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" /\>![:cool:]([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.)
- اسید آرنیوس:
هر مادهای که پس از انحلال در آب یون http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=145" style="height:23px; width:33px" /> ( پروتون ) تولید کند.
- کلیه ترکیبیاتی که در سمت چپ فرمول خود http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=146" style="height:20px; width:11px" /> داشته باشند، بجزhttp://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=147" style="height:20px; width:27px" /> .
مثال : http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=148" style="height:20px; width:40px" />وhttp://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=149" style="height:20px; width:38px" /> و http://sanatisharif.ir/sanatisharif-forum/attachment.php?aid=150" /> و ...
- کلیه ترکیبیاتی که
در فرمول خود داشته باشند ( اسیدهای کربوکسیلیک )
مثال:
و
و...
- 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.
- باز آرنیوس :
هر ماده ای که پس از انحلال در آب یون
( هیدروکسید ) تولید کند.
- 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.
- 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. آمونیاکو 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.