اسیدها محلول هایی هستند که هم خورنده و هم واکنش پذیر هستند، به ویژه با فلزات. آنها در واکنش های خنثی سازی با بازها واکنش می دهند و نمک تشکیل می دهند.

اسیدها می توانند آلی یا معدنی و قوی یا ضعیف باشند. آنها اغلب به طور طبیعی رخ می دهند. مثلا، اسید هیدروکلریک در معده پستانداران از جمله انسان یافت می شود. اسیدها نیز معمولاً توسط گیاهان تولید می شوند، مانند اسید سیتریک موجود در مرکبات مانند لیمو و پرتقال.

در محیط های آزمایشگاهی از اسیدها به عنوان استفاده می شود معرف ها و به عنوان راه حل های تحلیلی، به ویژه در تیتراسیون. آنها همچنین نقش مهمی در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مانند پالایش نفت، تولید کود و تولید دارو دارند.

اسید سولفوریکبه عنوان مثال، به عنوان یک ماده اولیه اولیه و معرف در فرآیندهای مختلف عمل می کند. در نتیجه، در طیف گسترده‌ای از بخش‌ها از جمله خودروسازی، داروسازی، تولید فولاد و صنایع پارچه استفاده می‌شود.

تعریف اسید در شیمی چیست؟

یک اسید دارای یک سطح pH کمتر از 7 است و در خنثی سازی با پایه ها واکنش نشان می دهد. مشابه تعریف پایه ها، تعریف اسید و مفاهیم مربوط به آن به سه نظریه اصلی دسته بندی می شوند: تعریف آرنیوس، تعریف برونستد-لوری، و تعریف لوئیس.

 

تعریف آرنیوس

این تعریف به نام دانشمند سوئدی، Svante Arrhenius، بر اساس مشاهده است که وقتی اسید در آب حل می شود، غلظت یون های هیدروژن را افزایش می دهد. این بدان معناست که اسید آرنیوس هر ماده ای است که یون های هیدروژن را افزایش می دهد (H+) وقتی در آب حل شود.

همچنین ماده ای است که انواع دیگری از یون های هیدروژن را در آب تولید می کند، به عنوان مثال، یون هیدرونیوم (H3O+) یا اشکال دیگر، مانند H5O2+، اچ9O4+.

تعریف برونستد-لوری

آبر اساس این نظریه، اسید تنها زمانی می تواند به عنوان اسید عمل کند که یک باز وجود داشته باشد. برعکس، یک باز تنها در حضور اسید می تواند به عنوان باز عمل کند. این پایان نامه اسید را به عنوان دهنده پروتون به یک باز تعریف می کند که به عنوان گیرنده پروتون عمل می کند. تئوری آرنیوس در توصیف بسیاری از واکنش‌های آلی که شامل یون‌های هیدرونیوم نیستند، مانند واکنش‌های تعادل دینامیکی بین اسید استیک و آمونیاک، که در زیر نشان داده شده است، کافی نیست.

CH₃COOH+NH₃⇌CH₃COO^–+NH+4

تعریف لوئیس

در سال 1923، گیلبرت ان. لوئیس بهبودی را در تئوری های قبلی در مورد اسیدها و بازها پیشنهاد کرد. تعریف لوئیس شامل یون های هیدروژن یا انتقال پروتون نمی شود. در عوض، بیان می کند که اسید ماده ای است که به راحتی یک جفت الکترون از ماده دیگر را در یک محلول می پذیرد.

نحوه عملکرد اسیدها

با اشاره به سه تعریف اسیدها و بازها، یک اسید در آب یون های هیدروژن یا هیدرونیوم می سازد، یک پروتون به یک باز اهدا می کند و یک جفت الکترون می پذیرد. یک اسید است واکنش شیمیایی و در نتیجه می تواند فلزات را خورده و با بازها واکنش های گرمازا ایجاد کند.

هنگامی که یک اسید در آب حل می شود، به هیدروژن یا کاتیون های دارای بار مثبت و آنیون های با بار منفی تجزیه می شود. تفکیک باعث افزایش تعداد یون های هیدروژن یا هیدرونیوم در آب می شود که سطح pH محلول را کاهش می دهد. اگر فلز، باز یا سایر مواد واکنش‌دهنده وجود داشته باشند، ممکن است با اهدای جفت الکترون یا پذیرش پروتون با اسید واکنش دهند.

