الوظائف الكيميائية: الأحماض والقواعد والأملاح والأكاسيد

الوظيفة الكيميائية هي مجموعة من المواد التي لها خصائص متشابهة. تسمى هذه الخصائص وظيفية ، لأنها تحدد سلوك المواد.

الوظائف الكيميائية الرئيسية غير العضوية هي: الأحماض والقواعد والأملاح والأكاسيد.

الأحماض

الأحماض عبارة عن مركبات تتكون من روابط تساهمية ، حيث يتم مشاركة الإلكترونات. وفقًا للكيميائي Svante Arrhenius (1859-1927) ، تطلق هذه المركبات أيونات H⁺ عندما يكونون على اتصال مع الماء.

كيف تتعرف على الحمض؟

الصيغة العامة للحمض هي H_xA حيث يمثل A الأنيون و H هو الهيدروجين و x هو عدد ذرات هذا العنصر الموجودة في الجزيء.

اليوم ، نعلم أنه عند التلامس مع الماء ، يطلق الحمض الهيدروجين على أنه الكاتيون الوحيد.⁺ ويشكل أيون الهيدرونيوم عند التأين. علاوة على ذلك ، عندما تتأين الأحماض في محلول مائي ، فإنها تكون قادرة على توصيل الكهرباء.

تقاس قوة الحمض من خلال قدرته على التأين عند ملامسته للماء. وكلما زاد تأين جزيئات الحمض في الماء ، زادت قوة الحمض.

مثال: حمض الهيدروكلوريك هو حمض قوي ، حيث يحتوي على درجة تأين 92٪. يقوم H₂كو₃ إنه حمض ضعيف ، حيث أن 0.18٪ فقط من جزيئات الحمض تتأين في المحلول.

تصنيف الأحماض

يمكننا تصنيف الأحماض وفقًا لعدد الهيدروجين المتأين في:

• أحادي الحمض: يحتوي على هيدروجين مؤين واحد فقط ، مثل HCN ؛
• Diacid: يحتوي على نوعين من الهيدروجين المتأين ، مثل H.₂فقط₃;
• Triacid: يحتوي على ثلاثة هيدروجين مؤين ، مثل H.₃غبار₄;
• تتراسيد: يحتوي على أربعة هيدروجين مؤين ، مثل H.₄ص₂ا₇.

تصنف الأحماض أيضًا من خلال عدم وجود الأكسجين فيها الهيدرات، مثل HCl و HCN ، وعندما يكون هناك عنصر الأكسجين ، يتم تسميتها الأوكسجين، مثل H₂فقط₄ و HNO₃.

أمثلة على الأحماض

• حامض الكبريتيك ، H₂فقط₄
• حمض الهيدروكلوريك ، حمض الهيدروكلوريك
• حمض الهيدروفلوريك ، HF
• حمض النيتريك ، HNO₃
• حمض الفوسفوريك ، H₃غبار₄
• حمض الكربونيك ، H₂كو₃

تعلم المزيد عن الأحماض.

القواعد

القواعد عبارة عن مركبات تتكون من روابط أيونية ، حيث يتم التبرع بالإلكترونات. وفقًا للكيميائي Svante Arrhenius (1859-1927) ، تطلق هذه المركبات أيونات OH^- عند ملامستها للماء ، حيث ينفصل المركب.

كيفية تحديد قاعدة؟

الصيغة العامة للقاعدة هي ، حيث تمثل B الكاتيون (الجذر الموجب) الذي يشكل القاعدة و y هي الشحنة التي تحدد عدد الهيدروكسيل (OH^-).

القواعد لها طعم قابض لاذع ومر. عندما تنفصل في وسط مائي ، تقوم القواعد أيضًا بتوصيل الكهرباء.

القواعد عبارة عن مركبات تنفصل في محلول مائي وتقاس قوة القاعدة بدرجة التفكك. لذلك ، كلما زاد عدد الهياكل المنفصلة في الماء ، كانت القاعدة أقوى.

