قوة الحمض والقاعدة

Acid and Base Strength

ترتبط قوة الحمض بقدرته على التأين ومنح بروتون.

أولاً: الحموض القوية

للحمض القوي قدرة عالية على منح بروتون وتكوين نواتج، لذا فتفاعل الحمض القوي مع الماء غير منعكس.

مثال:

يتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع الماء وفق المعادلة الآتية:

HCl _(aq)  +  H₂O _(l)  → H₃O⁺  +  C l^- _(aq)

وبما أن التفاعل غير منعكس، فذلك يعني أنه ليس للأيون Cl^- قدرة على استقبال بروتون، فهو بذلك قاعدة ضعيفة، وهو أضعف من القاعدة (H₂O) الموجودة في المتفاعلات، وأنه ليس للحمض (H₃O⁺) قدرة على منح بروتون، فهو بذلك حمض ضعيف، وأضعف من الحمض (HCl) الموجود في المتفاعلات.

ومن ذلك نستنتج ما يلي:

• الحمض والقاعدة جهة المتفاعلات أقوى من الحمض والقاعدة جهة النواتج.
• الحمض القوي قاعدته المرافق ضعيفة، والقاعدة القوية حمضها المرافق ضعيف.
• التفاعل يتجه نحو النواتج ولا يحدث بالاتجاه العكسي؛ لذا يعبر عنه بسهم باتجاه واحد.

ثانياً: الحموض الضعيفة

الحموض الضعيفة تتأين جزئياً في الماء، ويعد تفاعلها مع الماء منعكساً، ويكون تراكيز المتفاعلات عند الاتزان أعلى من تراكيز النواتج.

مثال:

يتفاعل حمض الإيثانويك مع الماء وفق المعادلة الآتية:

CH₃COOH _(aq)   +   H₂O _(l)   $\rightleftharpoons$  H₃O⁺ _(aq)  +  CH₃COO^- _(aq)

بما أن التفاعل منعكس، فهذا يعني أن لأيونات (CH₃COO^-) قدرة على استقبال بروتون، فهو بذلك قاعدة أقوى من القاعدة الموجودة في المتفاعلات (H₂O)، وأن للأيون (H₃O⁺) قدرة أكبر على منح بروتون من الحمض (CH₃COOH) الموجود في المتفاعلات، فهو بذلك أقوى كحمض من (CH₃COOH).  

ومن ذلك نستنتج ما يلي:

• الحمض والقاعدة جهة النواتج أقوى من الحمض والقاعدة جهة المتفاعلات.
• الحمض الضعيف قاعدته المرافقة قوية، والقاعدة الضعيفة حمضها المرافق قوي.
• الاتزان ينزاح نحو المتفاعلات أكثر من النواتج.

وبشكل عام:

التفاعلات والاتزان ينزاح نحو الجهة التي تحتوي على حموض وقواعد أضعف.

سؤال (1):

أيهما أقوى كقاعدة: أيون الإيثانوات (CH₃COO^-) أم أيون الكلوريد (Cl^-)؟

سؤال (2):

إذا علمت أن قوة القواعد التالية في الماء تأخذ الترتيب (من الأقوى إلى الأضعف):

أكتب صيغة الحمض المرافق لكل منها وأرتبها حسب قوتها في الماء.

سؤال (3):

تمثل المعادلات الآتية تفاعلات لمحاليل الحموض (HNO₂ , H₂CO₃ , HBrO) المتساوية التركيز، التي كان موضع الاتزان مزاحاً فيها جهة المواد الناتجة لجميع التفاعلات. أدرس التفاعلات، ثم أجيب عن الأسئلة التي تليها:

HNO₂  +  BrO^-   $\rightleftharpoons$  NO₂^-  +  HBrO

HNO₂  +  HCO₃^-   $\rightleftharpoons$  NO₂^-  +  H₂CO₃

H₂CO₃  +  BrO^-   $\rightleftharpoons$   HCO₃^-  +  HBrO

1- أكتب صيغة الحمض الأقوى.

2- أكتب صيغة القاعدة المرافقة الأقوى بينها.

سؤال (4):

تمثل المعادلات الآتية تفاعلات لمحاليل القواعد (CH₃NH₂ , N₂H₄ , NH₃) المتساوية التركيز. أدرس التفاعلات، ثم أجيب عن الأسئلة التي تليها:

CH₃NH₂  +  NH₄⁺ CH₃NH₃⁺  +  NH₃

N₂H₄  +  NH₄⁺  N₂H₅⁺  +  NH₃

CH₃NH₂  +  N₂H₅⁺  CH₃NH₃⁺  +  N₂H₄

1- أكتب صيغة القاعدة الأضعف.

2- أكتب صيغة الحمض المرافق الأضعف بينها.

3- أي الاتجاهين يرجح الاتزان في معادلة التفاعل الثالث.

في الملفات المرفقة إجابات أسئلة درس قوة الحمض والقاعدة.