نظرة على الأحماض القوية والضعيفة
الأحماض القوية والضعيفة ضرورية لفهم الكيمياء، وخاصة في التطبيقات المخبرية. يمكن تلخيص الأحماض القوية في قائمة قصيرة تجعل من السهل التعرف عليها، وأي حمض غير موجود هنا يعتبر حمضا ضعيفا.
أمثلة على الأحماض القوية
الأحماض القوية هي تلك التي تتفكك تمامًا إلى أيوناتها في الماء، وتنتج بروتونًا واحدًا أو أكثر (كرات الهيدروجين) لكل جزيء. هناك سبعة أحماض قوية شائعة، بما في ذلك:
- حمض الهيدروكلوريك (حمض الهيدروكلوريك).
- حمض النيتريك (HNO3).
- حامض الكبريتيك (H2SO4).
- حمض الهيدروبروميك (HBr).
- حمض الهيدروديك (HI).
- حمض البيركلوريك (HClO4).
- حمض الكلوريك (HClO3).
أمثلة على الأحماض الضعيفة
لا تتفكك الأحماض الضعيفة بشكل كامل إلى أيونات في الماء، ويوجد عدد من الأحماض الضعيفة أكثر بكثير من الأحماض القوية. تصنف معظم الأحماض العضوية على أنها أحماض ضعيفة. فيما يلي بعض الأمثلة:
- حمض الأكساليك (HO2C2O2H).
- حامض الكبريتيك (H2SO3).
- كبريتات الهيدروجين (HSO4).
- حمض الفوسفوريك (H3PO4).
- حمض النيتروز (HNO2).
- حمض الهيدروفلوريك (HF).
- حمض الميثانويك (HCO2H).
- حمض البنزويك (C6H5COOH).
- حمض الخليك (CH3COOH).
- حمض الفورميك (HCOOH).
الفرق بين الأحماض القوية والضعيفة
فيما يلي بعض الاختلافات الأساسية بين الأحماض القوية والأحماض الضعيفة:
الفرق من حيث الرقم الهيدروجيني
يكون الرقم الهيدروجيني للمحلول الحمضي القوي منخفضًا جدًا (حوالي 1)، بينما يتراوح الرقم الهيدروجيني للمحلول الحمضي الضعيف بين 3 و5.
الفرق من حيث ثابت فصل الحمض (Ka)
الأحماض القوية لها قيمة أعلى لثابت فصل الحمض Ka، بينما تكون قيمة هذا الثابت أقل بالنسبة للأحماض الضعيفة. فيما يلي بعض قيم Ka لبعض الأحماض:
- قيمة ثابت فصل الحمض لحمض الهيدروفلوريك هي (5.6×10^-4).
- وقيمته لحمض الميثانويك هي (1.6×10^-4).
- وتصل قيمته لحمض الإيثانويك إلى (1.7×10^-5).
الفرق يكمن في كمية أيونات H+ المنطلقة
تطلق الأحماض القوية جميع أيونات H+ التي يمكن إطلاقها في المحلول، بينما لا تطلق الأحماض الضعيفة كميات كاملة من هذه الأيونات، إذ يبقى جزء منها غير محرر.
كيفية التمييز بين الأحماض القوية والضعيفة
يمكن استخدام ثابت توازن الحمض Ka أو pKa لتحديد ما إذا كان الحمض يعتبر قويًا أم ضعيفًا. عادة، الأحماض القوية لها قيمة Ka عالية أو قيمة pKa صغيرة، بينما الأحماض الضعيفة لها قيم Ka صغيرة جدًا أو قيم pKa عالية.
أمثلة على الأحماض الشائعة في الحياة اليومية
وفيما يلي بعض الأمثلة على الأحماض التي نستخدمها في حياتنا اليومية:
- حمض الخليك هو المكون الرئيسي في الخل.
- ويستخدم حمض الكبريتيك في صناعة بطاريات الرصاص الحمضية للسيارات.
- يوجد حمض الستريك بكثرة في الحمضيات مثل الليمون والبرتقال.
- يتم إنتاج حمض الهيدروكلوريك بشكل طبيعي في المعدة لتكسير الطعام.
- يُعرف حمض الأسكوربيك بفيتامين سي.
- يتشكل حمض اللاكتيك نتيجة فساد الحليب أو منتجات الألبان، مما يؤدي إلى طعم حمضي.