مساهمات الكيميائيين في تحديد خصائص الأحماض والقواعد
كان للكيميائيين دور كبير في تحقيق العديد من النتائج العلمية ، وبدأت اكتشافات العلماء منذ زمن علماء المسلمين الذين لعبوا دورًا كبيرًا في دراسة المواد وحالاتها واكتشاف خصائصها ومن أشهر هؤلاء العلماء جابر بن حيان وأبو. بكر الرازي ومحمد بن لاجين وعز الدين الجلدكي وغيرهم من العلماء.
ساهم علماء الكيمياء على مر العصور في تقديم العديد من المعلومات والتطبيقات المتعلقة بفروع الكيمياء المختلفة. أدت هذه المساهمات إلى تحقيق أهم خصائص القواعد والأحماض. ومن أهم وأهم 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 التبرع ببروتون H +
- القواعد عبارة عن مركبات قادرة على الحصول على بروتون موجب وهذا يتطلب زوجًا من الإلكترونات لربطها بالبروتون الموجب + H
- الماء له خصائص مذبذبة ، أي أنه قادر على إظهار الخصائص الحمضية أو الأساسية اعتمادًا على طبيعة الظروف التي يتم وضعها فيه.
- تتأين الأحماض والقواعد تمامًا عند وضعها في المحلول ، بينما لا تتأين الأحماض والقواعد القوية إلا جزئيًا في المحلول.
- في ضوء هذه النظرية ، القاعدة المترافقة هي مركب يتشكل بعد أن يفقد الحمض بروتونًا إيجابيًا ، بينما الحمض المترافق هو مركب يتشكل بعد أن تكسب القاعدة بروتونًا إيجابيًا.
- تحتوي الأحماض دائمًا على بروتون + H ، بينما تحتوي القواعد على أيون OH
2- نظرية لويس
نظرية لويس هي إحدى النظريات التي نظرت في خصائص الأحماض والقواعد ، لكنها ركزت أكثر على الإلكترونات في هذه المركبات ولم تعتمد على البروتونات كما هو شائع في النظريات الكيميائية الأخرى.
اقترحت نظرية لويس أن التفاعل بين الأحماض والقواعد يؤدي إلى إنتاج مركب ثالث ، ومن خلال هذا التفاعل لا يأتي زوج من الإلكترونات التي تشكل رابطة كيميائية إلا من خلال أحد المركبات المتفاعلة.
الأحماض والقواعد
لفترة طويلة ، كان الكيميائيون يتعاملون مع تعريف الأحماض والقواعد ، على أنها تناقض في خصائص كل منها. أشار العلماء الأقدم إلى أن الأحماض هي مركبات كيميائية لها درجة حموضة عالية ، مما يؤدي إلى تآكل الأنسجة والمعادن التي لها طعم حامض ، وقد تلاحظ أنه عند تعريض ورق عباد الشمس لها يتحول إلى اللون الأحمر.
أما بالنسبة للقواعد ، فقد عرّفها الكيميائيون على أنها مواد كيميائية ذات ملمس زلق إلى حد ما وذات حموضة منخفضة للغاية ، أي أن الرقم الهيدروجيني مرتفع ، أكبر من 7 ، ويتحول إلى اللون الأزرق عند تعرض ورق عباد الشمس لها.
خصائص الأحماض والقواعد
شرح العلماء خصائص الأحماض والقواعد على النحو التالي:
أولاً: خواص الأحماض
- الأحماض لها طعم حامض مألوف ومميز.
- عندما توضع الأحماض في الأواني المعدنية فإنها تتآكل.
- الأحماض لها موصلية كهربائية.
- يتحول لون ورق عباد الشمس إلى اللون الأحمر عند تعرضه للحمض.
- عندما تتفاعل الأحماض مع الفلزات القلوية ، ينتج عن التفاعل غاز الهيدروجين ، H2
- عندما تذوب الأحماض في الماء ، يتم إنتاج أيونات الهيدروجين.
- إذا تم استخدام كاشف الفينول فثالين مع الحمض ، فإنه يصبح عديم اللون تمامًا.
