مساهمات الكيميائيين في معرفة خواص الأحماض والقواعد
كان للكيميائيين دور كبير في الوصول إلى العديد من النتائج العلمية، وبدأت اكتشافات العلماء منذ علماء المسلمين الذين لعبوا دورًا كبيرًا في دراسة المواد وأحوالها واكتشاف خصائصها، ومن أشهر هؤلاء العلماء جابر بن حيان. وأبو بكر الرازي ومحمد بن لاجين وعز الدين الجلدكي وغيرهم من العلماء.
على مر العصور، ساهم الكيميائيون في توفير العديد من المعلومات والتطبيقات المتعلقة بفروع الكيمياء المختلفة. وقد نتج عن هذه المساهمات الوصول إلى أهم خواص القواعد والأحماض. ومن أهم وأبرز هذه المساهمات ما يلي: –
1- النظرية البرونزية
تضمنت هذه النظرية مجموعة من القواعد التي تصف خصائص الأحماض والقواعد، ومنها ما يلي:
- الأحماض هي أي مركبات لها القدرة على إنتاج هيدروجين موجب + بروتون H
- القواعد هي المركبات القادرة على اكتساب بروتون موجب، وهذا يتطلب زوجًا من الإلكترونات لربطها بالبروتون الموجب + H
- يمتلك الماء خصائص مذبذبة، أي أنه قادر على إظهار الخصائص الحمضية أو الأساسية، وفقًا لطبيعة الظروف التي يتم وضعها فيه.
- تتأين الأحماض والقواعد تمامًا عند وضعها في المحلول. الأحماض والقواعد القوية تتأين جزئيًا في المحلول.
- في ضوء هذه النظرية، القاعدة المترافقة هي المركب الذي يتكون بعد أن يفقد الحمض بروتونًا إيجابيًا، والحمض المترافق هو المركب الذي يتكون بعد أن تكتسب القاعدة البروتون الإيجابي.
- تحتوي الأحماض دائمًا على H + بروتون، بينما تحتوي القواعد على أيون OH
2- نظرية لويس
نظرية لويس هي إحدى النظريات التي تناولت دراسة خصائص الأحماض والقواعد، لكنها ركزت أكثر على الإلكترونات في هذه المركبات، ولم تعتمد على البروتونات كما هو شائع في النظريات الكيميائية الأخرى.
أشارت نظرية لويس إلى أن التفاعل بين الأحماض والقواعد ينتج عنه مركب ثالث، ومن خلال هذا التفاعل يأتي زوج من الإلكترونات التي تشكل الرابطة الكيميائية، من خلال واحد فقط من المركبات المتفاعلة.
الأحماض والقواعد
تعامل الكيميائيون مع تعريف الأحماض والقواعد منذ زمن بعيد على أنه تناقض في الخصائص بين كل منها. أشار علماء بارزون إلى أن الأحماض هي مركبات كيميائية تحمل درجة حموضة عالية مما يؤدي إلى تآكل الأنسجة والمعادن التي لها طعم حامض، وقد تلاحظ أنه عند تعريض أوراق عباد الشمس لها يحولها إلى اللون الأحمر.
أما بالنسبة للقواعد، فقد تم تعريفها من قبل الكيميائيين على أنها مواد كيميائية ذات ملمس زلق إلى حد ما، حيث يكون الرقم الهيدروجيني منخفضًا للغاية، مما يعني أن الرقم الهيدروجيني أعلى من 7 وعندما تتعرض ورقة عباد الشمس لها، ستتحول إلى اللون الأزرق.
خصائص الأحماض والقواعد
وأوضح العلماء خصائص الأحماض والقواعد على النحو التالي:
أولاً: خواص الأحماض
- الأحماض لها طعم مميز وحامض.
- عندما توضع الأحماض في وعاء معدني، فإنها ستتآكل.
- الأحماض لها الموصلية الكهربائية.
- تتحول أوراق عباد الشمس إلى اللون الأحمر عند تعرضها للأحماض.
- عندما تتفاعل الأحماض والمعادن القلوية، تخرج غازات H2 من هذا التفاعل
- عندما تذوب الأحماض في الماء، فإنها تنتج أيونات الهيدروجين.
- إذا تم استخدام كاشف الفينول فثالين مع الحمض، فإنه يصبح عديم اللون تمامًا.
- قيمة الأس الهيدروجيني للأحماض أقل من 7.
ثانياً: خصائص القواعد
- تتميز القواعد بطعمها المر.