مثال: هيدروكسيد الصوديوم هو قاعدة قوية ، لأنه يحتوي على درجة تأين 95٪. نيو هامبشاير₄OH هي قاعدة ضعيفة حيث أن 1.5٪ فقط من المركب يخضع للتفكك الأيوني.

التصنيف الأساسي

يمكن تصنيف القواعد وفقًا لعدد الهيدروكسيل الذي تطلقه في المحلول في:

• أحادي القاعدة: يحتوي على هيدروكسيل واحد فقط ، مثل هيدروكسيد الصوديوم ؛
• ديباز: يحتوي على نوعين من الهيدروكسيل ، مثل Ca (OH)₂;
• التريباس: يحتوي على ثلاثة هيدروكسيل ، مثل Al (OH)₃;
• تيتراباز: يحتوي على أربعة هيدروكسيل ، مثل Pb (OH)₄.

تعتبر القواعد المعدنية القلوية والقلوية الترابية ، باستثناء البريليوم والمغنيسيوم ، قواعد قوية بسبب درجة تفككها العالية. من ناحية أخرى ، فإن القواعد الضعيفة لديها درجة تفكك أقل من 5 ٪ ، مثل NH₄OH و Zn (OH)₂.

أمثلة على القواعد

• هيدروكسيد الصوديوم ، هيدروكسيد الصوديوم
• هيدروكسيد الأمونيوم ، NH₄أوه
• هيدروكسيد البوتاسيوم ، KOH
• هيدروكسيد المغنيسيوم ، Mg (OH)₂
• هيدروكسيد الحديد ، Fe (OH)₃
• هيدروكسيد الكالسيوم Ca (OH)₂

تعلم المزيد عن القواعد.

أملاح

الأملاح هي مركبات تنتج من التفاعل الذي يحدث بين الحمض والقاعدة ، ويسمى تفاعل التعادل.

لذلك ، يتكون الملح من كاتيون يأتي من قاعدة وأنيون يأتي من الحمض.

كيف تتعرف على الملح؟

الأملاح مركبات أيونية تركيبها C_xال_ذ تتكون من الكاتيون C^{ذ +} (أيون موجب) ، بخلاف H⁺، وأنيون أ^س- (أيون سالب) ، والذي يختلف عن OH^-.

تظهر الأملاح في الظروف المحيطة كمواد صلبة بلورية ذات درجة انصهار وغليان عالية. بالإضافة إلى ذلك ، يتمتع العديد منها بطعم مالح مميز.

على الرغم من أن بعض الأملاح معروفة وتستخدم في الطعام ، مثل كلوريد الصوديوم (ملح الطعام) ، إلا أن هناك أملاحًا شديدة السمية.

عندما تكون الأملاح في محلول مائي قادرة على توصيل الكهرباء. يمكن للعديد من الأملاح أن تمتص الرطوبة من البيئة بسهولة وبالتالي تسمى استرطابية.

تصنيف الأملاح

تصنف الأملاح حسب طبيعتها في محلول مائي.

ملح متعادل: تتكون من قاعدة قوية الكاتيون وأنيون حامض قوي أو قاعدة ضعيفة الكاتيون وأنيون حامض ضعيف

مثال: حمض الهيدروكلوريك (حمض قوي) + هيدروكسيد الصوديوم (قاعدة قوية) → NaCl (ملح محايد) + H₂يا (ماء)

ملح حامض: يتكون من قاعدة ضعيفة الكاتيون وأنيون حامض قوي.

مثال: HNO₃ (حمض قوي) + AgOH (قاعدة ضعيفة) → AgNO₃ (ملح حامض) + H₂يا (ماء)

ملح أساسي: تتكون من قاعدة قوية الكاتيون وأنيون حامض ضعيف.

