من خصائص القواعد

من خصائص القواعد ما يميزها عن الأحماض، وتشكل هذه الخصائص الموضوع الرئيسي لهذه المقالة، والتي تشمل إعادة صياغة درس الأحماض والقواعد، وإعادة تقديمها بطريقة مبسطة ومختصرة، وذلك بالبدء بـ عرض شامل لمفهوم القاعدة في، وتحديد الفرق بينها وبين الحمض، وعرض بعض الأمثلة على الحلول الحمضية والأساسية، في الختام، لتعريف وعرض أهم استخدامات الأحماض والقواعد.

تعريف القاعدة في الكيمياء

قبل تحديد خصائص القواعد، من الضروري البدء بتعريفها، وتسمى القاعدة في اللغة الإنجليزية “Base”، وفي الكيمياء هي مركب كيميائي يمكن أن يتحد معه، مما يجعله عنصرًا كيميائيًا يميل إلى الاستسلام إلكترون واحد أو أكثر، والعالم “روبرت بويل”، أول عالم صنف الأحماض والقواعد وحدد تعريفها، في القرن السابع عشر.

الفرق بين الحمض والقاعدة

بعد تحديد القاعدة، من الضروري الوقوف على الفرق بينها وبين الحمض، لأنه بالإضافة إلى خصائص القواعد المختلفة عن خصائص الأحماض، يكمن الاختلاف الرئيسي في التعريف، كحمض، أو في اللغة الإنجليزية ” حمض “، عنصر كيميائي قادر على استقبال إلكترون واحد أو أكثر. أيضا، عندما تذوب في أيونات الهيدروجين، تتميز الأحماض بطعمها الحامض، مما يتسبب في تآكل المعدن وتشكيل الصدأ، بالإضافة إلى تلوين ورق عباد الشمس باللون الأحمر.

تفاعل حمض / قاعدي

في رحلة البحث عن خصائص القواعد، نجد أن أبرز تفاعل كيميائي هو التفاعل الحمضي القاعدي، والذي يسمى في اللغة الإنجليزية “تفاعل الحمض القاعدي”، والذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بآليات التفاعل بين السوائل و السوائل، حيث يؤدي هذا التفاعل إلى المعادلة الكيميائية للقاعدة، مما ينتج مركبًا جديدًا، وهو أمر يستحق الجدير بالذكر أن هذا التفاعل تمت دراسته لأول مرة في التاريخ من قبل العالم الفرنسي “أنطوان لافوازييه” عام 1776، وتفاعلات الحمض والقاعدة بنسب متعادلة تسمى تفاعلات التعادل، حيث تتساوى كمية الهيدروجين مع أيونات الهيدروكسيد.

المحاليل الحمضية والقاعدية

باختصار، يتشكل المحلول الحمضي عندما ينتج أيون الهيدروجين والأيون السالب الآخر، ومن أشهر الأمثلة على هذه المحاليل نذكر محلول حمض الأسيتيك، بينما تشكل القاعدة الحلول عندما يتفاعل أحد المركبات التالية هيدروكسيد (-OH) وكربونات (CO3-2). )، أو كل من أكسيد (-O2)، وبيكربونات (-HCO3)، ويؤديان إلى تكوين أيون هيدروكسيد سالب الشحنة (-OH)، وأبرزها محلول.

ميزات القواعد

تتميز القواعد بالعديد من المواصفات الكيميائية والفيزيائية، والتي تتيح تحديد الفرق بينها وبين الأحماض، واستطاع العالم “روبرت بويل” تحديدها، بينما أضاف العديد من العلماء مجموعة من الخصائص، وهي كالتالي

• القاعدة لها طعم مر.
• من حيث الملمس، فإن القواعد لزجة، ويجادل بعض العلماء بأنها تشبه الصابون في الملمس.
• يتحول ورق عباد الشمس عند لمس القواعد إلى اللون الأزرق.
• تتفكك القاعدة في الماء لتطلق أيونات الهيدروكسيد، وتشكل محلولًا مائيًا.
• تتميز الحلول الأساسية بقدرتها على توصيل التيار الكهربائي.
• يسمى قياس قدرة القاعدة على تكوين أيون الهيدروكسيل بثابت التأين الأساسي.
• تسمى الهيدروكسيدات قواعد قوية، وتقع في المجموعتين الأولى والثانية من الجدول الدوري للعناصر.

ما هو المقصود بالرقم الهيدروجيني؟

بعد تحديد خصائص ومميزات القواعد، من الضروري الحديث عن مفهوم الأس الهيدروجيني الذي يحمل العديد من الأسماء مثل الرقم الهيدروجيني، أو مؤشر أيون الهيدروجين، ويرمز له بالرمز “pH”، والذي في تعريفه البسيط هو الرقم الهيدروجيني أو درجة الأس الهيدروجيني لأي سائل، وبالتالي فهو مقياس ومؤشر يحدد ما إذا كان العنصر حمضيًا أم أساسيًا أم متعادلًا. الرقم الهيدروجيني هو مقياس يتراوح من 0 إلى 14، حيث تقع المواد الحمضية بين 0 و 6، والمواد الأساسية بين 7 و 14، بينما يشير الرقم 7 إلى أن المادة متعادلة، ونذكر على سبيل المثال ما يلي

استخدامات الأحماض والقواعد

تستخدم الأحماض والقواعد في العديد من مجالات الحياة. أدى اكتشاف خصائصها الكيميائية إلى استخدامها في مجالات الصناعة والزراعة والتغذية. من بين هذه الاستخدامات ما يلي

• تستخدم العديد من القواعد في صناعة الجير والطلاء، وتستخدم في عمليات البناء والتدعيم.
• يستخدم حمض الخليك أو الخل لحفظ الطعام ولإعداد العديد من المشروبات والأطعمة.
• توصف بعض الأدوية المركبة على أسس كيميائية لعلاج حرقة المعدة واضطرابات الجهاز الهضمي.
• تستخدم القواعد في صناعة الورق والحرير وفي تكوين الصابون.
• حمض الفوسفوريك ضروري لتصنيع المشروبات الغازية.
• في الصناعات الكبرى، مثل البطاريات والمتفجرات، يعتمد العلماء على استخدام الأحماض القوية.

ومن خصائص القواعد نذكر النسيج اللزج الذي ظهر في تعريف العالم “روبرت بويل” في القرن السابع عشر، بينما أضاف العالم “أرهينيوس” خاصية الذوبان في الماء وإنتاج أيونات الهيدروكسيد، بينما تم تنقيح التعريف من قبل “يوهانس برونستيد” والعالم “توماس لوري”. بإضافة قدرة القواعد على استقبال أيون الهيدروجين، أضاف العالم “لويس” أن القاعدة تتميز بقدرتها على التخلي عن إلكترون واحد أو أكثر.