اسید

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

تعریف قدیمی[ویرایش]

اسیدها موادی ترش مزه اند خاصیت خورندگی دارند شناساگرها را تغییر رنگ می‌دهند و بازها را خنثی می‌کنند.

بازها موادی با مزهٔ گس-تلخ اند حالتی مانند صابون در تماس با دست دارند شناساگرها را تغییر رنگ می‌دهند و اسیدها را خنثی می‌کنند. همچنین اگر یک اسید و یک باز با هم واکنش بدهند تولید نمک و گاز هیدروژن می کنند.(نمک ها خود از یک فلز و یک نا فلز تشکیل شده اند.)

لی بیگ: اسیدها موادی اند که در ساختار خود هیدروژن یا هیدروژن هایی دارند که در واکنش با فلزها توسط یون‌های فلز جایگزین می‌شوند.

آرنیوس: اسیدها موادی هستند که ضمن حل شدن در آب یون +H(یون هیدروژن) آزاد می‌کنند. البته یون +H به صورت آزاد در آب وجود ندارد و به سرعت آبپوشی شده و تبدیل به یون هیدرونیوم (+H3O) می شود. بازها موادی هستند که ضمن حل شدن در آب یون -OH(یون هیدروکسید) آزاد می‌کنند.این تعریف فقط به موادی محدود می‌شود که در آب قابل حل باشند(یکی از اشکالات مدل اسیدی آرنیوس در همین است). حدود سال ۱۸۰۰، شیمی دانان فرانسوی از جمله آنتوان لاووازیه، تصور می‌کرد که تمام اسیدها دارای اکسیژن هستند. شیمی دانان انگلیسی از جمله سر همفری دیوی، معتقد بود که تمام اسیدها دارای هیدروژن هستند. شیمی دان سوئدی، سوانت آرنیوس، از این عقیده برای گسترش تعریف اسید استفاده نمود.

لوری-برونستد: اسید گونه‌ای است که در واکنش شیمیایی پروتون (یون+H)می دهد و باز گونه‌ای است که در واکنش شیمیایی پروتون (یون+H)می پذیرد. لوری و برونستد این تعریف را بیان کردند، که از آن بر خلاف تعریف آرنیوس می‌توان در محیط غیر آبی هم استفاده کرد.

لوییس: اسیدها موادی هستند که در واکنش‌های شیمیایی پیوند داتیو می پذیرند. بازها موادی هستند که در واکنش‌های شیمیایی پیوند داتیو می‌دهند.تعریف لوییس را با نظریه اوربیتال مولکولی هم می‌توان بیان کرد. به طور کلی، اسید می‌تواند یک جفت الکترون از بالاترین اوربیتال خالی در پایین اوربیتال خالی خود دریافت کند. این نظر را گیلبرت ن. لوییس مطرح کرد. با وجود این که این تعریف گسترده‌ترین تعریف است، تعریف لوری-برونستد کاربرد بیشتری دارد. با استفاده از این تعریف می‌توان میزان قدرت یک اسید را هم مشخص نمود. از این مفهوم در شیمی آلی هم استفاده می‌شود (مثلاً در کربوکسیلیک اسید).

نام گذاری[ویرایش]

اسیدها بر اساس آنیون ( نافلز)هایشان نام گذاری می‌شوند. پسوند یونی را حذف و با پسوندی جدید جایگزین می‌کنیم (گاهی اوقات پیشوند)، طبق جدول زیر. برای مثال، HCl دارای آنیون کلرید است، پس پسوند -ید نام را به صورت هیدروکلریک اسید درمی آورد. اسید های معدنی ی بدون اکسیژن طبق دستور زیر نام گزاری میشوند. هیدرو+نام نافلز+یک+اسید مانند HCl هیدروکلریک اسید اسید های معدنی ی اکسیژن دار طبق دستور زیر نام گزاری میشوند: نام نافلز+یک+اسید مانند H2CO3 کربنیک اسید لازم به ذکر است اگر نا فلز با دو ظرفیت متفاوت دو اکسید متفاوت تولید کند،در اسیدی که ظرفیت نا فلز کمتر است با لفظ (و) و در اسیدی که ظرفیت نا فلز بیشتر است با لفظ (یک) خوانده میشود. مانند HPO3 فسفرو اسید و HPO4 فسفریک اسید. اسید های آلی نیز طبق دستور زیر نام گزاری میشوند: نام آلکان های هم کربن+وییک+اسید مانند HCOOH متانوییک اسید.


پیشوند آنیون پسوند آنیون پیشوند اسید پسوند اسید مثال
پر ات پر یک اسید پرکلریک اسید (HClO۴)
ات یک اسید کلریک اسید (HClO۳)
یت و اسید کلرو اسید (HClO۲)
هیپو یت هیپو و اسید هیپوکلرو اسید (HClO)
ید هیدرو یک اسید هیدروکلریک اسید (HCl)

خواص شیمیایی[ویرایش]

در آب بین اسید (HA) و آب تعادل زیر برقرار می‌شود که آب به عنوان یک باز رفتار می‌کند:

HA(aq) H۳O+(aq) + A-(aq)

ثابت اسید (یا ثابت تفکیک اسید) همان ثابت تعادل واکنش اسید (HA) و آب است:

K_a = {[\mbox{H}_3\mbox{O}^+]\cdot[A^-] \over [HA]}

اسیدهای قوی دارای مقدار بزرگی برای Ka هستند (یعنی واکنش تعادلی به سمت راست پیشروی می‌کند و اسید تقریباً به طور کامل به H۳O+ و A- تفکیک می‌شود).

