تفاعل حمض-قلوي
| الأحماض والقواعد |
|---|
|
| أنواع الأحماض |
|
| أنواع القلويات |
|
تفاعل حمض-قلوي تفاعل كيميائي يحدث بين الحمض والقلوي . عدة مصطلحات تستخدم هنا لوصف آليات التفاعل وشرح هذه التفاعلات وتطبيقاتها . بالرغم من تشابه تعريفات الحمض والأساس فإن جميع تعهد له أهميته في التحليلات لطريقة عمل التفاعل واستخدامات تفاعلات حمض-قلوي من اجل المواد الغازية اوالسائلة .أول هذه التعريفات كان عن طريق الكيميائي الفرنسي أنطوان لاڤوازييه حوالي 1776
يعهد تفاعل حمض-قلوي انه النسبة الثابتة بين الحموض والأسس في العضوية، ويتحدد التوازن حمض ـ أساس للوسط الداخلي الضروري للحياة بهجريز أيونات الهيدروجين. ويعبر عن هذا الهجريز بالقيمة اللغريتمية السالبة لهجريز هذه الأيونات أي الباهاء PH، لوجود علاقة ثابتة بين هجريزي أيونات الهيدروجين +H، وأيونات الهيدروكسيل OH-، وهي: [OH-] [H+] د=10-14، فإن الـPH يعبر أيضاً عن هجريز أيونات الهيدروكسيل، ويكون هجريزا أيونات الهيدروجين والهدروكسيل متساوييْن في الوسط المعتدل ويساويانعشرة -7 (أي حتى PH د=7) ويراوح PH الوسط الداخلي للعضوية عادة بين (7.35 و7.40)، فيحدث الحُماض (acidose) عندماقد يكون الـPH أقل من 7.35، والقلاء (alcalose) عندماقد يكون أعلى من7.40، ولا تكون الحياة ممكنة إلا إذا بقي الـPH بين القيمتينسبعة و7.8. وتملك العضوية للمحافظة على قيمة الـPH ضمن المجال المذكور نظماً موقية Les systemes tampons وعضوين منظمين هما الرئة والكلية.
نظريات الحمض-قلوي الشائعة
تعريف لاڤوازييه
لما كانت فهم لاڤوازييه بالأحماض القوية محصورة عموماً في oxyacids, التي نتحى إلى احتواء ذرات مركزية في حالات الأكسدة العالية محاطة بالأكسجين, مثل و, ولما كان لا يفهم بالهجريب الحقيقي للأحماض الهيدروهالية , HCl, HBr, and HI, فقد عرَّف الأحماض بناء على احتوائهم على الأكسجين, الذي كان هوأول من سماه بهذا الاسم من الحدثيات اليونانية التي تعني "مشكـِّـل-الحمض" (من اليونانية οξυς (oxys) التي تعني "حمض" أو"حاد" وγεινομαι (geinomai) أي "مـُشكـِّـل engender"). وقد اُومن بتعريف لافوازييه كحقيقة مطلقة لأكثر من 30 عاماً, حتى منطقة ثم محاضرات عام 1810 من قيل همفري داڤي التي أثبت فيها انعدام الأكسجين في S, Te, والأحماض الهيدروهالية.
تعريف ليبيگ
هذا التعريف اقترحه يوستوس فون ليبيگ حوالي 1838, بناءً على أبحاثه المستفيضة في الهجريب الكيميائي للأحماض العضوية.
تعريف أرهنيوس
تعريف برونستد-لاوري
|
تنظيم التوازن حمض ـ أساس
يتألف النظام الموقِّي عادة من مزيج حمض ضعيف وملحه، ويكون مسؤولاً عن تخفيف خطر حدوث تبدل مفاجىء في PH الوسط إذا ما دخلته كمية زائدة من حمض قوي أوأساس قوي. ويتم ذلك عن طريق تحويل هذه الزيادة إلى حمض ضعيف أوأساس ضعيف وفق المعادلة:
ويتناسب هجريز شوارد الهدروجين في المحلول الموقي مع نسبة هجريز الحمض Ca إلى هجريز الملح Cs كما تُبين معادلة هندرسون ـ هاسلباخ الآتية:
حيث يمثل Ka ثابت تأين الحمض، ويعد النظام الموقي الذي تمتلكه المصوَّرة Plasma من أكثر النظم المعروفة الآلية. ويتألف هذا النظام من حمض الكربون وملحه بيكربونات الصوديوم. وتتم المحافظة على هجريز ثابت من هذين المركبين بطرح أي فائض من حمض الكربون عن طريق الرئة وأي فائض من بيكربونات الصوديوم عن طريق الكلية، ويدل على كمية البيكربونات المتوافرة لتعديل خطر حدوث الحماض بالميلّي مكافىء في اللترm Eq/L وتمثل هذه الكمية أكثر من نصف كمية أنيونات محاليل المصورة الموقية.
