الدرس الأول: خصائص الحموض والقواعد
المتوسط - الصف التاسع
1. خصائص الحموض والقواعد
| الخاصية | الحموض | القواعد |
|---|---|---|
| الطعم | حامض لاذع (كالليمون) | مر (كبعض الأدوية) |
| الملمس | - | زلق أو صابوني |
| التوصيل الكهربائي | موصلة جيدة (لأنها تتأين) | موصلة جيدة (لأنها تتأين) |
| ورقة تباع الشمس | تحول الأزرق إلى أحمر | تحول الأحمر إلى أزرق |
2. مفهوم الحموض والقواعد
أ) الحموض (Acids)
التعريف العلمي: مواد تنتج أيونات الهيدروجين (H⁺) عند ذوبانها في الماء.
أمثلة شائعة:
- حمض الهيدروكلوريك (HCl): في المعدة.
- حمض الأسيتيك (CH₃COOH): في الخل.
- حمض الستريك: في الليمون والبرتقال.
- حمض الكربونيك (H₂CO₃): في المشروبات الغازية.
ب) القواعد (Bases)
التعريف العلمي: مواد تنتج أيونات الهيدروكسيد (OH⁻) عند ذوبانها في الماء.
أمثلة شائعة:
- هيدروكسيد الصوديوم (NaOH): الصودا الكاوية.
- هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)₂: الجير المطفأ.
- الأمونيا (NH₃): تنتج OH⁻ عند تفاعلها مع الماء.
معادلات التفكك (التأين) في الماء:
حمض أحادي البروتون (HCl):
حمض ثنائي البروتون (H₂SO₄):
قاعدة أحادية الهيدروكسيل (NaOH):
قاعدة ثنائية الهيدروكسيل (Ca(OH)₂):
3. قوة الحموض والقواعد
تعتمد قوة الحمض أو القاعدة على درجة تأينها (تفككها) في الماء.
| النوع | درجة التأين | التمثيل في المعادلة | أمثلة |
|---|---|---|---|
| قوي (Strong) | 100% (تأين كلي) | → | HCl, H₂SO₄, NaOH, KOH |
| ضعيف (Weak) | جزئي (ضئيل جداً) | ⇌ | CH₃COOH, NH₃ |
تأين قوي (سهم واحد)
تأين ضعيف (سهمين متعاكسين)
جدول الحموض والقواعد الشائعة:
- HCl (هيدروكلوريك)
- HNO₃ (نيتريك)
- H₂SO₄ (كبريتيك)
- HBr (هيدروبروميك)
- HI (هيدرويوديك)
- CH₃COOH (خليك)
- H₂CO₃ (كربونيك)
- H₃PO₄ (فوسفوريك)
- HF (هيدروفلوريك)
- NaOH (هيدروكسيد صوديوم)
- KOH (هيدروكسيد بوتاسيوم)
- LiOH (هيدروكسيد ليثيوم)
- Ca(OH)₂ (هيدروكسيد كالسيوم)
- NH₃ (أمونيا)
- N₂H₄ (هيدرازين)
4. الأكاسيد الحمضية والقاعدية
هي أكاسيد اللافلزات التي تذوب في الماء مكونة حموضاً.
CO₂ + H₂O → H₂CO₃ (حمض الكربونيك)
SO₂ + H₂O → H₂SO₃ (حمض الكبريتوز)
هي أكاسيد الفلزات التي تذوب في الماء مكونة قواعد.
Na₂O + H₂O → 2NaOH
CaO + H₂O → Ca(OH)₂
5. التوصيل الكهربائي
تعد محاليل الحموض والقواعد إلكتروليتات (مواد موصلة للكهرباء) لأنها تتأين عند ذوبانها في الماء، مما ينتج أيونات حرة الحركة تنقل التيار الكهربائي.
- الحموض القوية والقواعد القوية: موصلة قوية (تأين كلي).
- الحموض الضعيفة والقواعد الضعيفة: موصلة ضعيفة (تأين جزئي).
6. تفاعل الحموض مع الفلزات
تتفاعل الحموض مع الفلزات النشطة (مثل الزنك والمغنيسيوم) وينطلق غاز الهيدروجين H₂.
7. الكواشف وتغيرات الألوان
الكواشف (Indicators) هي مواد كيميائية يتغير لونها بتغير نوع المحلول (حمضي أو قاعدي أو متعادل). تستخدم للكشف عن طبيعة المحلول دون تذوقه أو لمسه.
| الكاشف | في الحمض | في المتعادل | في القاعدة |
|---|---|---|---|
| ورق تباع الشمس | أحمر | بنفسجي/لا يتغير | أزرق |
| الفينولفثالين | عديم اللون | عديم اللون | زهري |
| الميثيل البرتقالي | أحمر | أصفر/برتقالي | أصفر |
الكواشف الطبيعية (Natural Indicators)
يمكن استخدام مواد طبيعية متوفرة في المنزل ككواشف، لأنها تحتوي على صبغات تتأثر بدرجة الحموضة:
- مغلي الملفوف الأحمر: يكون لونه بنفسجياً في الماء المتعادل. ← يتحول إلى أحمر في الوسط الحمضي.← يتحول إلى أخضر أو أصفر في الوسط القاعدي.
- الشاي: يتغير لونه من البني الغامق إلى الأصفر الفاتح عند إضافة حمض (مثل الليمون).
- الورد الجوري: تستخدم بتلاته لاستخلاص صبغة كاشفة طبيعية.
8. الرقم الهيدروجيني (pH)
- مقياس لحموضة أو قاعدية المحلول ويعتمد على تركيز أيونات H⁺.
- يتراوح المدى من 0 إلى 14.
كلما قلت قيمة pH زادت الحموضة، وكلما زادت عن 7 زادت القاعدية.
جهاز مقياس الرقم الهيدروجيني (pH Meter):
جهاز إلكتروني يستخدم لقياس درجة الحموضة بدقة عالية. يتكون من قطب حساس يغمر في المحلول وشاشة رقمية تعرض قيمة الـ pH مباشرة.
9. خلاصة الدرس
- تنتج H⁺ في الماء.
- طعمها حامض، تحمر ورق تباع الشمس.
- تتفاعل مع الفلزات وتنتج H₂.
- pH < 7.
- تنتج OH⁻ في الماء.
- طعمها مر، ملمسها صابوني، تزرق ورق تباع الشمس.
- pH > 7.
- القوة: تعتمد على درجة التأين (كلي = قوي، جزئي = ضعيف).
- الكواشف: مواد يتغير لونها حسب نوع المحلول (حمض/قاعدة).
- الرقم الهيدروجيني (pH): مقياس من 0-14 يحدد درجة الحموضة.