فصل سوم : اسید و باز



  • در اینجا من خلاصه ی اسید و باز را قرار می دهم،

    شرایط من :

    1. دوستان سوالات خود را در اینجا مطرح نکنند، تمام پرسش و پاسخ ها را در قسمت پرسش و پاسخ انجمن شیمی مطرح کنید.
    2. اگر برای هر کدوم از این بخش ها تست و نکته ی قشنگی دارید که فکر می کنید دوستان دیگرمون استفاده می کنند، تاپیک جدا نزننید و در ادامه همین موضوع به عنوان پاسخ ارسال کنید.

    همه ی اینها برای این است که دوستامون راحت تر بتونند از این خلاصه ها استفاده کنند.

    چقدر خفن حرف زدما، خودم باورم نمیشه ![:p]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/images/smilies/tongue.gif][0]" style="line-height:1.6" /\>![🆒]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/images/smilies/cool.gif][0]" style="line-height:1.6" /\>![:p]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/images/smilies/tongue.gif][0]" style="line-height:1.6" /\>

    ممنون از همکاری شما

    علی


    **قسمت اول: تاریخچه و انواع مدل های اسید و باز**

    اسیدها و بازها دو مفهوم متضاد در علم شیمی هستند که هر یک از آنها خواص ویژه­ای دارند. به عنوان مثال اسیدها همگی ترش اند، خورنده هستند، با فلز ها گاز هیدروژن تولید می­کنند، بازها را خنثی می­کنند و ... همچنین بازها تلخ اند، اسیدها را خنثی می­کنند، محلول آنها لیز است ( زیرا با چربی دست صابون تشکیل می­دهند ) و ...

    نخستین بار لاووازیه اکسیژن را عنصر اصلی سازنده­ی اسیدها دانست. سپس دیوی با کشف و بررسی خواص hcl هیدروژن را عنصر اصلی سازنده­ی اسیدها معرفی کرد و فراگیر نبودن دیدگاه لاوازیه را اثبات کرد و هیدروژن را که در اسیدهای لاوازیه هم وجود داشت به عنوان عنصر اصلی سازنده­ی اسیدها برگزید. امّا هر ترکیب هیدروژن داری اسید نیست مثلاً متان (ch\_4) هیدروژن دارد ولی اسید نیست. دیوی برای حل این مشکل هیدروژن اسیدی را بدین صورت تعریف کرد:

    هیدروژن اسیدی هیدروژنی است که قابل جانشین شدن توسط فلز باشد.

    ![هیدروژن اسیدی هیدروژنی است که قابل جانشین شدن توسط فلز باشد.]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=125][0]" style="float:left; height:32px; width:226px" /\>

    نکته) در ترکیبات اکسیژن دار، هیدروژن متصل به o خصلت اسیدی دارد.

    مشکلی که تعریف دیوی داشت این بود که برخی از مواد هیدروژن اسیدی داشتند ولی اسید به حساب نمی­آمدند. مثل آب و الکل که هیدروژن اسیدی دارند امّا اسید نیستند (خنثی اند).

    ![آب و الکل که هیدروژن اسیدی دارند امّا اسید نیستند (خنثی اند).]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=126][0]" style="float:left; height:64px; width:293px" /\>

    نکته) واکنش سدیم با اتانول به مراتب آهسته­تر از سدیم با آب است. سدیم روی آب می­ماند ولی در اتانول فرو می­رود. (به علت اختلاف چگالی)

    ![نام علمی مواد مختلف در شیمی]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=128][0]" style="height:186px; width:354px" /\>
    ![نام علمی مواد مختلف در شیمی]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=127][0]" style="height:126px; width:275px" /\>

    نکته بسیار مهم:

    از اینجا به بعد در سراسر این بخش با یون هیدرونیوم ( ![یون هیدرونیوم]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=132][0]" style="height:29px; width:40px" /\> ) سر و کار خواهیم داشت. پس لازم است خصوصیات این یون بررسی شود.

    1. یون h^+ وجود خارجی ندارد، این یون به دلیل کوچکی بیش از حد، چگالی بار الکتریکی بسیار زیادی دارد و به حالت محلول در آب به شدت آبپوشیده می­شود. طی آب­پوشی h^+ به دلیل داشتن ارپیتال خالی، جفت الکترون ناپیوندی اکسیژن در را به صورت داتیو جذب می نماید و به یون![یون هیدرونیوم]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=132][0]" style="font-family:tahoma,geneva,sans-serif; height:29px; text-align:justify; width:40px" /\>تبدیل می­شود.

    ![ یون h^+ وجود خارجی ندارد، این یون به دلیل کوچکی بیش از حد، چگالی بار الکتریکی بسیار زیادی دارد و به حالت محلول در آب به شدت آبپوشیده می¬شود. طی آب¬پوشی h^+ به دلیل داشتن ارپیتال خالی، جفت الکترون ناپیوندی اکسیژن در h_2 o را به صورت داتیو جذب می نماید و به یون h_3 o^+ تبدیل می¬شود.]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=129][0]" style="height:103px; width:491px" /\>
    2. یون هیدرونیوم حداکثر توسط سه مولکول آب، آبپوشیده می­شود( با پیوند هیدروژنی). بنابراین ![یون هیدرونیوم]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=132][0]" style="font-family:tahoma,geneva,sans-serif; height:29px; text-align:justify; width:40px" /\> با هر بار اضافه شدن یک مولکول آب به صورت های ![یون هیدرونیوم حداکثر توسط سه مولکول آب، آبپوشیده می¬شود( با پیوند هیدروژنی). بنابراین h_3 o^+ با هر بار اضافه شدن یک مولکول آب به صورت های h_5 o_2^+ و h_7 o_3^+ و h_9 o_4^+ نمایش داده می¬شود.]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=133][0]" style="height:25px; width:158px" /\>نمایش داده می­شود.

