ملخص وحدة الأحماض والقواعد كيمياء الصف 12 متقدم

ملخص وحدة الأحماض والقواعد كيمياء الصف 12 متقدم

الدرس الرابع : التعادل

الفكرة الرئيسة 

يتفاعل الحمض مع القاعدة لانتاج ملح وماء في تفاعل التعادل 

يكون المحلول متعادل عندما يتساوي عدد ايونات الهيدروجين مع أيونات الهيدروكسيد

المصطلح                    التعريف 

تفاعل التعادل                عبارة عن تفاعل يحدث بين الحمض والقاعدة في المحلول المائي لتكوين الملح والماء ويعتبر أحد تفاعلات الاستبدال الثنائي 

الملح                            عبارة عن مركب أيوني مكون من کاتیون (ایون موجب) مصدره القاعدة وانيون مصدره الحمض (ایون سالب )

المعادلة الايونية الصرفة    هي المعادلة التي تتضمن المركبات والأيونات التي حدث لها تغير كيميائي 

الايونات المتفرجة             هي الأيونات التي لا يحدث لها تغير كيميائي وتبقى في المحاليل المائية كما هي قبل وبعد التفاعل في المحاليل المائية 

المعايرة                        عبارة عن طريقة لتحديد تركيز مطول بواسطة تفاعل حجم معلوم من ذلك المحلول مع محلول معلوم التركيز 

محلول المعايرة                هو مطول معلوم التركيز

نقطة التكافؤ                  هي تلك النقطة التي تتساو  عندها مولات ایون +H من الحمض مع مولات ایون -OH من القاعدة

نقطة النهاية                   هي النقطة التي يتغير عندها لون الكشف المستخدم في المعايرة 

كواشف الحمض، القاعدة     هي اصباغ كيميائية تتأثر الوانها بالمحاليل الحمضية و القاعدية وتستخدم لتحديد نقطة التكافؤ

نقطة النهاية                     هي النقطة التي يتغير فيها لون الكاشف المستخدم في المعايرة 

التحليل المائي                   تفاعل الاملاح مع الماء حيث تستقبل ايونات الملح المتفكك ايونات الهيدروجين من الماء او تقوم کاتیونات الملح المتفكك بمنح ایونات الهيدروجين للماء

المحاليل المنظمة                 هي محاليل تقاوم التغير في الرقم الهيدروجيني PH عند اضافة كميات محددة من الحمض او القاعدة

سعة المحلول المنظم            هو مقدار الحمض أو القاعدة الذي يستطيع المحلول المنظم امتصاصه بدون حدوث تغير كبير في المحاليل المنظمة

التفاعلات بين الأحماض والقواعد

مثال عند الشعور بحرقة في المعدة أو سوء هضم فانه يرجع الى :

زيادة الحموضة في المعدة بسبب حمض الهيدروكلوريك الذي تفرزه المعدة HC 

العلاج: يأخذ الشخص مضادات الحموضة (محلول الماغنيسيا (Mg(OH ) المعادلة الفائض من الحمض الذي تفرزه المعدة 

معايرة الحمض – القاعدة

تستخدم المعايرة في تحديد تراكيز محاليل الأحماض والقواعد باستخدام الحسابات الكيميائية

في معايرة الحمض بالقاعدة يقيس مقياس الرقم الهيدروجيني PH لمحلول الحمض في الدورق مع  تقدم عملية المعايرة بينما تتم اضافة محلول قاعدة معلومة التركيز من السحاحة

خطوات اجراء المعايرة 

1- يتم وضع حجم مقاس من محلول حمضي أو قاعدي بتركيز مجهول في كاس 

2- يتم غمر قطب مقياس الرقم الهيدروجيني في هذا المحلول وتؤخذ قراءة PM الأولية وتسجل 

3- يتم ملأ السحاحة بمحلول المعايرة (المحلول القياسي) معلوم التركيز 

4- تضاف الأحجام المقاسة من المحلول القياسي ببطء وتمزج في المحلول في الكأس

5- تتم قراءة PH وتسجيلها بعد كل اضافة وتستمر هذه العملية حتى يصل التفاعل الى نقطة التكافؤ

مثال: معايرة ml 50 من حمض 0.10M HCl (حمض قوي ) مع 6.10M NaOH (قاعدة قوية)

1- PH الابتدائية ل 0.10M HCI (1) مع اضافة محلول NaOH يتعادل الحمض وتزيد قراءة PH تدريجيا 

2- عندما يكون قد تم استخدام كل ايونات *H من الحمض تقريبا تزيد PH بشكل كبير مع اضافة حجم صغير من الغاية من NaOH 

3- تحدث هذه الزيادة المفاجئة في PH عند نقطة تكافؤ المعايرة  

4- بعد الوصول الى نقطة التكافؤ يترتب على اضافة المزيد من NaOHمرة اخرى زيادة تدريجية في PH

