تعرف على علم الكيمياء
وفي
هذا الموضوع سوف نتكلم عن الاتزان في الأملاح ( تأين الأملاح) وكيفية اشتقاق
قوانين pH للأملاح الناتجة من حمض قوي
وقاعدة قوية، أو الناتجة من حمض ضعيف وقاعدة ضعيفة، أو الناتجة من حمض قوي وقاعدة
ضعيفة، أو الناتجة من قاعدة قوية وحمض ضعيف. ولكن قبل بداية الموضوع دعونا نعطي
نبذة تعريفية عن الأملاح.
الأملاح Salts
يعرف
الملح
بأنه
المادة
المشتقة
من
حمض
وقاعدة.
ولما
كان
هناك
أحماض
وقواعد
قوية،
وكذلك أحماض
وقواعد
ضعيفة
فإن
عملية
تكوين
الملح
ستعتمد
على
نوع
الحمض
والقاعدة
المتفاعلين
لإنتاجه، ولهذا
فإن
للأملاح
أربعة
أنواع
حسب
اشتقاقها
وهي:
الملح
بأنه
المادة
المشتقة
من
حمض
وقاعدة.
ولما
كان
هناك
أحماض
وقواعد
قوية،
وكذلك أحماض
وقواعد
ضعيفة
فإن
عملية
تكوين
الملح
ستعتمد
على
نوع
الحمض
والقاعدة
المتفاعلين
لإنتاجه، ولهذا
فإن
للأملاح
أربعة
أنواع
حسب
اشتقاقها
وهي:
١– أملاح مشتقة من أحماض قوية وقواعد قوية مثل كلوريد الصوديوم الذي ينتج من تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم وفق المعادلة التالية:
٢– أملاح مشتقة من أحماض قوية وقواعد ضعيفة مثل كلوريد الامونيوم والذي ينتج من تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الامونيوم وفق المعادلة التالية:
٣– أملاح مشتقة من أحماض ضعيفة وقواعد قوية مثل خلات الصوديوم والذي ينتج من تفاعل حمض الخليك مع هيدروكسيد الصوديوم وفق المعادلة التالية:
٤– أملاح مشتقة من أحماض ضعيفة وقواعد ضعيفة مثل خلات الامونيوم التي تنتج من تفاعل حمض الخليك مع هيدروكسيد الامونيوم وفق المعادلة التالية:
١– تأين الأملاح المشتقة من حمض قوي وقاعدة قوية
إن
التحلل
المائي
لملح
هو
تفاعل
أحد
الشقين
أو
كلاهما
مع
الماء.
فعلى
سبيل
المثال
يتأين
كلوريد الصوديوم
وفق
المعادلة
التالية:
التحلل
المائي
لملح
هو
تفاعل
أحد
الشقين
أو
كلاهما
مع
الماء.
فعلى
سبيل
المثال
يتأين
كلوريد الصوديوم
وفق
المعادلة
التالية:
ولا
يؤثر
هذا
النوع
من
الأملاح
على
درجة
الحموضة
لأن
النواتج
وهي
هيدروكسيد
الصوديوم
وحمض الهيدروكلوريك
إلكتروليتات
قوية
أي
أنها
ستتأين
تأيناً
كاملاً،
كما
أن
أيونات
الكلوريد Cl– وأيونات الصوديوم Na+ حموض
وقواعد
مقابلة
لقواعد
وحموض
مقترنة،
فلا
يميل
أيون
الصوديوم
للتفاعل
مع
الهيدروكسيد
الناتج
عن
تفكك
الماء،
ولا
يميل
أيون
الكلوريد
للتفاعل
مع
أيون الهيدروجين
الناتج
كذلك عن
تفكك
الماء،
وبذلك
ليس
لها
أثر
على
الإتزان
وتكون
محاليل
هذا
الناتج
من
الأملاح
ذات
أثر متعادل.
يؤثر
هذا
النوع
من
الأملاح
على
درجة
الحموضة
لأن
النواتج
وهي
هيدروكسيد
الصوديوم
وحمض الهيدروكلوريك
إلكتروليتات
قوية
أي
أنها
ستتأين
تأيناً
كاملاً،
كما
أن
أيونات
الكلوريد Cl– وأيونات الصوديوم Na+ حموض
وقواعد
مقابلة
لقواعد
وحموض
مقترنة،
فلا
يميل
أيون
الصوديوم
للتفاعل
مع
الهيدروكسيد
الناتج
عن
تفكك
الماء،
ولا
يميل
أيون
الكلوريد
للتفاعل
مع
أيون الهيدروجين
الناتج
كذلك عن
تفكك
الماء،
وبذلك
ليس
لها
أثر
على
الإتزان
وتكون
محاليل
هذا
الناتج
من
الأملاح
ذات
أثر متعادل.
