تفـاعلات بعض المـواد مع المحاليل الحمضيـة والقاعديـة

 Réactions des matériaux avec des solutions acides
 et basiques

(ذ.ابراهيم الطاهري)

 

 

I) المحلول المائي :

  المحلول المائي خليط متجانس نحصل عليه بإذابة جسم ما (صلب أو سائل أو غاز ) فـي الماء الخالص ، وقد يكون عديم اللون أو ذا لون معين .

 أمثلة :

      » محلول حمض الكلوريدريك : وهو محلول عديم اللون يتم الحصول عليه إما بإذابة غـاز  

   كلورور الهيدروجين  HCl في الماء الخالص  أو  بإضافة كمية قليلة مــن المحلول التجاري المركز لحمض الكلوريدريك إلى الماء الخالص ، صيغته الأيونية هي ( H+ + Cl- )  .

      » محلول الصودا أو هيدروكسيد الصوديوم : وهو محلول عديم اللون يتم تحضيره بإذابة أقراص الصودا ( NaOH) في الماء الخالص، صيغته الأيونية  ( Na+ + OH- ) .

      » محلول كلورور الصوديوم أو محلول الملح: نحصل عليه بإذابة كلورور الصوديوم NaCl (ملح الطعام ) في الماء الخالص ، صيغته الأيونية ( Na+ + Cl- ) .

II) تصنيف المحاليل المائية :

1) استعمال ورق Hp : ورق Hp عبارة عــن ورق مبلل بمادة كيميائية تأخــذ ألوانا تخــتلـف حسب الوسط الذي تستعمل فيه.

  فعند إحداث تماس بين قطعة من ورق Hp و محلول مائــي معين، فإنها تأخـذ لونـا معينـا يقابله عدد مكتوب على علبة ورق Hp. ويسمى هذا العدد Hp المحلول المائي.

 

 

          

                  علبة ورق pH                                                   اســــتـــعـــمـــال ورق pH

 

  تجربة : نقوم بغمر قطع صغيرة من ورق pH في محاليل مائية مختلفة ( محلـول حمض الكلوريدريك، الخل، الماء المقطر ، محلول الصودا ، جافيل ،.....).

  جدول النتائج :

جافيل

محلول الصودا

الماء المقطر

الخل

محلول حمض الكلوريدريك

المحلول المائي

9

11

7

5

2

Hp المحلول المائي

 

  استنتاج : باستعمال ورق pH ،يمكن تصنيف المحاليل المائية إلى ثلاثة أصناف : 

            » محاليل حمضية :   pH أصغر من 7 .

            » محاليل محايدة :   pH يساوي 7 .

            » محاليل قاعدية :  pH أكبر من 7 .

 
 2) استعمال مقياس pH :

   لتعيين pH محلول بدقــة ، نستعمل جــهازا خاصا يسمــى

 مقياس pH ، الذي يعطينا قيمة pH المحلول المائي مباشرة

 بعد إدخال مجسه في المحلول المائي.

  خـــــلاصــــــة : pH محلول مائي هو عدد بدون وحدة يـمـيز

 حمضية أو قاعدية محلول مائي ، ويقاس بواسطة ورق pH

 أو مقياس pH الذي يعـطـي قيـمـة pH بدقة أكـبـر، وتنحصر

 قيمة pH محلول مائي دائما بين العددين 0 و 14 .

 

 

  III) خطورة المحاليل الحمضية و القاعدية :

1)  خطورة المحاليل الحمضية و القاعدية :

    تشكـل المحاليل الحمضية و المحاليل القاعديـة الـمـركـزة خطرا عند استعمالها ( مـثـل حمض الكلوريدريك وحمض الكبريتيك المركزين ، مـاء جافيل ، محلول الصودا ... )، و يمكن أن ينـتـج عـن استعمالها تهيجات أو تسممات أو حـروق علـى مستوى الجلد و الأعين ..... ، لذلك يضع الصانـع ملصقات على الأوانــي التي تحتويـهـا ، والـتي تـوضــح خطورتـهـا مـن خـلال وضـع العلامات التحذيرية المتعارف عليها دوليا .

 

 

2)  احتياطات وقائية :

يتطلب استعمال المحاليل الحمضية و القاعدية احتياطات وقائية نذكر منها ما يلي :

*   عدم تذوق المحلول الحمضي أو القاعدي أو بلعه أو استنشاقه أو  لمسه مباشرة باليد.