انواع مختلف اسیدها و کاربرد آنها

اسیدها در زندگی روزمره ما رایج هستند و می توانند در همه چیز از عملکردهای فیزیولوژیکی یا بیولوژیکی در بدن ما گرفته تا محصولاتی که مصرف می کنیم یافت شوند.

معده ما به دلیل وجود یک محیط اسیدی است اسید هیدروکلریکیکی از اجزای اصلی شیره گوارشی است که به تجزیه غذا کمک می کند. به همین ترتیب، کبد ما اسیدهای صفراوی تولید می کند که چربی های موجود در غذا را هضم می کند.

آب پرتقال هم می نوشیم و از آب لیمو در آشپزی استفاده می کنیم که هر دو حاوی اسید سیتریک هستند. ما غذای خود را با اسید استیک مزه دار می کنیم. ما از محصولات پلاستیکی استفاده می کنیم که با کمک اسیدها تولید می شوند. اینها همه نمونه هایی از انواع مختلف اسیدها در زندگی روزمره هستند.

برخی از نمونه های متداول اسیدها و کاربردهای آنها در زیر توضیح داده شده است.

اسید سیتریک

اسید سیتریک یک اسید آلی است که به طور طبیعی وجود دارد. در مرکباتی مانند لیمو و پرتقال یافت می شود. به عنوان طعم دهنده و نگهدارنده غذا استفاده می شود.

اسید اسکوربیک

تیاو یکی دیگر از اسیدهای آلی طبیعی است که معمولا در میوه های سیتریک یافت می شود. در غیر این صورت شناخته شده است ویتامین C، یک آنتی اکسیدان قوی است که برای درمان بیماری های اسکوربوت و مغز استخوان نیز استفاده می شود.

استیک اسید

استیک اسید یک اسید آلی است که اغلب برای طعم دادن به غذا استفاده می شود. همچنین به عنوان نگهدارنده مواد غذایی، مانند ترشی، استفاده می شود.

اسید سولفوریک

اسید سولفوریک هست یکn اسید معدنی که کاربردهای متنوعی دارد. به عنوان یک الکترولیت در باتری های سرب استفاده می شود و یک جزء کلیدی در فرآیندهای صنعتی مانند تولید کود است.

اسید بوریک

اسید بوریک همچنین کاربردهای صنعتی متعددی دارد و معمولاً در ساخت شیشه، کاغذ و چرم استفاده می شود.

اسیدهای قوی در مقابل ضعیف

در قدرت یا ضعف اسید از نظر سطح pH آن عمدتاً به غلظت محلول اسید بستگی دارد. هر چه غلظت بالاتر باشد، اسید قوی تر است. با این حال، عوامل دیگری مانند دمای محلول نیز بر سطح pH و قدرت اسید تأثیر می‌گذارند. بنابراین، pH معیار خوبی برای سنجش قدرت اسید نیست.

یک معیار عینی تر از قدرت اسید، نگاه کردن به ثابت تفکیک است، که نسبت بین یون ها و مقدار اسید در یک محلول است. اسیدهای قوی در مقایسه با اسیدهای ضعیف کاملاً در محلول آبی تفکیک می شوند. ثابت را می توان با این فرمول بیان کرد:

 

چند نمونه از اسیدهای قوی عبارتند از:

• اسید هیدروکلریک – HCl
• اسید نیتریک – HNO₃
• اسید پرکلریک – HClO₄.

نمونه هایی از اسیدهای ضعیف عبارتند از:

• اسید سولفور – اچ₂بنابراین₃
• اسید فسفریک – اچ₃PO₄
• اسید نیتروژن – HNO₂

سطح شیمی اسیدها و بازها

اگر برای خود تجدید نظر می کنید GCSE یا سطح A شیمی امتحانات، اسیدها و بازها یک موضوع کلیدی است که باید به آن تسلط داشته باشید. شما باید با انواع مختلف اسیدها آشنا باشید و تفاوت بین اسیدهای ضعیف و قوی را درک کنید. همچنین باید بدانید که چگونه معادلات شیمیایی واکنش های خنثی سازی اسید و باز را متعادل کنید.