مثال: H₂كو₃ (حمض ضعيف) + هيدروكسيد الصوديوم (قاعدة قوية) → NaHCO₃ (ملح أساسي) + H₂يا (ماء)

أمثلة على الأملاح

• نترات البوتاسيوم ، KNO₃
• هيبوكلوريت الصوديوم ، NaClO
• فلوريد الصوديوم ، ناف
• كربونات الصوديوم ، نا₂كو₃
• كبريتات الكالسيوم ، CaSO₄
• فوسفات الألومنيوم ، AlPO₄

تعلم المزيد عن أملاح.

أكاسيد

الأكاسيد عبارة عن مركبات تتكون من عنصرين كيميائيين ، أحدهما هو الأكسجين ، وهو أكثر المركبات كهرسلبية للمركب.

كيف تتعرف على الأكسيد؟

الصيغة العامة للأكسيد هي ، حيث يمثل C الكاتيون (أيون موجب) المرتبط بالأكسجين. تشير y (شحنة الكاتيون) إلى عدد ذرات الأكسجين التي يجب أن تشكل الأكسيد.

الأكاسيد هي مواد ثنائية ، حيث يرتبط الأكسجين بعنصر كيميائي أقل كهرسلبية منه. لذلك ، يرتبط الأكسجين بالفلور ، كما هو الحال في مركبات OF₂ انها ال₂F₂، لا تعتبر أكاسيد.

تصنيف الأكاسيد

الأكاسيد الجزيئية (أكسجين + أميتال) لها طابع حمضي ، لأنها عندما تكون في محلول مائي فإنها تتفاعل لإنتاج الأحماض ، مثل ثاني أكسيد الكربون (CO)₂).

الأكاسيد الأيونية (أكسجين + معدن) لها صفة أساسية ، لأنها عند ملامستها للماء تشكل المحاليل الأساسية ، مثل أكسيد الكالسيوم (CaO).

عندما لا يتفاعل أكسيد ما مع الماء ، مثل أول أكسيد الكربون (CO) ، فإنه يوصف بأنه أكسيد محايد.

أمثلة على الأكاسيد

• أكسيد القصدير ، SnO₂
• أكسيد الحديد الثالث ، الحديد₂ا₃
• أكسيد الصوديوم ، نا₂ا
• أكسيد الليثيوم ، لي₂ا
• ثاني أكسيد القصدير ، SnO₂
• ثاني أكسيد النيتروجين ، لا₂

تعلم المزيد عن أكاسيد.

انتباه!

يتم تنظيم فئات الأحماض والقواعد والأملاح والأكاسيد كوظائف كيميائية لتسهيل دراسة المركبات غير العضوية ، حيث أن عدد المواد كبير جدًا.

ومع ذلك ، يمكن أن تختلط في بعض الأحيان ، كما في حالة الأملاح والأكاسيد ، والتي يمكن أن يكون لها طابع حمضي أو أساسي. علاوة على ذلك ، يتأثر سلوك المواد بتفاعلها مع المركبات الأخرى.

في الكيمياء العضوية ، من الممكن تصور المجموعات الوظيفية المختلفة للمركبات العضوية.

تعرف أيضًا على وظائف عضوية.

المركبات الرئيسية غير العضوية

تحقق من بعض الأمثلة للمركبات من وظائف غير عضوية وما هي تطبيقاته.

الأحماض

حمض الهيدروكلوريك ، حمض الهيدروكلوريك

حمض الهيدروكلوريك أحادي حمض قوي. إنه محلول مائي يحتوي على 37٪ من حمض الهيدروكلوريك ، وكلوريد الهيدروجين ، وهو غاز عديم اللون وسام للغاية ومسبب للتآكل.

يتم استخدامه لتنظيف المعادن ، وفي عملية تصنيع الجلود وكمواد خام لمركبات كيميائية أخرى. يتم تسويق هذه المادة على أنها حمض مرياتيك لتنظيف الأرضيات والبلاط والأسطح المعدنية.

حامض الكبريتيك ، H₂فقط₄

ا حامض الكبريتيك إنه مشروب قوي. وهو سائل لزج وعديم اللون ، ويعتبر قويا لأن درجة تأينه تزيد عن 50٪ عند درجة حرارة 18 درجة مئوية.

يستخدم هذا الحمض غير العضوي على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية ، كمادة خام لـ تصنيع العديد من المواد ، وبالتالي ، يمكن أن يشير استهلاكها إلى مؤشر التنمية الاقتصادية من بلد.

القواعد

هيدروكسيد المغنيسيوم ، Mg (OH)₂

هيدروكسيد المغنيسيوم هو ديباز ، حيث يحتوي على اثنين من الهيدروكسيل في دستوره. في ظل الظروف المحيطة ، يكون المركب الكيميائي مادة صلبة بيضاء ويتم تسويقه في الماء تحت اسم Milk of Magnesia.

يستخدم حليب المغنيسيا كمضاد للحموضة ، لتقليل حموضة المعدة ، وكملين ، وتحسين وظائف الأمعاء.

هيدروكسيد الصوديوم ، هيدروكسيد الصوديوم

ا هيدروكسيد الصوديوم، وتسمى أيضًا الصودا الكاوية ، في الظروف المحيطة تكون في حالة صلبة ، ولونها أبيض باهت وهي شديدة السمية ومسببة للتآكل.

إنها قاعدة قوية ، تُستخدم في الصناعة ، لتصنيع منتجات التنظيف ، وفي الاستخدام المنزلي ، على سبيل المثال ، لفك انسداد الأنابيب.

يتطلب استخدام المنتج الكثير من العناية ، حيث أن ملامسته للجلد يمكن أن تسبب حروقًا خطيرة

أملاح

كلوريد الصوديوم ، كلوريد الصوديوم

ملح الطعام ، واسمه الكيميائي كلوريد الصوديوم ، مادة تستخدم على نطاق واسع كتوابل ومواد حافظة للأغذية.

إحدى التقنيات المستخدمة لإنتاج ملح الطعام هي تبخير مياه البحر وبلورة المركب الكيميائي. بعد ذلك ، يخضع الملح لعملية تنقية.

هناك طريقة أخرى يتواجد بها كلوريد الصوديوم في حياتنا وهي المحلول الملحي ، وهو محلول مائي يحتوي على 0.9٪ من الملح.

بيكربونات الصوديوم ، NaHCO₃

كربونات هيدروجين الصوديوم ، والمعروفة باسم بيكربونات الصوديوم ، عبارة عن ملح به بلورات صغيرة جدًا ، بمظهر مسحوق ، يذوب بسهولة في الماء.

وهي مادة لها العديد من الاستخدامات المنزلية سواء للتنظيف أو خلطها بمركبات أخرى أو للصحة حيث أنها موجودة في تركيبة الفوارق.

أكاسيد

بيروكسيد الهيدروجين ، H₂ا₂

ا بيروكسيد الهيدروجين يتم تسويقه كمحلول يسمى بيروكسيد الهيدروجين ، وهو سائل شديد التأكسد. عندما لا يذوب في الماء ، يكون بيروكسيد الهيدروجين غير مستقر تمامًا ويتحلل بسرعة.

التطبيقات الرئيسية لمحلول بيروكسيد الهيدروجين هي: مطهر ومبيض ومبيض للشعر.

ثاني أكسيد الكربون CO₂

ا نشبع، المعروف أيضًا باسم ثاني أكسيد الكربون ، هو أكسيد جزيئي عديم اللون والرائحة وأثقل من الهواء.

في عملية التمثيل الضوئي CO₂ يتم التقاط الغلاف الجوي من الغلاف الجوي ويتفاعل مع الماء ، وينتج الجلوكوز والأكسجين. لذلك ، فإن هذه العملية مهمة لتجديد الأكسجين في الهواء.

ومع ذلك ، فإن التركيز العالي لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي هو أحد أسباب تفاقم تأثير الاحتباس الحراري ، مما يؤدي إلى الاحتفاظ بكمية أكبر من الحرارة في الغلاف الجوي.