    ![یون هیدرونیوم حداکثر توسط سه مولکول آب، آبپوشیده می¬شود( با پیوند هیدروژنی). بنابراین h_3 o^+ با هر بار اضافه شدن یک مولکول آب به صورت های h_5 o_2^+ و h_7 o_3^+ و h_9 o_4^+ نمایش داده می¬شود.]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=130][0]" style="height:52px; width:341px" /\>
    3. هنگامی که گفته می­شود یک اسید مانند در آب تفکیک یونی می­شود در واقع منظور این است که hcl پروتون خود را تحویل آب می دهد و یون هیدرونیوم ( ![یون هیدرونیوم]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=132][0]" style="font-family:tahoma,geneva,sans-serif; height:29px; text-align:justify; width:40px" /\> ) تشکیل می­شود.

    ![ هنگامی که گفته می¬شود یک اسید مانند hcl در آب تفکیک یونی می¬شود در واقع منظور این است که hcl پروتون خود را تحویل آب می دهد و یون هیدرونیوم (h_3 o^+ ) تشکیل می¬شود.]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=134][0]" style="font-family:tahoma,geneva,sans-serif; height:42px; text-align:justify; width:498px" /\>

    البته گاهی فقط برای ساده تر شدن واکنش فوق یک مولکول _h2o_ را از طرفین حذف می­کنند و آن را به صورت زیر نشان می­دهند:

    ![ هنگامی که گفته می¬شود یک اسید مانند hcl در آب تفکیک یونی می¬شود در واقع منظور این است که hcl پروتون خود را تحویل آب می دهد و یون هیدرونیوم (h_3 o^+ ) تشکیل می¬شود.]([http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=131][0]" style="height:42px; width:231px" /\>

    [0]: )<a



  • مدل آرنیوس :

    دانشمندی که روی رسانایی الکتریکی و برقکافت ترکیبات محلول در آب آزمایشاتی انجام داد وتعریف خود از اسید و باز را به صورت زیر بیان کرد:

    (قابل ذکر است که امروزه نیز از همین تعریف برای اسیدها و بازها استفاده می­شود.)

    1. اسید آرنیوس:

    هر ماده­ای که پس از انحلال در آب یون ![پروتون](<a href=)http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=145" style="height:23px; width:33px" /> ( پروتون ) تولید کند.

    1. کلیه ترکیبیاتی که در سمت چپ فرمول خود ![](<a href=)http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=146" style="height:20px; width:11px" /> داشته باشند، بجز![آب](<a href=)http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=147" style="height:20px; width:27px" /> .

    مثال : ![](<a href=)http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=148" style="height:20px; width:40px" />و![](<a href=)http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=149" style="height:20px; width:38px" /> و ![](<a href=)http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=150" /> و ...

    1. کلیه ترکیبیاتی که در فرمول خود داشته باشند ( اسیدهای کربوکسیلیک )

    مثال: و و...

    1. اکسیدهای نافلزی ( اکسید اسیدی ) به جز .

    مثال : و ...

    نکته : برخلاف آنچه که به نظر می­رسد، جامدی یونی بی رنگی است که از یون های و به وجود آمده است.

    1. باز آرنیوس :

    هر ماده ای که پس از انحلال در آب یون ( هیدروکسید ) تولید کند.

    1. کلیه ترکیبات فلز و هیدروکسید

    مثال : و و و و ....

    نکته 1 : حکم فلز دارد.

    نکته 2 : به باز محلول در آب قلیا و محلول حاصل را محلول قلیایی می­گویند.

    1. فلز های قلیایی و قلیای خاکی به­جز


    2. اکسید های فلزی ( اکسید بازی )

    مثال : و و ....

    تذکر : توجه کنید که همه­ی اکسید های فلزی خاصیت بازی ندارند زیرا برخی از اکسید های فلزی مانند در آب نامحلول هستند.
    3. آمونیاک و آمین ها

    :آمونیاک

    • محلول آمونیاک یعنی آمونیوم هیدروکسید.

    :آمین ها


    نکته بسیار مهم :

    یون تماشاگر یونی است که در دو طرف واکنش عیناً تکرار شده است و هیچ نقشی در انجام واکنش نداشته است برای نمونه در واکنش هیدروکلریک اسید با محلول پتاسیم هیدروکسید یون های و عیناً در دو طرف واکنش تکرار شده اند پس یون تماشاگر محسوب می­شوند و می­توان آن ها را از طرفین معادله واکنش حذف نمود.

    واکنش اصلی خنثی شدن :

    واکنش درست تر :

    نکته : موادی که تشکیل آب ، رسوب و گاز می­دهند شامل یون های شرکت کننده در واکنش هستند و یون تماشاگر محسوب نمی­شوند.

    مثال :

    که یک رسوب سفید رنگ است بنابراین در این واکنش یون تماشاگر نداریم.

    ایراد مهم مدل آرنیوس این است که اسید و باز را به محیط آبی محدود کرده بود. در حالی که گاهی یک اسید و یک باز بدون حضور آب ممکن است اثر یکدیگر را خنثی کنند. به عنوان مثال گاز آمونیاک و گاز هیدروژن کلرید که هر یک به تنهایی در آب به ترتیب خاصیت بازی و اسیدی دارند، بدون حضور آب نیز اثر یکدیگر را خنثی می­کنند و تولید آمونیوم کلرید یا نشادر می­کنند که یک جامد یونی سفید رنگ است.


 

کاربران فعال این بخش

13
آنلاین

18.4k
کاربران

8.1k
موضوع ها

563.4k
دیدگاه‌ها