مفهوم برونستد – لوري للحموض والقواعد

الحمض: مادة (جزيئات أو أيونات) قادرة على منح بروتون (مانح للبروتون) لمادة أخرى في التفاعل.

يجب أن يحتوي الحمض على هيدروجين (بروتون) حسب تعريف برونستد - لوري.

قد يكون حمض برونستد - لوري:

1. حمض أرهينيوس مثل: HCl ، HCN ، HF ، H₂CO₃ .
2. أيوناً موجباً يحتوي على هيدروجين مثل: NH₄⁺ ، H₃O⁺ ، CH₃NH₃⁺ .
3. أيوناً سالباً يحتوي على هيدروجين يمكن منحه مثل: HS^- ، HSO₃^- ، HCO₃^- .

ملاحظة:

الأيونات السالبة التي تحتوي على هيدروجين يمكن منحه هي جميع الأيونات السالبة التي تحتوي على هيدروجين ما عدا:

أيون الهيدروكسيد OH^- ، والأيونات السالبة تحتوي على شق عضوي (الناتجة عن منح الحمض الكربوكسيلي والكحول للبروتون)، مثل: الأيون CH₃COO^- ، والأيون HCOO^- ، والأيون CH₃O^- ، والأيون CH₃CH₂O^- .

التعبير عن تفكك حموض برونستد – لوري بمعادلات

يُفسر برونستد - لوري السلوك الحمضي للحموض التي فسرها أرهينيوس كما في المعادلة:

لاحظ أن الماء وضع في معادلة برونستد - لوري كمادة متفاعلة، وليس على السهم كمعادلة أرهينيوس، وأن الحمض عندما منح بروتون قلت شحنته بمقدار واحد، ولاحظ أن مجموع الشحنات في طرفي المعادلة متساوٍ.

ويُفسر برونستد - لوري السلوك الحمضي للحموض العضوية (الكربوكسيلية) كما في المعادلة:

ملاحظة:

في الحموض العضوية (الحموض الكربوكسيلية) التي تحمل الصيغة RCOOH مثل: C₆H₅COOH HCOOH , CH₃COOH يتأين هيدروجين الرابطة O-H فقط ولا يتأين الهيدروجين في الرابطة C-H .

ويُفسر برونستد - لوري سلوك الأيونات الموجبة الحاوية على H كما في المعادلة:

ويُفسر برونستد - لوري سلوك الأيونات السالبة الحاوية على H قابلة للمنح كما في المعادلة:

ملاحظة:

تنتج جميع حموض برونستد - لوري أيون الهيدرونيوم عند إذابتها في الماء.

القاعدة: مادة (جزيئات أو أيونات) قادرة على استقبال البروتون (مستقبل للبروتون) عند تفاعلها مع غيرها.

قد تكون قاعدة برونستد - لوري:

1. قاعدة أرهينيوس مثل: NaOH ، KOH.
2. مركبات النتروجين المتعادلة مثل: NH₃ ، CH₃NH₂ ، N₂H₄ ، C₆H₅NH₂.
3. أيوناً سالباً مثل: S^2- ، HS^- ، HSO₃^- ، HCrO₄^- ، CO₃^2- ، OH^- ، CH₃COO^-.

التعبير عن تفكك قواعد برونستد – لوري بمعادلات

ملاحظات:

• هنالك مواد تسلك سلوكاً حمضياً وسلوكاً قاعدياً مثل الماء والأيونات السالبة التي تحتوي على هيدروجين يمكن منحه مثل HSO₃^- ، وتسمى مواد مترددة (أمفوتيرية).

المواد (المترددة) الأمفوتيرية: مواد تستطيع أن تتفاعل كحمض أو قاعدة تبعاً للظروف الموجودة فيها.

• الأيونات السالبة التي تحتوي على هيدروجين لا يمكن منحه هي أيون الهيدروكسيد OH^- والأيونات السالبة الناتجه من منح المركب العضوي للبروتون مثل الأيون CH₃COO^- .

