة، وإضافة رمز الحالة ( aq)، وهو ما يوضِّح أن جميع الأنواع مذابة في الماء: HNO()H()+NO()3+–3aqaqaq
ومن ثَمَّ، فإن المعادلة التي توضِّح تأيُّن حمض النيتريك هي المعادلة الموجودة في خيار الإجابة (ب).
للأحماض المرافقة والقواعد المرافقة نفس سلوك الأحماض والقواعد. يمكن للحمض المرافق أن يمنح بروتونًا للقاعدة المرافقة لإعادة تكوين الحمض والقاعدة الأصليين:
ومن ثَمَّ، فإن تفاعلات الأحماض والقواعد لها القدرة على التحرُّك في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. ويُحدَّد الاتجاه العام لتفاعل الأحماض والقواعد حسب قوة الحمض والقاعدة.
تعتمد قوة الأحماض أو القواعد على قابلية المادة للتأيُّن. الأحماض والقواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء تعتبر قوية.
### تعريف: الأحماض أو القواعد القوية
الأحماض أو القواعد القوية هي الأحماض أو القواعد التي يمكنها أن تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند إذابتها في الماء.
يُعَد حمض الهيدروكلوريك أحد الأحماض القوية. وذلك لأنه عند الذوبان في الماء، تتأيَّن جميع جزيئات حمض الهيدروكلوريك إلى أيونات H+ وCl–. وتكتسب جزيئات الماء أيونات H+ لتكوِّن HO3+: HCl()+HO()HO()+Cl()glaqaq23+–
لا يمكن أن تتأيَّن القاعدة المرافقة لحمض قوي والحمض المرافق لقاعدة قوية لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين في محلول ما:
ومن ثَمَّ، فإن التفاعلات التي تتضمَّن أحماضًا وقواعد قوية تتفاعل حتى النهاية. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم تفاعل أمامي ().
أما بالنسبة إلى الأحماض والقواعد التي لا تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا عند الذوبان في الماء، فتعتبر ضعيفة. وكلٌّ من القاعدة المرافقة لحمض ضعيف والحمض المرافق لقاعدة ضعيفة يكون قادرًا على التأيُّن لإعادة تكوين المتفاعلَيْن الأصليين.
### تعريف: الأحماض أو القواعد الضعيفة
الأحماض أو القواعد الضعيفة عبارة عن أحماض أو قواعد تتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
على سبيل المثال، تُعَد الأمونيا (NH3) قاعدة ضعيفة. وذلك لأنه عند إذابتها في الماء، تتأيَّن بعض جزيئاتها إلى أيون الأمونيوم (NH4+). وفي الوقت نفسه، قد تفقد بعض أيونات الأمونيوم المكوَّنة حديثًا بروتونًا واحدًا لتتحوَّل مرةً أخرى إلى أمونيا: NH()+HO()NH()+OH()32+4–aqlaqaq
تكون التفاعلات التي تتضمَّن حمضًا وقاعدة ضعيفَيْن في حالة الاتزان. ويُستخدَم في المعادلة الكيميائية لهذه التفاعلات سهم اتزان ().
يمثِّل الشكلان الآتيان الفرق بين سلوك حمض قوي (HI) وحمض ضعيف (HF) في الماء.
لاحظ كيف أنه في محلول HI، الذي هو حمض قوي، يحدث تأيُّن تام للجزيئات إلى أيونات I– وHO3+، في حين أنه في محلول HF، الذي هو حمض ضعيف، ما زالت هناك بعض جزيئات HF التي لم تتأيَّن في المحلول.
من المهم أن نعرف الفرق بين قوة الحمض أو القاعدة وتركيزهما. تُشير القوة إلى قدرة المادة على التأيُّن. وتكون الأحماض والقواعد قوية عندما تتأيَّن جميع جزيئاتها تأيُّنًا تامًّا، وتكون ضعيفة عندما تتأيَّن بعض جزيئاتها فقط.
يُشير التركيز إلى كمية المادة المذابة في حجم معيَّن. إذا كانت كمية المادة المذابة كبيرة، يكون المحلول
مركَّزًا، وإذا كانت كمية المادة المذابة صغيرة، يمكن اعتبار المحلول مخفَّفًا. من الممكن الحصول على محاليل مخفَّفة لأحماض قوية ومحاليل مركَّزة لقواعد ضعيفة.
بجانب هذا، يمكننا وصف المحاليل بأنها أكثر حمضية أو قاعديةً من محاليل أخرى. تصبح المحاليل أكثر حمضية عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروكسيد. وبالمثل، تصبح المحاليل أكثر قاعديةً عندما يزداد تركيز أيونات الهيدروكسيد في المحلول ويقل تركيز أيونات الهيدروجين.
### مثال ٤: معرفة الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
أيُّ العبارات الآتية تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف؟
1. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي جزئيًّا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن تمامًا.
