التفاعلات الحمضية القاعدية
لإيضاح الخصائص الرئيسية للأحماض والقواعد، ولتقديم مفهوم الأحماض والقواعد وبعض المؤشرات.
الجانب العلمي وراء هذه التجربة
تشكل الأحماض والقواعد مجموعتين مهمتين من المركبات، ويُعرف كل منهما عادةً بأنه «مانح» أو «مستقبل» للبروتونات. ويمكن الكشف عنها بسهولة من خلال تفاعلها مع مؤشرات الأس الهيدروجيني (pH)، التي يتغير لونها وفقًا لوجود حمض أو قاعدة.
وفقًا لتعريف برونستيد، فإن المواد الحمضية هي مانحة لأيونات الهيدروجين، وتشكل أيونات الأوكسونيوم في المحاليل المائية.
HCl + H₂O ← Cl⁻ + H⁺ + H₂O ← H₃O⁺ + Cl⁻.
تتفاعل القواعد لتعطي أيونات الهيدروكسيد في المحلول المائي إما عن طريق التذويب البسيط، كما هو الحال مع هيدروكسيدات الفلزات القلوية.
وقدّم لويس تعريفًا آخر للأحماض والقواعد، حيث عرَّف الحمض بأنه مادة قادرة على قبول زوج من الإلكترونات الحرة، والقلوة بأنها مادة تمنح زوجًا من الإلكترونات الحرة.
يُقاس الحموضة أو القلوية في المحاليل باستخدام مقياس الأس الهيدروجيني (pH)، الذي يُحسب بالصيغة التالية: pH = – log10[H₃O⁺].
تخضع بعض المواد العضوية لتغيرات قابلة للعكس عند تفاعلها مع الأحماض أو القواعد، ويحدث تغير في لونها أثناء ذلك. ولهذا الغرض،
المعدات المستخدمة
- ورق الليتموس — CHE-036
- كوب زجاجي سعة 100 مل — HEA-001
- قضيب زجاجي — PLA-004
- ماصة للتنقيط — PLA-003+PLA-019
- أنابيب الاختبار — PLA-007
- حامل أنابيب الاختبار — PLA-012
- مجموعة أدوات التشريح — BIO-007
- حامل ثلاثي القوائم — HEA-014
- موقد الكحول — CHE-022
- حامل حديدي — CHE-037
- شبكة سلكية — HEA-015
المواد الكيميائية والمواد الكاشفة
- الماء المقطر
- حمض الهيدروكلوريك — R:34-37 S:26-45
- هيدروكسيد الصوديوم — R:35 S:26-37/39-45
- كلوريد الصوديوم
- الأمونيا — R:34-50 S:26-36/37/39-45-61
- أكسيد المغنيسيوم
- شريط المغنيسيوم
- حمض الأسيتيك
- الخل
- عصير الليمون الطازج
- عصير الملفوف الأحمر
ملاحظات السلامة
- يجب إجراء هذه التجربة داخل خزانة شفط أو في الهواء الطلق.
- لا تترك زجاجات حمض الهيدروكلوريك والأمونيا مفتوحة.
أسئلة للطلاب
- سجّل ملاحظاتك حول ما يحدث.
- سجّل ملاحظاتك وقارن النتائج مع تلك التي تم الحصول عليها باستخدام ورق المؤشر.
- قارن نتائج جميع هذه الاختبارات.
ما يمكن توقعه
تتغير لون ورقة اللتموس بالطريقة التالية: حمض الهيدروكلوريك: أحمر. كلوريد الصوديوم: لا يتغير لونه = متعادل. محلول الأمونيا: أزرق. أكسيد المغنيسيوم: أزرق. حمض الأسيتيك: أحمر. الخل: أحمر. Mg + 2 H+ → Mg2+ + H2. عصير الملفوف الأحمر هو مؤشر طبيعي لقيمة الأس الهيدروجيني. فهو يحتوي على مواد كيميائية تُسمى الأنثوسيانينات، وهي أصباغ تتفاعل بطريقة مختلفة مع الأحماض والقلويات. توجد المواد الكيميائية التي يتغير لونها في المحاليل ذات قيم الأس الهيدروجيني المختلفة في العديد من الأزهار والفواكه والخضروات. قيم الأس الهيدروجيني والألوان لمستخلص الملفوف الأحمر.
التخلص
تخلص من المحاليل في حاوية النفايات السائلة.
قم بإجراء هذه التجربة في فصلك الدراسي
تُعد هذه التجربة جزءًا من برنامج «ATP Volta» — وهو مختبر علمي متنقل ومكتفٍ ذاتيًا يحول الفصل الدراسي العادي إلى مختبر عملي في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM)، ويضم أكثر من 200 تجربة في مجالات الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا والروبوتات والهندسة. ويقوم « Gali » — وهو المرشد التعليمي الذي يعمل بالذكاء الاصطناعي والمدمج في موقع ATP Connect — بتوجيه الطلاب خلال كل خطوة والإجابة على أسئلتهم أثناء إجراء التجارب.
شاهد مختبر «ATP Volta» العلمي المتنقلتواصل مع فريقنا