٢– تأين الأملاح المشتقة من حمض قوي وقاعدة ضعيفة
تعطي
محاليل
هذه
الأملاح
زيادة
ظاهرة
من
تركيز
أيونات
الهيدروجين
لأن
أيونات
الهيدروكسيد ستتفاعل
مع
الأيونات
الموجبة
للقاعدة
الضعيفة
مكونة
القاعدة
الضعيفة
قليلة
التفكك،
بفرض
أن
لدينا الملح BXوهو ملح شقه القاعدي ضعيف يتأين في الماء وفق المعادلة التالية:
محاليل
هذه
الأملاح
زيادة
ظاهرة
من
تركيز
أيونات
الهيدروجين
لأن
أيونات
الهيدروكسيد ستتفاعل
مع
الأيونات
الموجبة
للقاعدة
الضعيفة
مكونة
القاعدة
الضعيفة
قليلة
التفكك،
بفرض
أن
لدينا الملح BXوهو ملح شقه القاعدي ضعيف يتأين في الماء وفق المعادلة التالية:
وبتطبيق
قانون
فعل
الكتلة
نجد
أن:
قانون
فعل
الكتلة
نجد
أن:
Kb = [H+][BOH]/[B+]
وحيث
أن
ثابت
تأين
الماء:
أن
ثابت
تأين
الماء:
Kw = [H+] [OH–]
وثابت
تأين
القاعدة
هو:
تأين
القاعدة
هو:
Kb = [B+][OH–]/[BOH]
K = [H+][BOH]/[B+] = Kw/Kb
ويمكن
اعتبار أن تركيز الأيونات [B+] = تركيز الملح Cb
اعتبار أن تركيز الأيونات [B+] = تركيز الملح Cb
وتركيز
الأيون [H+]
= تركيزالقاعدة [BOH] وبالتعويض :
الأيون [H+]
= تركيزالقاعدة [BOH] وبالتعويض :
Kw/Kb = [H+]2 / C
[H+]2 = Kw/Kb . C
pH = 1/2 pKw – 1/2 pKb – 1/2 log Cb
٣– تأين الأملاح المشتقة من حمض ضعيف وقاعدة قوية
يتأين
الملح NaAالمشتق من حمض ضعيف وقاعدة قوية وفق المعادلة التالية:
الملح NaAالمشتق من حمض ضعيف وقاعدة قوية وفق المعادلة التالية:
ويتميه
الشق
الحمضي
الضعيف
في
الماء
وفق
المعادلة:
الشق
الحمضي
الضعيف
في
الماء
وفق
المعادلة:
وبتطبيق
قانون
فعل
الكتلة:
قانون
فعل
الكتلة:
K = [HA][OH–]/[A–]
وثابت
تأين
الماء:
تأين
الماء:
Kw = [H+][OH–]
وثابت
تأين
الحمض
الضعيف:
تأين
الحمض
الضعيف:
Ka = [H+][A–]/[HA]
K = [HA][OH–]/[A–] = Kw/Ka
ويمكن
إعتبار
أن
تركيز
أيون [A–]
= تركيز الملح C
إعتبار
أن
تركيز
أيون [A–]
= تركيز الملح C
وتركيز
الحمض
= تركيز
أيونات
الهيدروكسيد [AH] = [OH–]
الحمض
= تركيز
أيونات
الهيدروكسيد [AH] = [OH–]
Kw/Ka = [OH–]2 / C
[OH–]2 = Kw/Ka . C
P[OH–] = 1/2 log Kw + 1/2 log Ka –
1/2 log C
1/2 log C
pH = pKw – pOH
pH = 1/2 pKw + 1/2 pKa + 1/2 log C
٤– تأين الأملاح المشتقة من حمض ضعيف وقاعدة ضعيفة
تتأين
الأملاح
المشتقة
من
حمض
ضعيف
وقاعدة
ضعيفة
مثل
خلات
الامونيوم
وفق
المعادلة
التالية:
الأملاح
المشتقة
من
حمض
ضعيف
وقاعدة
ضعيفة
مثل
خلات
الامونيوم
وفق
المعادلة
التالية:
ويتميه
أيون
الامونيوم
كالتالي:
أيون
الامونيوم
كالتالي:
K = Kw/Kb
= [NH4OH][H+]/[NH4+]
= [NH4OH][H+]/[NH4+]
ويتميه
أيون
الخلات
كالآتي:
أيون
الخلات
كالآتي:
K = Kw/Ka
= [CH3COOH][OH–]/[CH3COO–]
= [CH3COOH][OH–]/[CH3COO–]
ومن
معادلتي
ثابت
الإتزان
نجد
أن:
معادلتي
ثابت
الإتزان
نجد
أن:
Kw = [NH4OH][H+]/[NH4+]
Kb = [CH3COOH][OH–]/[CH3COO–]
Ka
وبما
أن:
أن:
[NH4+] = [CH3COO–]
و:
[NH4OH]
= [CH3COOH]
إذَا:
[H+]
Kb = [OH–] Ka
[OH–] = Kw/[H+]
[H+]
Kb = Kw/[H+] . Ka
[H+]2 = Ka/Kb . K
pH = 1/2 pKa + 1/2 pKw – 1/2 pKb
ويمكن تلخيص القوانين السابقة في الجدول التالي :
المراجع :
– محاضرات الكيمياء التحليلية “التحليل الحجمى والوزني
CHEM 211” . خيرية محمد
عبدالله الأحمري – (1430 – 1429) جامعة الملك عبد العزيز- المملكة العربية السعودية.
CHEM 211” . خيرية محمد
عبدالله الأحمري – (1430 – 1429) جامعة الملك عبد العزيز- المملكة العربية السعودية.