2. يُعَد الحمض القوي أعلى تركيزًا من الحمض الضعيف.
3. في المحلول المائي، يحتوي الحمض القوي على أيونات أقل من الحمض الضعيف.
4. في المحلول المائي، يتأيَّن الحمض القوي تمامًا، أما الحمض الضعيف فيتأيَّن جزئيًّا فقط.
5. يُعَد الحمض الضعيف أعلى تركيزًا من الحمض القوي.
### الحل
الحمض القوي عبارة عن مادة تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول. ويُستخدَم سهم التفاعل الأمامي () للإشارة إلى تأيُّن جميع جزيئات الحمض. أما الحمض الضعيف فهو مادة تتأيَّن جزئيًّا فقط عند وجودها في محلول. ويُستخدَم سهم الاتزان () للإشارة إلى تأيُّن بعضٍ من جزيئات الحمض فقط.
ليست هناك علاقة بين تركيز حمض ما وقوته. ومن ثَمَّ، فإن العبارة التي تَصِف جيدًا الفرق بين الحمض القوي والحمض الضعيف هي العبارة الموجودة في خيار الإجابة (د).
يوجد عدد محدود من الأحماض والقواعد القوية. يوضِّح الجدولان الآتيان الأحماض السبعة القوية والقواعد الثماني القوية:
الأحماض القويةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروكلوريك (HCl)HCl()+HO()HO()+Cl()aqlaqaq23+–حمض الهيدروبروميك (HBr)HBr()+HO()HO()+Br()aqlaqaq23+–حمض الهيدرويوديك (HI)HI()+HO()HO()+I()aqlaqaq23+–حمض النيتريك (HNO3)HNO()+HO()HO()+NO()323+3–aqlaqaqحمض الكلوريك (HClO3)HClO()+HO()HO()+ClO()323+3–aqlaqaqحمض البيركلوريك (HClO4)HClO()+HO()HO()+ClO()423+4–aqlaqaqحمض الكبريتيك (HSO24)HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
القواعد القويةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنهيدروكسيد الليثيوم (LiOH)LiOH()Li()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)NaOH()Na()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)KOH()K()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الروبيديوم (RbOH)RbOH()Rb()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد السيزيوم (CsOH)CsOH()Cs()+OH()saqaqHO()2l+–هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)Ca(OH)()Ca()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد السترونشيوم (Sr(OH)2)Sr(OH)()Sr()+2OH()22+–saqaqHO()2lهيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)Ba(OH)()Ba()+2OH()22+–saqaqHO()2l
يعتبر أغلب الأحماض والقواعد ضعيفًا. يوضِّح الجدولان الآتيان بعض الأحماض والقواعد الضعيفة الشائعة.
الأحماض الضعيفةاسم الحمض (الصيغة)تفاعل التأيُّنحمض الهيدروفلوريك (HF)HF()+HO()HO()+F()aqlaqaq23+–سيانيد الهيدروجين (HCN)HCN()+HO()HO()+CN()aqlaqaq23+–كبريتيد الهيدروجين (HS2)HS()+HO()HO()+HS()223+–aqlaqaq
HS()+HO()HO()+S()–23+2–aqlaqaqحمض الكربونيك (HCO23)HCO()+HO()HO()+HCO()2323+3–aqlaqaq
HCO()+HO()HO()+CO()–323+32–aqlaqaqحمض الفوسفوريك (HPO34)HPO()+HO()HO()+HPO()3423+24–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+HPO()2–423+42–aqlaqaq
HPO()+HO()HO()+PO()2–423+43–aqlaqaqحمض الأسيتيك (CHCOOH3)CHCOOH()+HO()HO()+CHCOO()323+3–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
القواعد الضعيفةاسم القاعدة (الصيغة)تفاعل التأيُّنالأمونيا (NH3)NH()+HO()NH()+OH()324+–aqlaqaqثلاثي ميثيل أمين ((CH)N)33(CH)N()+HO()(CH)NH()+OH()33233+–aqlaqaqالماء (HO2)HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### مثال ٥: تحديد أيُّ المحاليل يمثِّل قاعدة ضعيفة
أيُّ المحاليل الآتية تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة؟
1. محلول تركيزه 2 M من NH3
2. محلول تركيزه 0.1 M من NaOH
3. محلول تركيزه 0.2 M من Ba(OH)2
4. محلول تركيزه 1 M من LiOH
5. محلول تركيزه 0.5 M من KOH
### الحل
من الممكن أن تتأيَّن هيدروكسيدات الفلزات مثل NaOH عند إذابتها في الماء إلى كاتيون فلزي وهيدروكسيد. وتعتبر المواد التي تُنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول قواعد وفقًا لتعريف أرهينيوس. يحتوي الأمونيا (NH3) على زوج وحيد من الإلكترونات يمكنه استقبال أيون H+. والمواد التي يمكن أن تكون مستقبلة لأيون H+ تعتبر قواعد وفقًا لتعريف برونستد-لوري. إذن جميع الإجابات تمثِّل محاليل قاعدية.
كلٌّ من المحاليل المُعطاة له تركيز مختلف. والتركيز هو قياس لكمية المادة في حجم معيَّن، لكنه لا يُشير إلى قوة قاعدة ما. تعتمد قوة القاعدة على قدرة المادة على التأيُّن في المحلول. إن المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا تامًّا في المحلول تعتبر قوية، أما المواد التي تتأيَّن تأيُّنًا جزئيًّا فقط في المحلول فتعتبر ضعيفة.
توجد ثماني قواعد قوية، وجميعها إما هيدروكسيدات فلزية قلوية وإما هيدروكسيدات فلزية أرضية قلوية. إنها LiOH، NaOH، KOH، RbOH، CsOH، Ca(OH)2، Sr(OH)2، Ba(OH)2. هذه المركبات الثمانية ستتأيَّن تمامًا عند إذابتها في ماء. وجميع القواعد الأخرى ستتأيَّن جزئيًّا فقط عند إذابتها في الماء.
بالنظر إلى الإجابات التي لدينا، نلاحظ أن خيارات الإجابات من ب إلى هـ تتضمَّن قاعدة قوية. ومن ثَمَّ، فإن الإجابة التي تُعَد مثالًا على القواعد الضعيفة هي الإجابة (أ).
الأحماض التي تتأيَّن لتُنتج أيون H+ واحدًا فقط تُسمَّى الأحماض الأحادية البروتون؛ لأنها تُنتج بروتونًا واحدًا. لكن يمكن لحمض الكربونيك وحمض الفوسفوريك، الواردين في جدول الأحماض الضعيفة السابق، إنتاج أكثر من أيون H+ واحد في المحلول. وتُسمَّى الأحماض القادرة على إنتاج بروتونين منفصلين الأحماض الثنائية البروتون، أما الأحماض التي تُنتج أكثر من اثنين من البروتونات فتُسمَّى الأحماض المتعدِّدة البروتون.
تمنح الأحماض الثنائية البروتون والمتعدِّدة البروتون بروتونًا واحدًا في كل مرة، وذلك حيث يُفقَد البروتون الأول بسرعة وسهولة أكبر من البروتون الثاني أو الثالث. بالنسبة إلى حمض الكبريتيك، الذي هو حمض قوي، يتأيَّن البروتون الأول تأيُّنًا تامًّا وسلِسًا من جزيء حمض الكبريتيك: HSO()+HO()HO()+HSO()2423+4–aqlaqaq
أما البروتون الثاني في HSO4– الناتج، فإنه يتأيَّن بحدٍّ قليل. ومن ثَمَّ، يعتبر HSO4– حمضًا ضعيفًا: HSO()+HO()HO()+SO()4–23+42–aqlaqaq
هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أكثر من ذرة هيدروجين واحدة، لكن ليس بإمكان كل ذرات الهيدروجين أن تتأيَّن. على سبيل المثال، يحتوي حمض الأسيتيك (CHCOOH3) على أربع ذرات هيدروجين، لكن ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين فقط هي التي ستتأيَّن عند الذوبان في الماء:
+H2OH3O+++H2OH3O++CHHHCOOHCHCHHOO–CHCHHOOHC–HCOOHH
يُصنَّف الماء باعتباره حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة. وإذا نظرنا إلى جزيء الماء، فسنجد أن بإمكانه فقدان بروتون والتحول إلى أيون هيدروكسيد (OH–):
يمكننا أن نلاحظ أيضًا أن ذرة الأكسجين في جزيء الماء لها زوج حر من الإلكترونات يمكنه استقبال بروتون واحد. ونتيجةً لذلك، يمكن لجزيء الماء التحول إلى أيون هيدرونيوم (HO3+):
تُسمَّى الجزيئات التي يمكن أن تتصرَّف باعتبارها أحماضًا أو قواعد، مثل الماء، بالجزيئات المتذبذبة.
### تعريف: الأنواع المتذبذبة
الأنواع المتذبذبة عبارة عن أنواع يمكن أن تتصرَّف إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
إذا كان بإمكان الماء التصرف باعتباره حمضًا أو قاعدةً، فهذا يعني أن جزيء الماء يمكن أن يخضع لتفاعل حمض وقاعدة مع جزيء ماء آخر. وفي تفاعل الحمض والقاعدة هذا، يفقد جزيء الماء الحمضي بروتونًا واحدًا، أما جزيء الماء القاعدي فيكتسب بروتونًا:
يُعرَف التفاعل السابق بالتأيُّن الذاتي للماء.
### تفاعل: التأيُّن الذاتي للماء
المعادلة الكيميائية لتفاعل اتزان الحمض والقاعدة لجزيئَي ماء هي:
HO()+HO()OH()+HO()22–3+llaqaq
هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا.