*   عدم خلط المحاليل المركزة مع محاليل غير معروفة .

*   تهوية مكان استعمال هذه المحاليل .

*   عدم إلقاء المحاليل الحمضية أو القاعدية المركزة في مجاري المياه حفاظا على سلامة البيئة .

*   ارتداء ملابس وقائية حسب الوضعية : بذلة قطن، قفازات، نظارات، كمامة.

*   عدم ترك قنينات هذه المحاليل في متناول الأطفال .

*   قراءة اللصيقات على زجاجات المواد الكيميائية قبل استعمالها

*   تخفيف المحاليل الحمضية أو القاعدية المركزة قبل استعمالها .

 IV ) تخفيف محلول حمضي أو قاعدي :

  1) تخفيف محلول حمضي :

   تـجـربة :

    نضيف على التوالي قطرات قليلة من محلول حمضي (محلول حمض الكلوريدريك مثلا) إلى كمية من الماء المقطر،ونقيس قيمة pH في كل حالة .

   ملاحظة : نلاحظ أن قيمة pH تتناقص.

   استنتاج : تتناقص قيمة pH محلول مائي كلما ازدادت حمضيته.

    ملحوظة مهمة : لتخفيف محلول حمض الكلوريدريك، يـجـب إضافته إلــى الماء وليس العكس، حيث إن هذا التخفيف يكون مصحوبا بارتفاع درجة حرارة المحلول الناتج.

  2) تخفيف محلول قاعدي :

  تـجـربـة : نضيف على التوالــي قطرات قليلة من محلول قاعدي ( محلول هيدروكسيد الصوديوم مثلا) إلى كمية من الماء المقطر،ونقيس قيمة pH في كل حالة .

  ملاحظة : نلاحظ أن قيمة pH تتزايد.

  استنتاج : تتزايد قيمة pH محلول مائي كلما ازدادت قاعديته.

   خـــــلاصـــــة :

  » عند تخفيف محلول مائي ، تقترب قيمة  pH من العدد 7.

  » تتزايد قيمة pH المحلول الحمضي عند تخفيفه.

  » تتناقص قيمة pH المحلول القاعدي عند تخفيفه.

  » يتمثل الهدف من تخفيف محلول حمضي أو قاعدي في جعله أقل حمضية أو قاعدية ، وبالتالي أقل خطرا .

 

 

  V ) الأنواع الكيميائية المسؤولة عن تغيرات Hp :

  تجربة :  

    نصب على التـوالي كمية مــن ثلاثة محاليل مائية مختلفة (محلول كـلـورور الصوديوم- محلول حمض الكلوريدريك - محلول هيدروكسيد الصوديوم) في ثلاثة كؤوس تحتوي على كمية معينة من الماء المقطر.

 

 

 

الايون المسؤول عن تغيرات Hp ؟

صنف المحلول الناتج؟

كيف يتغير Hp ؟

 

×

يبقى المحلول محايدا

قيمة Hp لا تتغير

محلول الكأس A

H+

حمضي

قيمة Hp تنقص

محلول الكأس B

OH-

قاعدي

قيمة Hp تزداد

محلول الكأس C

 

 استنتاج :

 .  OH- مساويا لعدد الأيونات  H+    » في محلول مائي محايد، يكون عدد الأيونات

.   OH- أكبر من عدد الأيونات  H+    » في محلول مائي حمضي، يكون عدد الأيونات

.  OH- أصغر من عدد الأيونات  H+    » في محلول مائي قاعدي، يكون عدد الأيونات

خلاصة :

*  الأيون المسؤول عن الحمضية هو أيون الهيدوجين H+  .

*  الأيون المسؤول عن القاعدية هو أيون الهيدروكسيد OH-  .

VI) تفاعل المحاليل الحمضية والقاعدية مع بعض الفلزات :

 1) تفاعل محلول حمض الكلوريدريك  مع بعض الفلزات :

   تجربة :

    نضيف حجما معينا من محلول حمض الكلوريدريك إلى أنابيب اختبار تحتوي على عينات من الفلزات التالية : الحديد – الزنك – الالومنيوم – النحاس .

 

 

   استنتاج :

  » لا يؤثر محلول حمض الكلوريدريك على النحاس.

  » يأخذ المحلول الذي يحتوي على الحديد اللون الأخضر الباهت .

