ملخص الحموض والقواعد، الكيمياء

حمض أرهينيوس

• حمض أرهينيوس: مادة تتأين في الماء وتنتج أيون الهيدروجين
• حمض أحادي البروتون: بعض الحموض تحتوي على ذرة هيدروجين واحدة، مثل ⁦HCl⁩، ويسمى حمضاً أحادي البروتون ⁦Monoprotic Acid⁩
• حمضاً ثنائي البروتون: بعضها يحتوي على ذرتي هيدروجين، مثل حمض الكبريتيك $H_{2}SO_{4}$، ويسمى حمضاً ثنائي البروتون ⁦Diprotic Acid⁩
• حمضاً ثلاثي البروتون: يحتوي بعضها على ثلاث ذرات هيدروجين، مثل حمض الفسفوريك $H_{3}PO_{4}$، ويسمى حمضاً ثلاثي البروتون ⁦Triprotic Acid⁩
• توصل أرهينيوس إلى أن الحمض ⁦Acid⁩ مادة تتأين في الماء وتنتج أيون الهيدروجين ⁦(H+)⁩. فمثلاً؛ عند إذابة غاز كلوريد الهيدروجين ⁦HCl⁩ في الماء ينتج أيون الهيدروجين ⁦H+⁩ في المحلول، كما في المعادلة الآتية: $\text{HCl}_{(g)} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{H}^+_{(aq)} + \text{Cl}^-_{(aq)}$
• أما حمض النيتريك $HNO_{3}$، فيتأين في الماء منتجاً أيون الهيدروجين ⁦H+⁩، كما في المعادلة الآتية: $\text{HNO}_{3(aq)} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{H}^+_{(aq)} + \text{NO}^-_{3(aq)}$
• $\text{CH}_3\text{COOH}_{(aq)} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{H}^+_{(aq)} + \text{CH}_3\text{COO}^-_{(aq)}$

قاعدة أرهينيوس

• قاعدة أرهينيوس: مادة تتأين في الماء وتنتج أيون الهيدروكسيد ⁦OH-⁩
• عَرّف أرهينيوس القاعدة ⁦Base⁩ أنها مادة تتأين في الماء وتنتج أيون الهيدروكسيد ⁦OH-⁩. فمثلاً، عند إذابة هيدروكسيد الصوديوم ⁦NaOH⁩ في الماء ينتج أيون الهيدروكسيد ⁦OH-⁩، كما في المعادلة الآتية: $\text{NaOH}_{(s)} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{OH}^-_{(aq)} + \text{Na}^+_{(aq)}$
• ويتأين هيدروكسيد البوتاسيوم ⁦KOH⁩ في الماء، كما في المعادلة الآتية: $\text{KOH}_{(s)} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{OH}^-_{(aq)} + \text{K}^+_{(aq)}$

أيون الهيدرونيوم

• أيون الهيدرونيوم: يرتبط أيون الهيدروجين بجزيء ماء مكوناً أيون الهيدرونيوم
• $\text{H}^+_{(aq)} + \text{H}_2\text{O}_{(l)} \rightleftharpoons \text{H}_3\text{O}^+_{(aq)}$
• وبهذا يمكن التعبير عن أيون الهيدروجين في المحلول باستخدام أيون الهيدرونيوم ⁦H3O+⁩، وبذلك تكتب معادلة تأين كلوريد الهيدروجين ⁦HCl⁩ كما في الآتي: $\text{HCl}_{(g)} + \text{H}_2\text{O}_{(l)} \rightarrow \text{H}_3\text{O}^+_{(aq)} + \text{Cl}^-_{(aq)}$

مفهوم برونستد - لوري

• حمض برونستد-لوري: مادة يمكنها منح بروتون في أثناء التفاعل
• قاعدة برونستد-لوري: مادة يمكنها استقبال بروتون في أثناء التفاعل
• $\text{NH}_{3(aq)} + \text{HCl}_{(aq)} \rightarrow \text{NH}_4\text{Cl}_{(aq)}$ $\text{NH}_{3(g)} + \text{HCl}_{(g)} \rightarrow \text{NH}_4\text{Cl}_{(s)}$
• $\text{HCl}_{(g)} + \text{H}_2\text{O}_{(l)} \xrightarrow{\text{مانح} \quad \text{مستقبل}} \text{H}_3\text{O}^+_{(aq)} + \text{Cl}^-_{(aq)}$
• $NH_{3(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons NH_{4(aq)}^+ + OH_{(aq)}^-$

(مستقبل) (مانح)

• $NH_{3(aq)} + HCl_{(aq)} \longrightarrow NH_{4(aq)}^+ + Cl_{(aq)}^-$

الأزواج المترافقة

• قاعدة مرافقة: المادة الناتجة عن منح الحمض للبروتون
• الحمض المرافق: المادة الناتجة عن استقبال القاعدة للبروتون
• زوج مترافق: يُسمّى الحمض وقاعدته المرافقة، أو القاعدة وحمضها المرافق، زوجًا مترافقًا
• $HCl_{(g)} + CH_3NH_{2(aq)} \longrightarrow CH_3NH_{3(aq)}^+ + Cl_{(aq)}^-$
• $HF_{(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons F_{(aq)}^- + H_3O_{(aq)}^+$

[زوج مترافق (1)] [زوج مترافق (2)]

• $H_2CO_3 + CN^- \rightleftharpoons HCO_3^- + HCN$

قوة الحمض والقاعدة

• الحمض القوي يتأينُ كليًّا في المحلول، ويتجه التفاعل نحو تكوين المواد الناتجة
• $HCl_{(aq)} + H_2O_{(l)} \longrightarrow H_3O_{(aq)}^+ + Cl_{(aq)}^-$

(حمض) (قاعدة) (حمض مرافق) (قاعدة مرافقة)

• الحموض الضعيفة فتتأينُ جزئيًّا في المحلول، ويكون التفاعل منعكسًا
• $CH_3COOH_{(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_3O_{(aq)}^+ + CH_3COO_{(aq)}^-$

⁦Amphoteric Substances⁩ المواد الأمفوتيرية

• مواد أمفوتيرية: يتأثر سلوك المادة كحمض أو قاعدة وفق مفهوم برونستد - لوري؛ تبعًا لطبيعة المواد التي تتفاعل معها وقدرتها على منح البروتون أو استقباله، فبعض المواد تسلك كحمض في تفاعل وتسلك كقاعدة في تفاعل آخر، وتسمى مواد أمفوتيرية أو مترددة ⁦Amphoteric Substance⁩

مفهوم لويس

• حمض لويس: مادةٌ يمكنها استقبال زوج أو أكثر من الإلكترونات في أثناء التفاعل
• قاعدة لويس: مادةٌ يمكنها منحُ زوج…