ملاحظة:

تنتج جميع قواعد برونستد - لوري أيون الهيدركسيد عند إذابتها في الماء.

سؤال (1):

فسّر سلوك محاليل كلّ من المواد التالية وفق مفهوم برونستد - لوري:

1. السلوك الحمضي لحمض النتريك HNO₃ .
2. السلوك الحمضي لحمض البنزويك C₆H₅COOH .
3. السلوك الحمضي لأيون HCO₃^- .
4. السلوك القاعدي لأيون HCO₃^- .
5. السلوك القاعدي للأمينو ميثان CH₃NH₂ .

سؤال (2):

أكمل المعادلتين التاليتين:

سؤال (3):

اكتب معادلات تبيّن سلوك كل من: HCO₃^- و HS^- كحمض في تفاعلهما مع N₂H₄ ، وكقاعدة في تفاعلهما مع HNO₂ .

سؤال (4):

اكتب معادلة تفاعل HCrO₄^- مع C₆H₅NH₃⁺ وفق مفهوم برونستد - لوري.

سؤال (5):

ادرس التفاعلات التالية، وعيّن الحمض والقاعدة وفق مفهوم برونستد - لوري:

سؤال (6):

وفق تعريف برونستد - لوري، أي المواد الآتية تسلك كحمض، وأيها كقاعدة، وأيها تسلك سلوكاً أمفوتيرياً:

CH₃NH₃⁺ , H₂O , HCrO₄^- , HCOO^- , CO₃^2- , HCO₃^- , F^- , CH₃NH₂ , NH₄⁺ , H₃O⁺ , H₂PO₄^-

سؤال (7) : أسئلة موضوعية وزارية

1- أي من المواد الآتية يسلك كحمض في تفاعلات وكقاعدة في تفاعلات أخرى حسب مفهوم برونستد ولوري:

أ) CO₃^2- ب) H₂S ج) H₂SO₃ د) HCO₃^-

2- إحدى الصيغ الآتية تسلك سلوك قاعدة فقط:

أ) HCOO^- ب) NH₄⁺ ج) H₂O د) HCO₃^-

3- أي من المواد الآتية يسلك كحمض ويسلك كقاعدة؟

أ) NH₄⁺ ب) HCOO^- ج) HCrO₄^- د) CH₃NH₃⁺

4- الحمض وفق مفهوم برونستد - لوري هو مادة:

• مانحة للإلكترون.
• مانحة للبروتون.
• مستقبلة للإلكترون.

د) مستقبلة للبروتون.

5- يعرّف الحمض حسب مفهوم برونستد - لوري على أنه مادة قادرة على:

• استقبال بروتون. ب) منح بروتون.
• استقبال زوج إلكترونات. د) منح زوج إلكترونات.

6- إحدى الصيغ الآتية تسلك كحمض وقاعدة حسب مفهوم برونستد ولوري:

أ) HCO₃^- ب) NH₄⁺ ج) H₃O⁺ د) CO₃^2-

7- أي من المواد الآتية يمكن أن يسلك كحمض وكقاعدة:

أ) CH₃NH₃⁺ ب) HCOO^- ج) HCO₃^- د) SO₃^2-

8- إحدى الصيغ الآتية تسلك كحمض وكقاعدة وفق مفهوم برونستد - لوري:

أ) HCOO^- ب) H₃O⁺ ج) O^2- د) HSO₃^-

9- تُعد الأمونيا NH₃ قاعدة عند تفاعلها مع الماء وفق مفهوم برونستد - لوري لأنها:

أ) تستقبل بروتون ب) تمنح بروتون

ج) تستقبل OH^- د) تمنح OH^-

أوجه القصور في تعريف برونستد - لوري:

1. لم يوضح التعريف كيف يرتبط البروتون بالقاعدة.
2. لم يستطع تفسير السلوك الحمضي أو القاعدي في بعض التفاعلات التي لا تتضمن انتقالاً للبروتون بين المواد.

إجابات الأسئلة في الملفات المرفقة.