تشخيص اضطرابات التوازن حمض ـ أساس ومعالجتها
لا توجد أعراض واضحة لاضطرابات التوازن حمض ـ أساس، ولذلك يعتمد التشخيص على دراسة النظام بيكربونات ـ حمض الكربون. ويمكن حتى تتم دراسة التوازن حمض ـ أساس باستخدام معادلة هندرسون ـ هاسلباخ التي يمكن بوساطتها حساب أحد المعاملات الثلاثة بعد قياس المعاملين الآخرين. إلى غير ذلك يمكن تعيين الـPH وهجريز CO2 الكلي وضغط CO2. وتكون البيكربونات مسؤولة عن الاضطراب الاستقلابي، أما القلاء والحماض الغازيين فيتعلقان بهجريز H2CO3. ويؤدي الخلل إلى هجريز أيٍ من هذين المركبين إلى اضطرابات سريرية وبيولوجية محددة تعتمد معالجتها على التحميض أوالقلونة حسب الحال.
انظر أيضا
- Electron configuration
- بنية لويس Lewis structure
- بنية الطنين Resonance structure
- برتنة Protonation ونزع بروتون Deprotonation
- استبدال محب للنواة Nucleophilic substitution وتفاعل أكجعة Redox reaction
ملاحظات
- ^ Miessler, L. M., Tar, D. A., (1991) p166 - Table of discoveries attributes Antoine Lavoisier as the first to posit a scientific theory in relation to حمض أكسجيني oxyacid.
- ^ Miessler, L. M., Tar, D. A., (1991) p166 - table of discoveries attributes Justus von Liebig's publication as 1838
- ^ Miessler, L. M., Tar, D. A., (1991) p165
- ^ غدير زيزفون. "توازن الحمض مع الأساس". الموسوعة العربية.
مراجع
- Miessler, L. M., Tar, D. A., (1991) "Inorganic Chemistry" 2nd ed. Pearson Prentice-Hall
- Clayden, J., Warren, S., et al. (2000) "Organic Chemistry" Oxford University Press
- Meyers, R. (2003) "The Basics of Chemistry" Greenwood Press
- Lux, Hermann (1939). ""Säuren" und "Basen" im Schmelzfluss: die Bestimmung. der Sauerstoffionen-Konzentration". Ztschr. Elektrochem. 45 (4): 303–309.
- Translated as: Lux, Hermann: “Acids” and “bases” in a fused salt bath: the determination of oxygen-ion. In: Journal of Electrochemistry, Vol 45 (1939), S. 303–309
-
Drago, Russel S. (1966). "The Synthesis of Oxyhalides Utilizing Fused-Salt Media". Inorg. Chem. 5 (4): 677–682. doi:10.1021/ic50038a038. Unknown parameter
|coauthors=ignored (|author=suggested) (help) - H. L. Finston and A. C. Rychtman, A New View of Current Acid-Base Theories, John Wiley & Sons, New York, 1982, pp. 140-146.
- Franz, H. (1966). "Solubility of Water Vapor in Alkali Borate Melts". J. Am. Ceram. Soc. 49 (9): 473–477.
- International Union of Pure and Applied Chemistry (2006) IUPAC Compendium of Chemical Terminology, Electronic version Retrieved from International Union of Pure and Applied Chemistry on 09 May, 2007 on URL http://goldbook.iupac.org/O04379.html
- Murray, K. K., Boyd, R. K., et al. (2006) "Standard definition of terms relating to mass spectrometry recommendations" International Union of Pure and Applied Chemistry.
وصلات خارجية
- Acid-Base Tutorial
- Acid-base Physiology: an on-line text
- John W. Kimball's online Biology book section of acid and bases.
- Lavoisier, Davy, and Liebig theories at the ChemTeam Tutorials
