الأحماض القوية والضعيفة مهمة لمعرفة كل من فصل الكيمياء وللاستخدام في المختبر. يوجد عدد قليل جدًا من الأحماض القوية، لذا فإن إحدى أسهل الطرق للتمييز بين الأحماض القوية والضعيفة هي حفظ القائمة القصيرة للأحماض القوية. أي حمض آخر يعتبر حمض ضعيف.
الأحماض القوية تتفكك تمامًا في أيوناتها في الماء، بينما الأحماض الضعيفة تنفصل جزئيًا فقط. لا يوجد سوى عدد قليل (7) من الأحماض القوية، لذلك يختار الكثير من الناس حفظها. جميع الأحماض الأخرى ضعيفة.
الأحماض القوية هي حمض الهيدروكلوريك وحمض النيتريك وحمض الكبريتيك وحمض الهيدروبروميك وحمض الهيدروودك وحمض البيركلوريك وحمض الكلوريك.
الحمض الضعيف الوحيد الناتج عن التفاعل بين الهيدروجين والهالوجين هو حمض الهيدروفلوريك (HF). في حين أن حمض الهيدروفلوريك من الناحية الفنية حمض ضعيف، إلا أنه قوي للغاية ومسبب للتآكل.
الأحماض القوية.
تتفكك الأحماض القوية تمامًا في أيوناتها في الماء، مما ينتج عنه واحد أو أكثر من البروتونات (كاتيونات الهيدروجين) لكل جزيء. لا يوجد سوى 7 أحماض قوية شائعة.
- HCl – حمض الهيدروكلوريك
- HNO3 – حمض النيتريك
- H2SO4 – حامض الكبريتيك (HSO4- حمض ضعيف)
- HBr – حمض الهيدروبروميك
- HI – حمض الهيدرويوديك
- HClO4 – حمض البيركلوريك
- HClO3 – حمض الكلوريك
تتضمن أمثلة تفاعلات التأين ما يلي:
HCl → H + + Cl-
HNO3 → H + + NO3-
H2SO4 → 2H + + SO42-
إقرأ أيضاً… أكثر 10 أحماض شائعة الاستخدام.
الأحماض الضعيفة.
لا تنفصل الأحماض الضعيفة تمامًا عن أيوناتها في الماء. على سبيل المثال، يتفكك HF في أيونات H + و F- في الماء، لكن بعض HF يبقى في محلول، لذلك فهو ليس حمضًا قويًا.
يوجد الكثير من الأحماض الضعيفة أكثر من الأحماض القوية. معظم الأحماض العضوية هي أحماض ضعيفة. هذه قائمة جزئية مرتبة من الأقوى إلى الأضعف.
- HO2C2O2H – حمض الأكساليك
- H2SO3 – حامض الكبريتيك
- HSO4 – أيون كبريتات الهيدروجين
- H3PO4 – حمض الفوسفوريك
- HNO2 – حمض النيتروز
- HF – حمض الهيدروفلوريك
- HCO2H – حمض الميثانويك
- C6H5COOH – حمض البنزويك
- CH3COOH – حمض الخليك
- HCOOH – حمض الفورميك
تتأين الأحماض الضعيفة بشكل غير كامل. أحد الأمثلة على التفاعل هو تفكك حمض الإيثانويك في الماء لإنتاج كاتيونات الهيدروكسونيوم وأنيونات الإيثانوات:
CH3COOH + H2O ⇆ H3O + + CH3COO-
لاحظ أن سهم التفاعل في المعادلة الكيميائية يشير إلى كلا الاتجاهين. يتحول حوالي 1 ٪ فقط من حمض الإيثانويك إلى أيونات، بينما يتحول الباقي إلى حمض إيثانويك.
رد الفعل يسير في كلا الاتجاهين. يكون التفاعل الخلفي أكثر ملاءمة من التفاعل الأمامي، لذلك تتحول الأيونات بسهولة إلى حمض ضعيف وماء.
إقرأ أيضاً… الأحماض والقواعد القوية والضعيفة.
التمييز بين الأحماض القوية والضعيفة.
يمكنك استخدام ثابت التوازن الحمضي Ka أو pKa لتحديد ما إذا كان الحمض قويًا أم ضعيفًا. الأحماض القوية لها قيم عالية من Ka أو pKa صغيرة، والأحماض الضعيفة لها قيم Ka صغيرة جدًا أو قيم pKa كبيرة.
قوي وضعيف مقابل مركز ومخفف.
احرص على عدم الخلط بين المصطلحات القوية والضعيفة والمركزة والمخففة.
الحمض المركز هو الذي يحتوي على كمية قليلة من الماء. بمعنى آخر، يتركز الحمض. الحمض المخفف عبارة عن محلول حمضي يحتوي على الكثير من المذيبات. إذا كان لديك حمض أسيتيك 12 ميكرومتر، فهو مركز ولكنه لا يزال حمضًا ضعيفًا.
بغض النظر عن كمية المياه التي تزيلها، سيكون هذا صحيحًا. على الجانب الآخر، يكون محلول حمض الهيدروكلوريك 0.0005 M مخفف، لكنه لا يزال قوياً.
الحمض القوي والحمض المسبب للتأكل.
يمكنك شرب حمض الأسيتيك المخفف (الحمض الموجود في الخل)، لكن شرب نفس تركيز حمض الكبريتيك سيعطيك حرقًا كيميائيًا. والسبب هو أن حمض الكبريتيك شديد التآكل، بينما حمض الأسيتيك ليس نشطًا.
بينما تميل الأحماض إلى أن تكون مسببة للتأكل، فإن أقوى الأحماض الفائقة (الكربوران) ليست في الواقع مسببة للتآكل ويمكن حملها في يدك. حمض الهيدروفلوريك، بينما حمض ضعيف، يمر عبر يدك ويهاجم عظامك.
