اسید ضعیف | اسید قوی

اسید ها به چند دسته تقسیم می شوند؟ اسید های ضعیف به ترتیب کدام ها هستند؟ تشخیص اسید قوی و ضعیف به چه شکل امکان پذیر است؟ در ادامه ی متن با ما همراه باشید تا با انواع این مواد خورنده و خواص آن ها (pHو درجه تفکیک و pKa و…) بیشتر آشنا شوید:

انواع:

با انحلال اسید ها در آب می توان یک یون هیدروژن به آب اضافه نمود. این یون می تواند به مقدار زیاد (کامل) و یا به مقدار اندک و ناقص به محلول آبی انتقال پیدا کند. واکنش یونیزاسیون کلی اسید ها به صورت زیر است:

HA+H2O->H3O++A-

همانطور که از تعاریف متفاوتی که برای اسید ها وجود دارد پیداست، نوع ضعیف این ترکیبات به طور ناقص در آب یونیزه می شوند اما نوع قوی آن می تواند در محلول های آبی به طور کامل به یون تبدیل شود( به صورت 100 درصد یونیزه می گردد). باید توجه نمود که مقدار کمی از اسید های قوی وجود دارند و اغلب این ترکیبات جز دسته بندی ضعیف قرار می گیرند.

در این بین اسید های معدنی نسبت به نوع آلی تمایل بیشتری به یونیزه شدن کامل در آب و تبدیل به اسید قوی دارند. در ادامه می توانید نام 7 اسید قوی رایج را همراه با فرمول آن ها مشاهده کنید:

  • اسید کلریدریک HCl
  • نیتریک HNO3
  • سولفوریک H2SO4
  • هیدروبرومیک HBr
  • هیدرویدید HI
  • پرکلریک HCLO4
  • کلریک HCLO3

همانطور که پیش از این نیز ذکر شد یونیزاسیون به طور کامل در این مواد رخ می دهد، در نتیجه سر پیکان واکنش تفکیک یک طرفه و به سوی فراورده خواهد بود. نمونه ای از این یونیزاسیون را در زیر می توانید مشاهده کنید:

HCl → H+(aq) + Cl(aq

اسید های ضعیف رایج به شرح زیر می باشند.( این مواد طیف گسترده ای دارند)

یونیزاسیون در این مواد به صورت رفت و برگشتی است:

CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO–

هر چه تمایل به سمت چپ بیشتر باشد می توان گفت اسید ضعیف تر خواهد بود.

راه تشخیص:

1-واکنش پذیری

از آنجایی که نوع قوی به طور کامل در آب یونیزه می شود و می تواند حداکثر میزان هیدروژن را تولید نماید پس pH کمتری خواهد داشت. در نتیجه میزان واکنش اسیدهای قوی با موادی مانند فلزات ، کربنات های فلزی و غیره بسیار بیشتر از نوع ضعیف است.

تشخیص اسید قوی و ضعیف

همانطور که در شکل بالا نیز مشخص است، در واکنش با منیزیم مقدار حباب های هیدروژن تولید شده توسط نوع قوی بسیار بیشتر از نوع ضعیف است.

همین امر دلیل تولید گرما در واکنش با اسید های قوی نسبت به ضعیف را نیز توجیح می کند. در شکل نمودار دمایی مربوط به واکنش با این مواد آورده شده است:

تفاوت دمایی اسید ضعیف و قوی

2-استفاده از شناساگربا انحلال پذیری این مواد در آب می توان محلول هایی با مقدار pH متفاوتی به دست آورد و این به میزان تفکیک یون هیدروژن بستگی دارد.

این ترکیبات را می توان با شناساگر مناسب شناسایی کرد. این شناساگر ها با تغییر رنگ می توانند به ما در تشخیص اسید و باز (قوی یا ضعیف ) کمک نمایند:

تشخیص اسید ها با شناساگر

PH در این مواد چگونه است؟

pH اندازه گیری غلظت یون های هیدروژن در یک محلول است. اسیدهای قوی مانند اسید هیدروکلریک که در آزمایشگاه معمولا از آنها استفاده می شود دارای pH ای در حدود 0 تا 1 هستند. هرچه pH کمتر باشد غلظت یون های هیدروژن در محلول بیشتر است.