ملاحظات هامة

تختلف قيمة نقطة التكافؤ صب قوة كل من الحمض والقاعدة ويسبب التفاعلات المتكونة بين الأملاح المتكونة حديثا والماء :

عند معايرة حمض قوي مع قاعدة قوية تكون عند 7=PH لأن الملح الناتج متعادل مثال : معايرة حمض HCI مع NaOH الكاشف المستخدم : ازرق بروموثيمول 

عند معايرة حمض قوي مع قاعدة ضعيفة تكون عند 7 >PH لان الملح الناتج حمضي مثال: معايرة حمض HCL مع محلول الأمونيا (NHs) الكشف المستخدم: برتقالي الميثيل

عند معايرة حمض ضعيف مع قاعدة قوية تكون عند 7<PH لان الملح الناتج قاعدي مثال : معايرة حمض الميثانويك (التمليك/ الفورميك) HCOOH مع هيدروكسيد الصوديوم تكون PH بين 8 و 9 الكشف المستخدم : الفينول فينالين 

عند رسم منحنى المعايرة نلاحظ ارتفاع حاد في قيمة PH لمطول لحمض (مجهول التركيز) ويشير ذلك الى ان كل ايونات 14 من الحمض تمت معادلتها بأيونات OH من القاعدة وتسمي تلك النقطة بنقطة التكافؤ وهي النقطة التي ينثني عندها المنحني

كواشف الحمض – القاعدة : 

تعمل الكثير من المواد الطبيعية ككواشف

مثال : تغير لون الشاي الداكن الى اللون الفاتح عند اضافة عصير الليمون اليه (علل) ؟

الشاي باعتباره كاشف لاحتوائه على مركبات تسمي البولي فينولات متعددات الفينول ) والتي لا تحتوي على ذرات هيدروجين قابلة للتاين بشكل طفيف ومن ثم فهي أحماض ضعيفة وعند اضافة حمض الليمون الى الشاي فإنه يثبط عملية التأين طبقا لمبدأ لوشاتيليه ويصبح لون البولي فينولات و العير مثاينة اكثر وضوحا , يرجع تغير لون الكاشف الي تأينه او عدم تأینه فهو له صورتين احداهما في الوسط الحمض -والاخرى في الوسط القاعدي 

الكثير من الكواشف المستخدمة في المعايرة عبارة عن احماض ضعيفة و يكون لكل كاشف
PH خاصة به او مجموعة PH الخاصة به والتي يحدث تغيير اللون فيها ، من المهم اختيار كاشف للمعايرة يتغير لونه عند نقطة تكافؤ المعايرة

ملاحظات هامة

لا تحتوي السحاحة على المحلول القياسي (معلوم التركيز) ويحتوي الدورق المخروطي على المحلول المجهول التركيز سواء الحمض او القاعدة 

يضاف الكاشف بقدار ضئيل لان كثرته تعمل على عدم وضوح نقطة التكافؤ

يوضع تحت الدورق المخروطي ورقة بيضاء لانها تعطي خلفية لمشاهدة تغير اللون 

يضاف المحلول القياسي ببطء الى المحلول مجهول التركيز حتي يحدث تغير في اللون مثل تحول لون الفينولفثالين من عديم اللون (وسط حمضي) الى اللون الوردي الفاتح 

يتم رج محتويات الدورق باستمرار اثناء المعايرة

تمتلك الأحماض الأكثر ضعفا اقل قيم ل Ka علل ؟

لان محالیلها تمتلك اقل تراكيز من الأيونات واعلى تراكيز من الجزيئات للاحماض الغير مزينة

ملاحظات:

* ليست بالضرورة الاحماض متعددة البروتونات أن تكون أحماض قوية لأي من خطوات التأين الخاصة بها ) 

* كل خطوة تأین لها قيمة K خاصة بها ۷

* تنخفض قيمة لكل خطوة او عملية تأين تالية

حمض الهيدروسيانيك HCN (حمض البروسيك )

هو المحلول المائي لغاز سياتيد الهيدروجين 

استخدامات سياتيد الهيدروجين ( غاز سام ) 

– يوجد في: عوادم السيارات – التبغ – دخان الخشب الدخان المنبعث من المواد البلاستيكية المحتوية علي النيتروجين 

– تستخدمه بعض الحشرات كآلية دفاع كيميائية للدفاع عن نفسها مثل : الديدان الالفية – عثة البورنت 

– تحتوي الفواكه ذات النواة مثل الخوخ الكرز على السيانو هيدرينات غير ضارة لانه لا يتم انتاج حمض الهيدروسيانيك في لب النواة و عند اكل النواة تتحول السيانو هيدرينات الى حمض الهيدروسيانيك في الجهاز الهضمي 

– يستخدم حمض الهيدروسيانيك في الصبغ – النقش- تقسية الفولاذ