من خصائص القواعد

من خصائص القواعد ما يميزها عن الحوامض، وتشكل هذه الخصائص الموضوع الرئيس لهذا المقال، الذي يتضمن إعادة صياغة درس الأحماض والقواعد، وإعادة تقديمه بأسلوب مبسط ومختصر، وذلك من خلال البدء بنبذة شاملة عن مفهوم القاعدة في الكيمياء، مع تحديد الفرق بينها وبين الحمض، وتقديم بعض الأمثلة عن محاليل حمضية وأخرى قاعدية، وصولًا في الختام إلى تعريف الرقم الهيدروجيني، وتقديم أبرز استخدامات الأحماض والقواعد.

تعريف القاعدة في الكيماء

قبل تحديد خصائص القواعد، من الضروري البدء بتعريفها، وتسمى القاعدة في اللغة الإنجليزية “Base”، وهي في علم الكيمياء مركب كيميائي يستطيع الاتحاد مع أيونات الهيدروجين، مما يجعله عنصرًا كيميائيًا يميل إلى التخلي عن إلكترون واحد أو أكثر، ويعد العالم “روبرت بويل”، أول عالم قام بتتصنيف الأحماض والقواعد وتحديد تعريفها، وذلك في القرن السابع عشر.[1]

الفرق بين الحمض والقاعدة

بعد تعريف القاعدة، من الضروري الوقوف عند الفرق بينها وبين الحمض، حيث بالإضافة إلى خصائص القواعد المختلفة عن خصائص الأحماض، فإن الفرق الأساسي يكمن في التعريف، إذ أن الحمض، أو باللغة الإنجليزية “Acid”، هو عنصر كيميائي قادر على استقبال إلكترون أو أكثر، كما أنه عند انحلاله في الماء يسمح بتحرير أيونات الهيدروجين، و تتميز الأحماض بمذاقها الحامض، وتسببها في تآكل المعادن وتشكيل الصدأ، بالإضافة إلى تلوين ورقة عباد الشمس الزرقاء باللون الأحمر.[2]

تفاعل حمض/قاعدة

في رحلة البحث عن خصائص القواعد نجد أن أبرز التفاعلات الكيميائية هو التفاعل حمض قاعدة، ويسمى يالإنجليزية “Acid–base reaction”، والذي يرتبط ارتباطًا وطيدًا بآليات التفاعل بين الغازات والسوائل، حيث يؤدي هذا التفاعل إلى تعادل القاعدة كيميائيًا، مما ينتج مركبًا جديًدا، ومن الجدير بالذكر أن هذا التفاعل دُرس لأول مرة في التاريخ من طرف العالم الفرنسي “أنطوان لافوازييه” في العام 1776، وتسمى تفاعلات الحمض والقاعدة بنسب متعادلة بتفاعلات التعادل، حيث تتساوي كمية الهيدروجين مع أيونات الهيدروكسيد.[3]

محاليل الأحماض والقواعد

بصيغة مختصرة، يتكون محلول الحمض عند انتاجه لأيون الهيدروجين وأيون سالب الآخر، ومن بين أشهر الأمثلة عن هذه المحاليل نذكر محلول حمض الأسيتيك، في حين أن القاعدة، تشكل محاليلًا عند تفاعل أحد المركبات الآتية: الهيدروكسيد (-OH)، والكربونات (CO₃^-2)، أو كل من الأكسيد (-O₂)، والبيكربونات (-HCO₃)، وتؤدي إلى تشكيل أيون الهيدروكسيد (-OH) السالب الشحنة، ونذكر من أبرزها محلول بيكربونات الصوديوم.[2]، [1]

من خصائص القواعد

تتميز القواعد بالعديد من المواصفات الكيميائية والفيزيائية، والتي تسمح بتحديد الفرق بينها وبين الأحماض، وقد تمكن العالم “روبرت بويل” من تحديدها، في حين أضاف العديد من العلماء مجموعة من الخصائص، وهي كما يأتي:[1]

• تتميز القاعدة بطعمها المر.
• من حيث الملمس تأتي القواعد لزقة، ويرى بعض العلماء أنها تشبه من حيث الملمس الصابون.
• تتلون ورقة عباد الشمس عند لمسها للقواعد باللون الأزرق.
• تتفكك القاعدة في الماء مفرزةً أيونات الهيدروكسيد، ومشكلةً محلولًا مائيًا.
• تتميز المحاليل القاعدية بقدرتها على توصيل التيار الكهربائي.
• يسمى مقياس قدرة القاعدة على تكوين أيون الهيدروكسيل بثابت تأين القاعدة.
• تسمى الهيدروكسيدات بالقواعد القوية، وتقع في المجموعة الأولى والثانية من الجدول الدوري للعناصر.

شاهد أيضًا: تشترك الحموض والقواعد بأن جميعها

ما المقصود بالرقم الهيدروجيني

بعد تحديد خصائص ومميزات القواعد، من الضروري الحديث عن مفهوم الرقم الهيدروجيني، والذي يحمل العديد من الأسماء كالأس الهيدروجيني، أو دليل شوارد الهيدروجين، ويرمز له بالرمز “pH”، وهو في تعريفه البسيط عبارة عن درجة الحموضة أو درجة باهاء أي سائل، وبالتالي فهو مقياس ومؤشر يحدد سواءًا إذا كان العنصر حمضيًا أو قاعديًا أو متعادلًا، ويعد الرقم الهيدروجيني سلم مدرج يبدأ من 0 إلى 14، حيث تقع المواد الحامضة بين 0 و6، والمواد القاعدة بين 7و 14، في حين أن 7 يشير إلى أن المادة متعادلة، ونذكر كأمثلة ما يأتي:[4]

استخدامات الأحماض والقواعد

تستخدم الأحماض والقواعد في العديد من مجالات الحياة، إذ أدى اكتشاف خصائصها الكيميائية إلى استعمالها في مجالات الصناعة والزراعة والتغذية، ونذكر من بين هذه الاستخدامات ما يأتي:[5]

• تستخدم العديد من القواعد في صناعة الجير والدهان، وتدخل في عمليات البناء والترصيص.
• يستخدم حمض الأستيك أو الخل في حفض الطعام، وتحضير العديد من المشروبات والأطعمة.
• توصف بعض الأدوية المركبة انطلاقًا من قواعد كيمائية لعلاج حرقة المعدة واضطرابات الجهاز الهضمي.
• تستخدم القواعد في صناعة الورق والحرير، وفي تكوين الصابون.
• يعد حمض الفوسفوريك ضروريًا لصناعة المشروبات الغازية.
• في مجال الصناعات الكبرى، كصناعة البطريات والمتفجرات يعتمد العلماء على استخدام الأحماض القوية.

شاهد أيضًا: مواد يتغير لونها عند وجود الحمض أو القاعدة

من خصائص القواعد نذكر الملمس اللزج، والذي ظهر في تعريف العالم “روبرت بويل” في القرن السابع عشر، في حين أضاف العالم “أرهنيوس” خاصية الذوبان في الماء وانتاج أيونات الهيدروكسيد، بينما صقل التعريف كل من “يوهانس برونستد”، والعالم “توماس لوري”، من خلال إضافة قدرة القواعد على استقبال أيون الهيدروجين، وأضاف العالم “لويس”، أن القاعدة تتميز بقدرتها على التخلي عن إلكترون أو أكثر.