اسیدهای ضعیف دارای مقدار کوچکی برای Ka هستند (یعنی مقدار چشمگیری از HA و A و مقداری متعادلی از H۳O+ در انتهای واکنش باقی می‌ماند؛ اسید به طور جزئی واکنش می‌دهد). برای مثال Ka برای استیک اسید برابر ۱٫۸ x ۱۰ است. تمام اسیدهای آلی اسیدهای ضعیف هستند. نیتریک اسید، سولفوریک اسید، و پرکلریک اسید همه اسیدهای قوی هستند در حال که نیترو اسید و سولفورو اسید و هیپوکلرو اسید ضعیف هستند.

  • قدرت یک اسید را با ثابت تفکیک اسید (Ka) و یا هم‌ارزش آن pKa می‌سنجند، (pKa= - log(Ka)).
  • pH یک محلول معیاری برای تعیین غلظت هیدرونیوم است.

اسیدهای چندپروتونی[ویرایش]

اسیدهای چندپروتونی ترکیب هایی هستند که دارای بیش از یک هیدروژن اسیدی هستند و به طور متوالی تفکیک می‌شوند.

اسیدهای تک پروتونی تنها یک واکنش تکفکیک دارند و فقط یک ثابت تفکیک اسید دارند:

HA(aq) + H۲O(l) H۳O+(aq) + A(aq)         Ka

یک اسید دوپروتونی (در این جا آن را با H۲A نشان می‌دهیم) بسته به مقدار pH می‌تواند یک یا دو واکنش تکفکیک داشته باشد. هر واکنش یک ثابت تفکیک اسید دارد، K و K:

H۲A(aq) + H۲O(l) H۳O+(aq) + HA(aq)       K
HA(aq) + H۲O(l) H۳O+(aq) + A۲−(aq)       K

ثابت تفکیک اولی همواره بیشتر از دومی است، یعنی K> K. برای مثال سولفوریک اسید (H۲SO۴) می‌تواند یک پروتون بدهد و به آنیون بی‌سولفات (HSO۴) تبدیل شود. هنگامی که K بسیاز بزرگ باشد، در این صورت می‌تواند دومین پروتون خود را بدهد و به آنیون سولفات (SO۴۲−) تبدیل شود. (SO۴۲−) هم مقدار متوسطی دارد. مقدار بزرگ K در اولین تفکیک باعث می‌شود که سولفوریک اسید، اسیدی قوی باشد. همانند این، مقدار کوچک کربنیک اسید (H۲CO۳) می‌تواند اولین پروتون را بدهد و به آنیون بی‌کربنات (HCO۳) تبدیل شود و دومین پروتون را بدهد و به کربنات (CO۳۲−) تبدیل شود. هر دو مقدار Ka کوچک هستند اما داریم K> K.

یک اسید سه‌پروتونی (H۳A) می‌تواند یک یا دو یا سه پروتون بدهد و سه مقدار ثابت تفکیک برای آن وجود دارد، به طوری که K> K> K>:

H۳A(aq) + H۲O(l) H۳O+(aq) + H۲A(aq)        K
H۲A(aq) + H۲O(l) H۳O+(aq) + HA۲−(aq)       K
HA۲−(aq) + H۲O(l) H۳O+(aq) + A۳−(aq)         K

یک مثال غیرآلی از اسید سه‌پروتونی فسفریک اسید (H۳PO۴) است. تمام پروتون‌ها می‌توانند از دست داده شوند و به H۲PO۴، سپس HPO۴۲−، و در آخر PO۴۳− تبدیل شود. یک مثال آلی از اسید سه‌پروتونی اسید سیتریک است، که می‌توانند تمام پروتون‌های خود را بدهد و در انتها به یون سیترات تبدیل شود.

خنثی شدن[ویرایش]

خنثی شدن واکنش میان مقادیر برابری اسید و باز است و به تولید نمک و آب می‌انجامد. برای مثال هیدروکلریک اسید و سدیم هیدروکسید، آب و سدیم کلرید را می‌دهند:

HCl(aq) + NaOH(aq) → H۲O(l) + NaCl(aq)

اسیدهای رایج[ویرایش]

اسیدهای قوی[ویرایش]

اسیدهای زیر جزو اسیدهای قوی محسوب می شوند و به طور کامل در آب یونش می یابند و تولید یون (+H3O) می کنند.

اسیدهای ضعیف معدنی[ویرایش]

نیترو اسید[ویرایش]

اسیدهای ضعیف آلی[ویرایش]

به طور کلی تمام اسیدهای آلی اسیدی ضعیف هستند. مانند:

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

پاکروح، بهزاد- اسیدها و بازها -انتشارات اندیشه سرا-۱۳۸۵خ.

  • Zumdahl, Chemistry, ۴th Edition.
  • شیمی 2 پیش دانشگاهی

پیوند به بیرون[ویرایش]