[+pH=-log [H

به عنوان مثال برای اندازه گیری pH محلول 0.1 مولار HCl لازم است تا مقدار یون های H+ را به دست آورید و آن را به pH تبدیل کنید . از آنجایی که HCl اسیدی قوی به حساب می آید به طور کامل در آب تفکیک می گردد. پس تمامی هیدروکلریک اسید به یون H+ و یون Cl- تبدیل می گردد:

[pH=-log [0.1

طبق محاسبات pH محلول 1 به دست می آید.

3-ثابت تعادل

با نوشتن یک ثابت تعادل برای واکنش می توانید موقعیت تعادل را بدست آورید. هرچه مقدار ثابت پایین تر باشد ، تعادل در سمت چپ بیشتر است و اسید ضعیف تر خواهد بود.

HA+H2O⇆H3O+ + A

[Kc=[H3O+][A-]/[HA][H2O

  • در اینجا جا دارد تا درباره ی غلظت آب صحبت کنیم:

در 1 dm3 محلول ، حدود 55 مول آب وجود خواهد داشت (1 مول آب 18 گرم وزن دارد. 1 dm3 محلول تقریباً 1000 گرم آب دارد. 1000 را به 18 تقسیم کنید تا تقریباً 55 را بدست آورید)

اگر شما یک اسید ضعیف با غلظت حدود 1 mol dm-3 داشته باشید و حدود 1٪ از آن با آب واکنش نشان دهد ، تعداد مول های آب فقط در حدود 0.01 خواهد بود. به عبارت دیگر ، اگر اسید ضعیف باشد ، غلظت آب تقریباً ثابت است. در نتیجه از نوشتن و در نظر گرفتن آب صرف نظر می کنیم و آن را با یک ثابت تعادل جدید به نام Ka نشان می دهیم.

[Ka=[H3O+][A-]/[HA

از آنجایی که این مقادیر بسیار کوچک هستند می توان از pKa نیز استفاده نمود.

بررسی pKa

pKa=-log Ka

در جدول زیر نمونه ای از Ka چند نوع ضعیف آورده شده است:

بررسی ثابت تعادل اسید و pKa

توجه داشته باشید:
 بر خلاف Ka برای pKa واحدی تعریف نشده است

هر چه Ka زیاد و pKa کمتر اسید قوی تر
هر چه Ka کمتر و pKa بیشتر اسید ضعیف تر

(این دو مقادیر برعکس یکدیگر می باشند)

واکنش خنثی شدن در اسید ها چگونه اتفاق می افتد؟

هنگامی که یون H+ با یون oH- مواجه می شود این یون ها می توانند منجر به تولید آب گردند.

H+(aq) + OH–(aq) → H2O(l)

از آنجا که واکنش های خنثی سازی باعث از بین رفتن و به دست آوردن یون های هیدروژن می شود ، این فرآیند را “انتقال پروتون” می نامند.

خنثی سازی در اسید ها با کمک باز ها صورت می گیرد و یون های OH- موجود در باز ها با H+ موجود در اسید وارد واکنش می شود و تولید آب می کند. محصول دیگر حاصل این واکنش نمک است.

اما تفاوت اسید رقیق با ضعیف در چیست؟

باید توجه داشت باشید که رقیق و یا غلیط به مقدار آب اشاره دارند. نوع رقیق از مقادیر بالایی آب تشکیل شده است به طوری که تعداد یون های H+ در آن کم است. اما در نوع غلیظ یا مقدار کمی آب وجود دارد و یا آبی در ساختار آن موجود نمی باشد. در نتیجه غلظت یون H+ در نوع غلیظ نسبت به رقیق زیادتر است. در شکل زیر این تفاوت ها را می توانید مشاهده نمایید:

تفاوت اسید ضعیف و اسید قوی با غلیظ و رقیق

در پایان می توانید جدول اسید ها را به ترتیب مشاهده نمایید:

 

جدول اسید ها به ترتیب

 

مقالات مرتبط:

اسید چیست

تیتراسیون

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *