تفاعلات الحموض والقواعد (تفاعلات التعادل)

التعريف : هو تفاعل بين الحمض والقاعدة وينتج عنه ملح و ماء

مثال للتوضيح:

تفاعل حمض الهيدروكلوريك والقاعدة هيدروكسيد الصوديوم ينتج عنه ملح و ماء وفق المعادلة الكيميائية الموزونة الأتية :

                         ${\mathbf{HCl}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}\mathbf{ }}\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{NaOH}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}\mathbf{ }}\mathbf{ }\mathbf{\to }{\mathbf{NaCl}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}{\mathbf{O}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{l}\mathbf{\right)}}$

وبما أن كلًا من (HCl, NaOH, NaCl) مواد كهرلية تتأين في الماء، فإنه يمكن كتابة المعادلة على الشكل الأتي :

             ${\mathbf{H}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}^{\mathbf{+}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }{{\mathbf{Cl}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}^{\mathbf{-}}}_{\mathbf{ }}\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{Na}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}^{\mathbf{+}}\mathbf{+}{\mathbf{OH}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}^{\mathbf{-}}\mathbf{ }\mathbf{\to }{\mathbf{Na}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}^{\mathbf{+}}\mathbf{+}{\mathbf{Cl}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}^{\mathbf{-}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}{\mathbf{O}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{l}\mathbf{\right)}}$

• بما أنه لم يحدث أي تغير على شحنة (Na⁺, Cl^-) أثناء التفاعل، فإنه يمكن حذفهما من المعادلة لتصبح المعادلة:

                       ${\mathbf{H}}_{{}^{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}}^{\mathbf{+}}\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{OH}}_{{}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}\mathbf{ }}}^{\mathbf{-}}\mathbf{ }\mathbf{\to }\mathbf{ }\mathbf{ }{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}{\mathbf{O}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{l}\mathbf{\right)}}$

• بهذا فإن الحمض والقاعدة تعادلا وكونا محلولًا متعادلًا يكون فيه تركيز أيونات H⁺ مساويًا لتركيز أيونات OH^-
• لذلك : أصطلح على تسمية تفاعل أيونات H⁺ الأتية من الحمض مع أيونات OH^-  الأتية من القاعدة بـ : (تفاعل التعادل )
• المادة المتبقية بعد تبخر الماء فهي ملح الطعام (كلوريد الصوديوم (NaCl)) ولكنها لم تظهر من قبل، لأنها كانت ذائبة في الماء ومنتشرة بين جزيئاته، وبعد تبخر الماء تجمعت هذه الأيونات وأنتجت بلورات ملح الطعام.
• هكذا هو تفاعل الحمض والقاعدة ينتج عنه ملح وماء ويبقى الملح بعد تبخر الماء ويوجد بعض التفاعلات ينتج عنها الملح فقط والمقصود هنا بعض القواعد التي لا تحتوي في صيغتها أيون الهيدروكسيد (OH^-) مثل الأمونيا NH₃ ينتج عنها كلوريد الأمونيوم كما هو موضح بالمعادلة الكيميائية الموزونة الأتية :

                     ${\mathbf{NH}}_{\mathbf{3}\mathbf{\left(}\mathbf{g}\mathbf{\right)}}\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{HCl}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{g}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{\to }\mathbf{ }\mathbf{ }{\mathbf{NH}}_{\mathbf{4}}{\mathbf{Cl}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{s}\mathbf{\right)}}$

• عند تفاعل الحموض مع بعض القواعد مثل : كربونات الصوديوم و كربونات الصوديوم الهيدروجينية، فإنه ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون (CO₂) إضافةً إلى الملح والماء كما هو مبين بالمعادلتين الأتيتين :

                                $$\begin{gathered} {\mathbf{Na}}_{\mathbf{2}}{\mathbf{CO}}_{\mathbf{3}\mathbf{\left(}\mathbf{s}\mathbf{\right)}}\mathbf{+}\mathbf{ }\mathbf{2}{\mathbf{HCl}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{\to }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{2}{\mathbf{NaCl}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}{\mathbf{O}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{l}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{CO}}_{\mathbf{2}\mathbf{\left(}\mathbf{g}\mathbf{\right)}} \\ {\mathbf{NaHCO}}_{\mathbf{3}\mathbf{\left(}\mathbf{s}\mathbf{\right)}}\mathbf{+}\mathbf{ }{{\mathbf{HNO}}_{\mathbf{3}}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{\to }\mathbf{ }\mathbf{ }{{\mathbf{NaNO}}_{\mathbf{3}}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}{\mathbf{O}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{l}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{CO}}_{\mathbf{2}\mathbf{\left(}\mathbf{g}\mathbf{\right)}} \end{gathered}$$

---

سؤال:

1) يتفاعل حمض الكبريتيك H₂SO₄ مع كربونات المغنيسيوم الهيدروجينية (Mg(HCO₃)₂) اكتب معادلة التفاعل، وما إسم الملح الناتج؟

2) يلاحظ تصاعد غاز عند وضع قطرات من من حمض HCl على قطع من الرخام، فسر ذلك ؟

الحل:

1)$\mathbf{Mg}{\mathbf{\left(}{\mathbf{HCO}}_{\mathbf{3}}\mathbf{\right)}}_{\mathbf{2}}\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}{\mathbf{SO}}_{\mathbf{4}}\mathbf{ }\mathbf{\to }\mathbf{ }\mathbf{ }{\mathbf{MgSO}}_{\mathbf{4}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }\mathbf{2}{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}\mathbf{O}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }\mathbf{2}{\mathbf{CO}}_{\mathbf{2}}$

الملح الناتج : هو ملح كبريتات المغنيسيوم 

2)لأن الرخام يتكون من كربونات الكالسيوم وهي قاعدة لا تحتوي في صيغتها على أيون الهيدروكسيد (OH^-) وعند إضافة قطرات من الحمض فإنه ينطلق غاز ثاني أكسيد الكربون (CO₂) ويتكون ملح كلوريد الكالسيوم.