- قيمة الأس الهيدروجيني للأحماض أقل من 7.
ثانياً: توصيف القواعد
- القواعد لها طعم مر.
- قوام كريم الأساس ناعم نوعًا ما لأنه يشبه الصابون في الملمس.
- عندما تقوم بإدخال ورق عباد الشمس في القاعدة ، فإنه يتحول إلى اللون الأزرق أو الأرجواني.
- عندما تتفاعل الأحماض مع القواعد ، ينتج 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 ، سيتغير لونه إلى اللون الوردي.
- قيمة الأس الهيدروجيني للقواعد أعلى من 7.
استخدام الأحماض والقواعد
اكتشف العلماء العديد من الفوائد والاستخدامات للمواد الحمضية والأساسية للاستفادة من خواصها وهذه الاستخدامات كالتالي:
أولاً: استعمال الأحماض
تستخدم الأحماض في العديد من الصناعات والمجالات المختلفة ومن أشهرها:
- صناعة الأسمدة.
- صناعة المتفجرات.
- صناعة البلاستيك.
- صناعة بطاريات السيارات.
ثانياً: استخدام القلويات
تستخدم القلويات في العديد من الصناعات ومنها ما يلي:
- صناعة الصابون لأن بعض المواد مثل الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم هي جزء من عملية صنع الصابون.
- صناعة المنظفات الصناعية لقدرتها على تكسير الدهون.
- تركيب بعض أنواع الأدوية.
- صناعة الصبغ.
- التدخلات في صناعة الأغذية ، على سبيل المثال عملية إزالة المرارة من الزيتون.
- قم بإعداد بعض الأطباق والوجبات الشهيرة مثل سمك lutfisk و hominy.
البحث عن الأحماض والقواعد
يطلب العديد من المدرسين من طلابهم إعداد بحث عن الأحماض والقواعد ، وفيما يلي نموذج إرشادي لهذا البحث لاستخدام وإعداد بحث مليء بالعناصر ، وهو كالتالي:
تنتمي المركبات الكيميائية عمومًا إلى الأسس الضرورية التي ليس لها جانب من جوانب الحياة ، وقد لامست تطبيقات الكيمياء جميع المجالات والجوانب دون استثناء.
تعد الأحماض والقواعد من أهم المركبات التي يعتمد عليها في العديد من الصناعات والتطبيقات ، حيث أن للأحماض والقواعد عددًا كبيرًا من الخصائص الكيميائية الأساسية التي جعلتها أساسًا لعدد كبير من الصناعات ، حيث يوجد العديد من الفحوصات الطبية والصيدلانية و صناعة المواد الغذائية.
تُستخدم العديد من المركبات الحمضية والأساسية في رعاية المرضى والصناعات الأخرى وهي مواد غير مكلفة.
وتجدر الإشارة إلى أن وجود عدد كبير من الأحماض والقواعد الطبيعية وتنوع أنواعها جعلها متوفرة في كل مكان وخفض تكلفة الحصول عليها مقارنة بأنواع المركبات الكيميائية الأخرى.
البحث عن إسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها
يتنافس العلماء منذ القدم على اكتشاف أهم مصادر الطاقة وخاصة المصادر الطبيعية التي تساعد في الحصول على طاقة نظيفة مثل الرياح وطواحين الهواء والشمس وتوليد الكهرباء عبر السدود.
وتضمنت مساهمات العلماء إبراز أهمية الحفاظ على مصادر الطاقة غير المتجددة ، وأهمها النفط والكهرباء والوقود ، بحيث يتم حفظ أكبر قدر ممكن من الطاقة وعدم إهدارها.
حتى الآن ، لا تزال الأبحاث والدراسات العلمية جارية لاكتشاف مصادر أخرى أكثر تقدمًا ، للحصول على الطاقة النظيفة بطرق طبيعية وسهلة ورخيصة ، دون أي آثار سلبية على البيئة.
من هناك وصلنا إلى نهاية المقال بعد التعرف على إسهامات الكيميائيين في تعلم خواص الأحماض والقواعد واستكشاف إسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها ، ونأمل أن يكون المقال قد فاز رضاك وإعجابك.