هيا نلخِّص ما تعلَّمناه في هذا الشارح.
### النقاط الرئيسية
- عرَّف أرهينيوس الأحماض بأنها مواد تُنتج أيونات H+ أو تزيد تركيز أيونات H+ عند الذوبان في الماء.
- عرَّف أرهينيوس القواعد بأنها مواد تنتج أيونات OH–، أو تزيد تركيز أيونات OH– عند الذوبان في الماء.
- في نظرية برونستد-لوري، يكون الحمض مانحًا لبروتون H+، وتكون القاعدة مستقبلة للبروتون.
- تتأيَّن الأحماض والقواعد القوية تأيُّنًا تامًّا في محلول ما، وتتأيَّن الأحماض والقواعد الضعيفة جزئيًّا فقط.
- يمكن أن تتصرَّف جزيئات الماء إما باعتبارها حمضًا أو قاعدةً.
- يمكن أن يشارك جزيئا ماء في تفاعل حمض وقاعدة، يُعرَف باسم التأيُّن الذاتي للماء: HO()+HO()HO()+OH()223+–llaqaq
### قائمة الدرس
## انضم إلى نجوى كلاسيز
شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!
- حصص تفاعلية
- دردشة ورسائل
- أسئلة امتحانات واقعية
nagwa classes qrcode
«نجوى» شركة في مجال تكنولوجيا التعليم، تهدف إلى مساعدة المدرسين على التدريس، والطلاب على التعلُّم.
### الشركة
### المحتوى
حقوق الطبع والنشر © ٢٠٢٤ نجوى
جميع الحقوق محفوظة
تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن
سياسة الخصوصية
أوافق | article | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,584 | هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. | sentence | هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,585 | وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. | sentence | هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,586 | وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا. | sentence | هذا التفاعل يحدث في كل عيِّنة ماء، ولكن بما أن الماء يعتبر حمضًا ضعيفًا وقاعدة ضعيفة، فإن بعضًا من جزيئات الماء فقط يشارك في هذا التفاعل. وعلى الرغم من وجود تفاعل الحمض والقاعدة هذا في الماء النقي، فإن المحلول يكون متعادلًا. وهذا لأن عدد أيونات الهيدرونيوم وأيونات الهيدروكسيد الناتجة يكون متساويًا. | paragraph | Arabic | ar | شارح الدرس: الحمضية والقاعدية | نجوى - Nagwa | https://www.nagwa.com/ar/explainers/684178078950/ |
51,587 | تفاعلات الحموض والقواعد ( تفاعلات التعادل) - الكيمياء - الصف التاسع | title | ما هي تفاعلات الأحماض والقواعد؟ | query | Arabic | ar | تفاعلات الحموض والقواعد ( تفاعلات التعادل) - الكيمياء - الصف التاسع | https://www.joacademy.com/e-school/lesson/%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%B9%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D8%AD%D9%85%D9%88%D8%B6-%D9%88%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%88%D8%A7%D8%B9%D8%AF-(-%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%B9%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D8%AA%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84)-1098 |
51,588 | # مدرسة جواكاديمي
هنا يمكنك تصفح مدرسة جو اكاديمي، المنهاج، اسئلة، شروحات، والكثير أيضاً
# تفاعلات الحموض والقواعد ( تفاعلات التعادل)
## الكيمياء - الصف التاسع
1. ## الحموض والقواعد
2. ## تفاعلات الحموض والقواعد ( تفاعلات التعادل)
فهرس الكتاب
الشرح
النتاجات
الملخص
أوراق العمل
حل اسئلة الدرس
تفاعلات الحموض والقواعد (تفاعلات التعادل)
التعريف :****هو تفاعل بين الحمض والقاعدة وينتج عنه ملح و ماء
مثال للتوضيح:
تفاعل حمض الهيدروكلوريك والقاعدة هيدروكسيد الصوديوم ينتج عنه ملح و ماء وفق المعادلة الكيميائية الموزونة الأتية :
HCl(aq)+NaOH(aq)→NaCl(aq)+H2O(l)
وبما أن كلًا من (HCl, NaOH, NaCl) مواد كهرلية تتأين في الماء، فإنه يمكن كتابة المعادلة على الشكل الأتي :
H(aq)++Cl(aq)-+Na(aq)++OH(aq)-→Na(aq)++Cl(aq)-+H2O(l)
- بما أنه لم يحدث أي تغير على شحنة (Na+, Cl-) أثناء التفاعل، فإنه يمكن حذفهما من المعادلة لتصبح المعادلة:
H(aq)++OH(aq)-→H2O(l)
- بهذا فإن الحمض والقاعدة تعادلا وكونا محلولًا متعادلًا يكون فيه تركيز أيونات H+ مساويًا لتركيز أيونات OH-
- لذلك : أصطلح على تسمية تفاعل أيونات H+ الأتية من الحمض مع أيونات OH- الأتية من القاعدة بـ : (تفاعل التعادل )
- المادة المتبقية بعد تبخر الماء فهي ملح الطعام (كلوريد الصوديوم (NaCl)) ولكنها لم تظهر من قبل، لأنها كانت ذائبة في الماء ومنتشرة بين جزيئاته، وبعد تبخر الماء تجمعت هذه الأيونات وأنتجت بلورات ملح الطعام.
- هكذا هو تفاعل الحمض والقاعدة ينتج عنه ملح وماء ويبقى الملح بعد تبخر الماء ويوجد بعض التفاعلات ينتج عنها الملح فقط والمقصود هنا بعض القواعد التي لا تحتوي في صيغتها أيون الهيدروكسيد (OH- ) مثل الأمونيا NH3 ينتج عنها كلوريد الأمونيوم كما هو موضح بالمعادلة الكيميائية الموزونة الأتية :
NH3(g)+HCl(g)→NH4Cl(s)
- عند تفاعل الحموض مع بعض القواعد مثل : كربونات الصوديوم و كربونات الصوديوم الهيدروجينية، فإنه ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) إضافةً إلى الملح والماء كما هو مبين بالمعادلتين الأتيتين :
Na2CO3(s)+2HCl(aq)→2NaCl(aq)+H2O(l)+CO2(g)NaHCO3(s)+HNO3(aq)→NaNO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)
سؤال:
1) يتفاعل حمض الكبريتيك H2SO4 مع كربونات المغنيسيوم الهيدروجينية ( Mg(HCO3)2) اكتب معادلة التفاعل، وما إسم الملح الناتج؟
2) يلاحظ تصاعد غاز عند وضع قطرات من من حمض HCl على قطع من الرخام، فسر ذلك ؟
الحل:
1)Mg(HCO3)2+H2SO4→MgSO4+2H2O+2CO2
الملح الناتج : هو ملح كبريتات المغنيسيوم
2)لأن الرخام يتكون من كربونات الكالسيوم وهي قاعدة لا تحتوي في صيغتها على أيون الهيدروكسيد (OH-) وعند إضافة قطرات من الحمض فإنه ينطلق غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) ويتكون ملح كلوريد الكالسيوم.
## تذييل جو أكاديمي
### روابط سريعة
### الدعم
### حمل تطبيق الهاتف المحمول لجو اكاديمي على موبايلك
### حمل برنامج سطح المكتب لجو اكاديمي على جهازك
### صفحاتنا على مواقع التواصل الاجتماعي
جميع الحقوق محفوظة © لجواكاديمي 2024 | article | تفاعلات الحموض والقواعد ( تفاعلات التعادل) - الكيمياء - الصف التاسع | title | Arabic | ar | تفاعلات الحموض والقواعد ( تفاعلات التعادل) - الكيمياء - الصف التاسع | https://www.joacademy.com/e-school/lesson/%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%B9%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D8%AD%D9%85%D9%88%D8%B6-%D9%88%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%88%D8%A7%D8%B9%D8%AF-(-%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%B9%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D8%AA%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84)-1098 |
51,589 | 2)لأن الرخام يتكون من كربونات الكالسيوم وهي قاعدة لا تحتوي في صيغتها على أيون الهيدروكسيد (OH-) وعند إضافة قطرات من الحمض فإنه ينطلق غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) ويتكون ملح كلوريد الكالسيوم. | paragraph | # مدرسة جواكاديمي
هنا يمكنك تصفح مدرسة جو اكاديمي، المنهاج، اسئلة، شروحات، والكثير أيضاً
# تفاعلات الحموض والقواعد ( تفاعلات التعادل)
## الكيمياء - الصف التاسع
1. ## الحموض والقواعد
2. ## تفاعلات الحموض والقواعد ( تفاعلات التعادل)
فهرس الكتاب
الشرح
النتاجات
الملخص
أوراق العمل
حل اسئلة الدرس
تفاعلات الحموض والقواعد (تفاعلات التعادل)
التعريف :****هو تفاعل بين الحمض والقاعدة وينتج عنه ملح و ماء
مثال للتوضيح:
تفاعل حمض الهيدروكلوريك والقاعدة هيدروكسيد الصوديوم ينتج عنه ملح و ماء وفق المعادلة الكيميائية الموزونة الأتية :
HCl(aq)+NaOH(aq)→NaCl(aq)+H2O(l)
وبما أن كلًا من (HCl, NaOH, NaCl) مواد كهرلية تتأين في الماء، فإنه يمكن كتابة المعادلة على الشكل الأتي :
H(aq)++Cl(aq)-+Na(aq)++OH(aq)-→Na(aq)++Cl(aq)-+H2O(l)
- بما أنه لم يحدث أي تغير على شحنة (Na+, Cl-) أثناء التفاعل، فإنه يمكن حذفهما من المعادلة لتصبح المعادلة:
H(aq)++OH(aq)-→H2O(l)
- بهذا فإن الحمض والقاعدة تعادلا وكونا محلولًا متعادلًا يكون فيه تركيز أيونات H+ مساويًا لتركيز أيونات OH-
- لذلك : أصطلح على تسمية تفاعل أيونات H+ الأتية من الحمض مع أيونات OH- الأتية من القاعدة بـ : (تفاعل التعادل )
- المادة المتبقية بعد تبخر الماء فهي ملح الطعام (كلوريد الصوديوم (NaCl)) ولكنها لم تظهر من قبل، لأنها كانت ذائبة في الماء ومنتشرة بين جزيئاته، وبعد تبخر الماء تجمعت هذه الأيونات وأنتجت بلورات ملح الطعام.
