ماذا يحدث عندما يتم الجمع بين حمض وقاعدة؟

المحتوى

• TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
• الأحماض تبرع H + ؛ قواعد التبرع OH-
• الأحماض والقواعد Arrhenius تتحد لتشكيل الأملاح
• يعمد برونستيد لوري رد الفعل الحمضي / الأساسي
• لويس يعمم أكثر

يمتلك الكيميائيون ثلاث نظريات منفصلة حول ما الذي يشكل حمضًا وقاعدة ، ولكن لا يوجد أي خلاف حول حقيقة أنها تحيد بعضها البعض. عندما تتحد في محلول مائي ، فإنها تنتج الملح. يمكن أن تتحد الأحماض والقواعد بطرق أخرى ، وعندما تفعل ذلك ، فإن المنتج ليس دائمًا ملحًا. على سبيل المثال ، عندما تضيف الزنك إلى الأمونيا ، فإن التفاعل ينتج عنه أيون معقد. حتى إدخال نظرية لويس للأحماض والقواعد ، لم يكن هذا حتى يعتبر رد فعل حمض / قاعدة.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)

في المحاليل المائية ، تتحد الأحماض والقواعد لتحييد بعضها البعض وإنتاج الملح. عادة ما تنتج التفاعلات الحمضية القاعدية التي لا تحدث في الماء الأملاح ، ولكنها قد تنتج أيضًا أيونات معقدة.

الأحماض تبرع H + ؛ قواعد التبرع OH-

وفقا لنظرية متقدمة من قبل سفانتي Arrhenius. عالم الفيزياء والكيميائي الحائز على جائزة نوبل ، والحمض في حل يتبرع H⁺ ايون في الماء. لا تطفو الأيونات بحرية ، لكن بدلاً من ذلك تلتصق بجزيئات الماء لتكوين أيونات الهيدرونيوم (H₃O⁺). الرقم الهيدروجيني للحل ، والذي يشير إلى "قوة الهيدروجين" ، هو مقياس لعدد هذه الأيونات الموجودة. الرقم الهيدروجيني هو لوغاريتم سلبي للتركيز ، لذلك كلما انخفض الرقم الهيدروجيني ، زاد تركيز هذه الأيونات ، وكان المحلول أكثر حمضية. قواعد ، من ناحية أخرى ، تبرع هيدروكسيد (OH^-) أيونات. عندما يحتوي المحلول على كثرة أيونات الهيدروكسيد ، يكون الأس الهيدروجيني له أعلى من 7 (النقطة المحايدة) ، ويكون المحلول قلوي. تعرف الأحماض والقواعد التي تتصرف بهذه الطريقة باسم أحماض وقواعد Arrhenius. كلوريد الهيدروجين (حمض الهيدروكلوريك) هو مثال على حمض Arrhenius ، وهيدروكسيد الصوديوم (NaOH) هو قاعدة Arrhenius.

الأحماض والقواعد Arrhenius تتحد لتشكيل الأملاح

عندما تجمع بين حمض Arrhenius وقاعدة في نفس المحلول ، تتحد أيونات الهيدرونيوم الموجبة الشحنة مع أيونات hydroxide لإنتاج الماء ، وتجتمع أيونات بقايا الطعام لإنتاج ملح. إذا اجتمعت جميع الأيونات المتاحة بهذه الطريقة ، يصبح المحلول محايد الأس الهيدروجيني ، مما يعني أن الحمض والقاعدة يحيدان بعضهما البعض. المثال الأكثر شهرة هو إذابة كلوريد الهيدروجين وهيدروكسيد الصوديوم في محلول لإنتاج صوديوم مجاني (Na⁺) وكلوريد (Cl^-) أيونات. تتحد لتشكل كلوريد الصوديوم أو ملح الطعام العادي. وتسمى هذه العملية التحلل المائي.

يعمد برونستيد لوري رد الفعل الحمضي / الأساسي

قدم زوجان من الكيميائيين ، يوهانس نيكولاس برونستيد وتوماس مارتن لوري ، بشكل مستقل مفهومًا أكثر تعميماً للأحماض والقواعد في عام 1923. في نظريتهما ، الحمض عبارة عن مركب يتبرع بالبروتون (H⁺) في حين أن القاعدة هي مركب يقبل واحد. يمتد هذا المفهوم إلى تعريف Arrhenius ليشمل التفاعلات الحمضية القاعدية التي لا تحدث في المحلول المائي. على سبيل المثال ، وفقًا لتعريف برونستيد - لوري ، فإن التفاعل بين الأمونيا وكلوريد الهيدروجين لإنتاج كلوريد الأمونيوم الملحي هو تفاعل قاعدي للحمض لا ينطوي على تبادل أيونات الهيدرونيوم أو الهيدروكسيد. لن يعتبر رد فعل قاعدي الحمض تحت تعريف Arrhenius. ردود الفعل على قاعدة حمض برونستيد لوري لا تنتج الماء دائمًا ، لكنها لا تزال تنتج الأملاح.

لويس يعمم أكثر

أيضا في عام 1923 ، G.N. قام لويس من جامعة كاليفورنيا في بيركلي بتعديل تعريف الأحماض والقواعد لمراعاة ردود الفعل التي لا يمكن تفسيرها باستخدام مفهوم برونستيد - لوري. في نظرية لويس ، القواعد هي متبرعين بزوج الإلكترون بينما الأحماض متقبلات لزوج الإلكترون. يساعد هذا المفهوم في تفسير التفاعلات التي تحدث ، ليس فقط بين المواد الصلبة والسوائل ولكن أيضًا الغازات ، كرد فعل قاعدي للحمض. في هذه النظرية ، قد لا يكون ناتج التفاعل ملحًا. على سبيل المثال ، فإن التفاعل بين أيونات الزنك والأمونيا ينتج رباعي الأمينزين ، وهو أيون معقد.

الزنك²⁺+ 4NH₃→⁴⁺.