- نسيج القواعد ناعم نوعًا ما، حيث يشبه الصابون.
- عندما توضع ورقة عباد الشمس في القواعد، يتحول لونها إلى اللون الأزرق أو الأرجواني.
- عندما تتفاعل الأحماض والقواعد، ينتج عن هذا التفاعل الماء والملح.
- القواعد لديها القدرة على توصيل الكهرباء.
- عندما يتم إذابة القواعد في المحلول، فإنها تنتج أيونات هيدروكسيد سالبة – OH
- إذا تم استخدام كاشف الفينول فثالين في وسط قلوي، فسوف يتحول إلى اللون الوردي.
- قيمة الأس الهيدروجيني للقواعد أكبر من 7.
استخدامات الأحماض والقلويات
اكتشف العلماء العديد من الفوائد والاستخدامات للمواد الحمضية والقلوية للاستفادة من خواصها، ومن هذه الاستخدامات ما يلي: –
أولاً: استخدامات الأحماض
تستخدم الأحماض في العديد من الصناعات والمجالات المختلفة ومن أشهرها ما يلي: –
- صناعة الأسمدة.
- صناعة المتفجرات.
- صناعة البلاستيك.
- تصنيع بطاريات للسيارات.
ثانياً: استخدامات القلويات
تستخدم القلويات في العديد من الصناعات ومنها ما يلي:
- صنع الصابون، مثل بعض المواد مثل هيدروكسيد الصوديوم والبوتاسيوم من بين مكونات صنع الصابون.
- تصنيع المنظفات الاصطناعية، وذلك بفضل قدرتها على تكسير الدهون.
- الجمع بين بعض أنواع الأدوية.
- صناعة الأصباغ.
- يتم استخدامه في الصناعات الغذائية، كما هو الحال في عملية إزالة المرارة من الزيتون.
- قم بإعداد بعض الأطباق والأطعمة الشهيرة، مثل سمك لوتفيسك وطبق الهوميني.
البحث عن الأحماض والقواعد
يطلب العديد من المدرسين من طلابهم إعداد ورقة بحثية عن الأحماض والقواعد، وفيما يلي نموذج إرشادي لهذا البحث لاستخدامه في إعداد دراسة كاملة للعناصر، وهي كالتالي: –
المركبات الكيميائية بشكل عام من الأساسيات الأساسية، والتي لا تخلو من أي جانب من جوانب الحياة، أصبحت تطبيقات الكيمياء تمس جميع المجالات والجوانب دون استثناء.
تعد الأحماض والقواعد من أهم المركبات التي يتم الاعتماد عليها في العديد من الصناعات والتطبيقات، حيث تمتلك كل من الأحماض والقواعد عددًا كبيرًا من الخواص الكيميائية اللازمة، مما جعلها أساسًا لعدد كبير من الصناعات التي يتم الاعتماد عليها في إجراء العديد من الفحوصات الطبية والصيدلانية. والصناعات الغذائية.
تستخدم العديد من الأحماض والقواعد في علاج المرضى، وفي المزيد من الصناعات الأخرى، وهي مواد منخفضة التكلفة.
والجدير بالذكر أن وجود عدد كبير من الأحماض والقواعد الطبيعية وتعدد أنواعها جعلها من المواد المتاحة في كل مكان، وجعل تكلفة الحصول عليها منخفضة مقارنة بأنواع المركبات الكيميائية الأخرى.
البحث عن مساهمات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها
تنافس العلماء منذ القدم في العمل على اكتشاف أهم مصادر الطاقة، وخاصة المصادر الطبيعية، التي تساعد في الحصول على الطاقة النظيفة مثل الرياح وطواحين الهواء والشمس، وتوليد الكهرباء من خلال السدود.
وتضمنت مساهمات العلماء توضيح أهمية الحفاظ على مصادر الطاقة غير المتجددة، وأهمها النفط والكهرباء والوقود، حفاظاً على أكبر قدر ممكن من الطاقة وعدم إهدارها.
وحتى الوقت الحاضر، لا تزال البحوث والدراسات العلمية جارية لاكتشاف مصادر أخرى أكثر تقدمًا، للحصول على طاقة نظيفة من خلال طرق طبيعية سهلة ومنخفضة التكلفة، وخالية من أي آثار سلبية على البيئة.
من هنا وصلنا إلى نهاية المقال بعد أن تعرفنا على مساهمات الكيميائيين في معرفة خواص الأحماض والقواعد وبحثنا عن إسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها، ونأمل أن يفوز المقال رضاكم ونال اعجابكم.