- هكذا هو تفاعل الحمض والقاعدة ينتج عنه ملح وماء ويبقى الملح بعد تبخر الماء ويوجد بعض التفاعلات ينتج عنها الملح فقط والمقصود هنا بعض القواعد التي لا تحتوي في صيغتها أيون الهيدروكسيد (OH- ) مثل الأمونيا NH3 ينتج عنها كلوريد الأمونيوم كما هو موضح بالمعادلة الكيميائية الموزونة الأتية :
NH3(g)+HCl(g)→NH4Cl(s)
- عند تفاعل الحموض مع بعض القواعد مثل : كربونات الصوديوم و كربونات الصوديوم الهيدروجينية، فإنه ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) إضافةً إلى الملح والماء كما هو مبين بالمعادلتين الأتيتين :
Na2CO3(s)+2HCl(aq)→2NaCl(aq)+H2O(l)+CO2(g)NaHCO3(s)+HNO3(aq)→NaNO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)
سؤال:
1) يتفاعل حمض الكبريتيك H2SO4 مع كربونات المغنيسيوم الهيدروجينية ( Mg(HCO3)2) اكتب معادلة التفاعل، وما إسم الملح الناتج؟
2) يلاحظ تصاعد غاز عند وضع قطرات من من حمض HCl على قطع من الرخام، فسر ذلك ؟
الحل:
1)Mg(HCO3)2+H2SO4→MgSO4+2H2O+2CO2
الملح الناتج : هو ملح كبريتات المغنيسيوم
2)لأن الرخام يتكون من كربونات الكالسيوم وهي قاعدة لا تحتوي في صيغتها على أيون الهيدروكسيد (OH-) وعند إضافة قطرات من الحمض فإنه ينطلق غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) ويتكون ملح كلوريد الكالسيوم.
## تذييل جو أكاديمي
### روابط سريعة
### الدعم
### حمل تطبيق الهاتف المحمول لجو اكاديمي على موبايلك
### حمل برنامج سطح المكتب لجو اكاديمي على جهازك
### صفحاتنا على مواقع التواصل الاجتماعي
جميع الحقوق محفوظة © لجواكاديمي 2024 | article | Arabic | ar | تفاعلات الحموض والقواعد ( تفاعلات التعادل) - الكيمياء - الصف التاسع | https://www.joacademy.com/e-school/lesson/%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%B9%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D8%AD%D9%85%D9%88%D8%B6-%D9%88%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%88%D8%A7%D8%B9%D8%AF-(-%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%B9%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D8%AA%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84)-1098 |
51,590 | تفاعلات الحموض والقواعد (التعادل) - منهاجي | title | ما هي تفاعلات الأحماض والقواعد؟ | query | Arabic | ar | تفاعلات الحموض والقواعد (التعادل) - منهاجي | https://minhaji.net/lesson/10453 |
51,591 | ###### جميع الحقوق محفوظة © 2024
JO
تفاعلات الحموض والقواعد (التعادل)
خامساً: تفاعلات الحموض والقواعد (تفاعلات التعادل)
Neutralization Reactions
تتفاعل محاليل الحموض مع محاليل القواعد لتعطي ملحاً وماءً، ويُعرف هذا التفاعل باسم تفاعل التعادل.
تفاعل التعادل: تفاعل بين الحمض والقاعدة ينتج عنه ملح وماء.
مثال:
تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع محلول هيدروكسيد الصوديوم.
سؤال:
يتفاعل محلول هيدروكسيد البوتاسيوم KOH وحمض النيتريك HNO3 .
1. اكتب معادلة التفاعل الحاصل.
2. اذكر اسم الملح الناتج.
الحل:
1. HNO3 + KOH → KNO3 + H2O
2. نترات البوتاسيوم.
تفاعلات حموض وقواعد لا تحتوي على هيدروكسيد
أولاً: تفاعل الحموض مع الأمونيا يعطي ملح
مثال:
تفاعل الأمونيا (قاعدة) NH3 مع حمض الهيدروكلوريك HCl يعطي ملح كلوريد الأمونيوم.