  » عند تقريب لهب عود الثقاب من فوهة الأنابيب التي تحتوي على الحديد و الألومنيوم والزنك ، تحدث فرقعة تـدل على تصاعد غـاز ثنائـي الهيدروجين H2 .

   تـفـسـير :

*    تصاعد غـاز ثنائـي الهيدروجين H2 دليل على حدوث تفاعل بين الحمض والفلز .

*    يعزى اللون الأخضر إلى وجود أيونات الحديد Fe2+ .

*    يدل الاختفاء التدريجي لكل من الحديد Fe و الألومنيوم Al و الزنك Zn على تحولها

على التوالي إلى أيونات الحديدFe2+  وأيونات الألومنيومAl3+ وأيونات الزنك Zn2+ .

 

المعادلة الحصيلة لكل تفاعل كيميائي :

‌أ   ) تفاعل الحديد مع محلول حمض الكلوريدريك :

 

 

Fe   +   2 (H++Cl-)  ---------------->  H2 +   (Fe2+ + 2 Cl-)

 

   أو بشكل مبسط :

 


Fe    +  2 H+   ---------------->  H2 +  Fe2+ 

 

*  (Fe2++ 2 Cl-)  : محلول كلورور الحديدII  . 

   ملحوظات :  

*   أيونات الكلورور Cl-  لا تشارك في التفاعل .

*   خلال هذا التفاعل،هناك انحفاظ للذرات نوعا وعددا،وكذلك انحفاظ للشحن الكهربائية.

‌ب ) تفاعل الألومنيوم مع محلول حمض الكلوريدريك :

 


2 Al   +   6 (H++Cl-)  ----------------> 3 H2 +  2 (Al3+ + 3 Cl-)

 

   أو بشكل مبسط :

 


Fe    +  2 H+   ---------------->  H2 +  Fe2+ 

 

*  (Al3++ 3 Cl-)  : محلول كلورور الألومنيوم .

‌ج  ) تفاعل الزنك مع محلول حمض الكلوريدريك :

 


Zn   +   2 (H++Cl-)  ---------------->  H2 +   (Zn2+ + 2 Cl-)

   أو بشكل مبسط :

 


Zn    +  2 H+   ---------------->  H2 +  Zn2+ 

 

*  (Zn2++ 2 Cl-)  : محلول كلورور الزنك . 

خلاصة :   

v يتفاعل محلول حمض الكلوريدريك مع الحديد و الألومنيوم و الزنك ، ولا يتفاعل مـع النحاس .

v لا ينبغي حفظ المواد الغذائية الحمضية ( مثل الطماطم ) فـي علب مصنوعة مــن فلزات تتفاعل معها إلا بعد طلاء داخلها بمادة واقية لا تتفاعل مع الحمض .

  2) تفاعل محلول حمض الكبريتيك (2H+ + SO42-) مع بعض الفلزات :

تجربة :

       نضيف حجما معينا مـن حمض الكبريتيك إلـى أنابيب اختبار تحتوي علـى عينات من الفلزات التالية : الحديد – الزنك – الالومنيوم – النحاس .

  استنتاج :

    يتفاعل محلول حمض الكبريتيك مع الحديد و الألومنيوم والزنك، ولا يتفاعل مع النحاس .

  3) تفاعل محلول هيدروكسيد الصوديوم مع بعض الفلزات :

   تجربة :

   نضيف حجما معينا مـن محلول هيدروكسيد الصوديوم إلـى أنابيب اختبار تحتوي علـى عينات من الفلزات التالية : الحديد – الزنك – الالومنيوم – النحاس .

 

   استنتاج :

  » لا يؤثر محلول هيدروكسيد الصوديوم على النحاس والحديد .

  » يؤثر محلول هيدروكسيد الصوديوم على كل من الألومنيوم والزنك .

  » لا ينبغي حفظ المواد القاعدية فـي علب مصنوعة مـن الالومنيوم أو الزنك إلا بعد طلاء داخلها بمادة واقية لا تتفاعل مع القاعدة .

     ملحوظات :

*    يحتاج تفاعل الزنك مع محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى تسخين .

*    المواد البلاستيكية والزجاجية لا تتأثر عموما بالمحاليل الحمضية والقاعدية،باستثناء النيلون الذي يتأثر بالمواد الحمضية .

 

 

رجوع