NH3 + HCl → NH4Cl
ثانياً: تفاعل كربونات الفلز مع الحموض يعطي ملحاً وماءً وغاز ثاني أكسيد الكربون
مثال:
تفاعل كربونات الصوديوم مع حمض الهيدروكلوريك يعطي كلوريد الصوديوم (ملح) وماء وغاز ثاني أكسيد الكربون.
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2
ثالثاً:تفاعل كربونات الفلز الهيدروجينية مع الحموض يعطي ملحاً وماءً وغاز ثاني أكسيد الكربون
مثال:
تفاعل كربونات الصوديوم الهيدروجينية مع حمض النيتريك يعطي نترات الصوديوم (ملح) وماء وغاز ثاني أكسيد الكربون.
NaHCO3 + HNO3 → NaNO3 + H2O + CO2
سؤال:
1. يتفاعل حمض الكبريتيك H2SO4 مع كربونات المغنيسيوم الهيدروجينية Mg(HCO3)2 اكتب معادلة التفاعل، وما اسم الملح الناتج؟
2. يلاحظ تصاعد غاز عند وضع قطرات من حمض HCl على قطع من الرخام، فسّر ذلك.
الحل:
1. المعادلة:
Mg(HCO3)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2H2O + 2CO2
الملح هو ملح كبريتات المغنيسيوم.
2. يتكون الرخام من كربونات الكالسيوم (قاعدة) وعند تفاعله مع حمض HCl ينتج ملح كلوريد الكالسيوم وماء وغاز ثاني أكسيد الكربون.
إعداد : شبكة منهاجي التعليمية
14 / 04 / 2018
##### النقاشات
###### التبليغ عن مخالفة
ما نوع المخالفة التي تريد التبليغ عنها؟
اساءة لفظية
قلة احترام
رسائل مزعجة
إلغاء تبليغ
×
لايوجد حصص مصورة متوفرة
#### اذا اعجبك الدرس وبدك تعرف اكتر عن تفاعلات الحموض والقواعد (التعادل), بتقدر تحصل على الدروس من خلال طلب بطاقات الشراء
عمان - الأردن
[email protected]
###### جميع الحقوق محفوظة © 2024 | article | تفاعلات الحموض والقواعد (التعادل) - منهاجي | title | Arabic | ar | تفاعلات الحموض والقواعد (التعادل) - منهاجي | https://minhaji.net/lesson/10453 |
51,592 | الأحماض والقواعد | نشاط رد فعل تحييد - Storyboard That | title | ما هي تفاعلات الأحماض والقواعد؟ | query | Arabic | ar | الأحماض والقواعد | نشاط رد فعل تحييد - Storyboard That | https://www.storyboardthat.com/ar/lesson-plans/%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%AD%D9%85%D8%A7%D8%B6-%D9%88%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%88%D8%A7%D8%B9%D8%AF/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A9 |
51,593 | هذا التفاعل يسمى تحييد والمعادلة هي: حمض + قاعدة → ملح + ماء. | sentence | يحدث تفاعل كيميائي عندما نجمع بين الحمض والقاعدة. هذا التفاعل يسمى تحييد والمعادلة هي: حمض + قاعدة → ملح + ماء. على سبيل المثال ، إذا قمنا بخلط حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم ، فسوف يتفاعلون وينتجون كلوريد الصوديوم والماء. هناك العديد من الأمثلة حيث يكون هذا مفيدًا. إذا كانت المعدة تنتج فائض من الحمض ، فإن هذا يمكن أن يسبب عسر الهضم. إن تناول الأدوية ، مثل حليب المغنيسيا (وهو أساسي) ، يمكن أن يحيد الحامض ويخفف الانزعاج. | paragraph | Arabic | ar | الأحماض والقواعد | نشاط رد فعل تحييد - Storyboard That | https://www.storyboardthat.com/ar/lesson-plans/%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%AD%D9%85%D8%A7%D8%B6-%D9%88%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%88%D8%A7%D8%B9%D8%AF/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A9 |
51,594 | على سبيل المثال ، إذا قمنا بخلط حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم ، فسوف يتفاعلون وينتجون كلوريد الصوديوم والماء. | sentence | يحدث تفاعل كيميائي عندما نجمع بين الحمض والقاعدة. هذا التفاعل يسمى تحييد والمعادلة هي: حمض + قاعدة → ملح + ماء. على سبيل المثال ، إذا قمنا بخلط حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم ، فسوف يتفاعلون وينتجون كلوريد الصوديوم والماء. هناك العديد من الأمثلة حيث يكون هذا مفيدًا. إذا كانت المعدة تنتج فائض من الحمض ، فإن هذا يمكن أن يسبب عسر الهضم. إن تناول الأدوية ، مثل حليب المغنيسيا (وهو أساسي) ، يمكن أن يحيد الحامض ويخفف الانزعاج. | paragraph | Arabic | ar | الأحماض والقواعد | نشاط رد فعل تحييد - Storyboard That | https://www.storyboardthat.com/ar/lesson-plans/%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%AD%D9%85%D8%A7%D8%B6-%D9%88%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%88%D8%A7%D8%B9%D8%AF/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A9 |
51,595 | إذا كانت المعدة تنتج فائض من الحمض ، فإن هذا يمكن أن يسبب عسر الهضم. | sentence | يحدث تفاعل كيميائي عندما نجمع بين الحمض والقاعدة. هذا التفاعل يسمى تحييد والمعادلة هي: حمض + قاعدة → ملح + ماء. على سبيل المثال ، إذا قمنا بخلط حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم ، فسوف يتفاعلون وينتجون كلوريد الصوديوم والماء. هناك العديد من الأمثلة حيث يكون هذا مفيدًا. إذا كانت المعدة تنتج فائض من الحمض ، فإن هذا يمكن أن يسبب عسر الهضم. إن تناول الأدوية ، مثل حليب المغنيسيا (وهو أساسي) ، يمكن أن يحيد الحامض ويخفف الانزعاج. | paragraph | Arabic | ar | الأحماض والقواعد | نشاط رد فعل تحييد - Storyboard That | https://www.storyboardthat.com/ar/lesson-plans/%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%AD%D9%85%D8%A7%D8%B6-%D9%88%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%88%D8%A7%D8%B9%D8%AF/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A9 |
51,596 | إن تناول الأدوية ، مثل حليب المغنيسيا (وهو أساسي) ، يمكن أن يحيد الحامض ويخفف الانزعاج. | sentence | يحدث تفاعل كيميائي عندما نجمع بين الحمض والقاعدة. هذا التفاعل يسمى تحييد والمعادلة هي: حمض + قاعدة → ملح + ماء. على سبيل المثال ، إذا قمنا بخلط حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم ، فسوف يتفاعلون وينتجون كلوريد الصوديوم والماء. هناك العديد من الأمثلة حيث يكون هذا مفيدًا. إذا كانت المعدة تنتج فائض من الحمض ، فإن هذا يمكن أن يسبب عسر الهضم. إن تناول الأدوية ، مثل حليب المغنيسيا (وهو أساسي) ، يمكن أن يحيد الحامض ويخفف الانزعاج. | paragraph | Arabic | ar | الأحماض والقواعد | نشاط رد فعل تحييد - Storyboard That | https://www.storyboardthat.com/ar/lesson-plans/%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%AD%D9%85%D8%A7%D8%B6-%D9%88%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%88%D8%A7%D8%B9%D8%AF/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A9 |
51,597 | في هذا النشاط ، سيقوم الطلاب بتحديد وإنشاء الرسوم التوضيحية للتطبيقات العملية للتحييد . | sentence | في هذا النشاط ، سيقوم الطلاب بتحديد وإنشاء الرسوم التوضيحية للتطبيقات العملية للتحييد . اطلب من الطلاب استخدام الكتب والإنترنت للبحث فيها ثم عرضها في خريطة العنكبوت. يمكنهم دعم كتاباتهم بعناصر مرئية. | paragraph | Arabic | ar | الأحماض والقواعد | نشاط رد فعل تحييد - Storyboard That | https://www.storyboardthat.com/ar/lesson-plans/%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%AD%D9%85%D8%A7%D8%B6-%D9%88%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%88%D8%A7%D8%B9%D8%AF/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A9 |
51,598 | اطلب من الطلاب استخدام الكتب والإنترنت للبحث فيها ثم عرضها في خريطة العنكبوت. | sentence | في هذا النشاط ، سيقوم الطلاب بتحديد وإنشاء الرسوم التوضيحية للتطبيقات العملية للتحييد . اطلب من الطلاب استخدام الكتب والإنترنت للبحث فيها ثم عرضها في خريطة العنكبوت. يمكنهم دعم كتاباتهم بعناصر مرئية. | paragraph | Arabic | ar | الأحماض والقواعد | نشاط رد فعل تحييد - Storyboard That | https://www.storyboardthat.com/ar/lesson-plans/%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%AD%D9%85%D8%A7%D8%B6-%D9%88%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%88%D8%A7%D8%B9%D8%AF/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A9 |
51,599 | ما هي تفاعلات الأحماض والقواعد - إجابة - Ejaba | title | ما هي تفاعلات الأحماض والقواعد؟ | query | Arabic | ar | ما هي تفاعلات الأحماض والقواعد - إجابة - Ejaba | https://www.ejaba.com/question/%D9%85%D8%A7-%D9%87%D9%8A-%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%B9%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%AD%D9%85%D8%A7%D8%B6-%D9%88%D8%A7%D9%84%D9%82%D9%88%D8%A7%D8%B9%D8%AF |
Subsets and Splits
No community queries yet
The top public SQL queries from the community will appear here once available.