قوة الأحماض والقواعد Strength of Acids and Bases
تختلف الأحماض في قوتها، فمنها القوي ومنها الضعيف، وكذلك تتفاوت في خصائصها، فبعضها حارق كاو للجلد، وتسبب الأبخرة المتصاعدة منه تلف في الأغشية المخاطية، وبعضها الآخر ضعيف لدرجة أنه يمكن تناوله طعامًا، أو وضعه في العين بوصفه قطرة، فما الذي يجعل بعض الأحماض قوية، وبعضها الآخر ضعيفًا ؟
لاحظ من النشاط السابق أن محلول حمض الهيدروكلوريك يتفاعل بشدة مع شريط الماغنيسيوم، وينتهي التفاعل بشكل سريع، بينما يتفاعل محلول حمض الإيثانويك مع شريط الماغنسيوم بشدة أقل من تفاعل حمض الهيدروكلوريك معه، ويمكننا التوصل من خلال هذا النشاط إلى أن حمض الهيدروكلوريك أقوى من حمض الإيثانويك.
تتفاوت الأحماض والقواعد في درجة تأينها في الماء، فبعضها يتأين بشكل كلي، وبعضها يتأين بشكل جزئي. وتعتمد قوة الأحماض على قدرة الحمض على إنتاج أيونات الهيدرونيوم HO في المحلول المائي، بينما تعتمد قوة القاعدة على قدرة القاعدة على إنتاج أيونات الهيدروكسيد OH في المحلول المائي، وتسمى الأحماض والقواعد التي تتأين بشكل كلي في الماء أحماضا قوية وقواعد قوية Strong Acids and Strong Bases اما الأحماض والقواعد التي تتأين بشكل جزئي في الماء. فتسمى أحماضا ضعيفة وقواعد ضعيفة Weak Acids and Weak Bases
الأحماض القوية والأحماض الضعيفة Strong and Weak Acids
تمنح الأحماض القوية بروتونات H بسهولة كبيرة، فعندما يتأين حمض قوي مثل HCI كليا في الماء، فإنه يمنح بروتونا إلى الماء، وينتج أيون الهيدرونيوم الموجب HO ، وأيون الكلوريد السالب CI : لذلك يتم كتابة معادلة تأين الأحماض القوية بسهم أحادي ذي اتجاه واحد دلالة على أن الحمض المتأين هو حمض قوي، بينما يتأين الحمض الضعيف في الماء بشكل جزئي، كما هو الحال عند تأين حمض الإيثانويك CH, COOH حيث إن نسبة ضئيلة من الحمض الضعيف تمنح البروتون إلى الماء لتكوين أيون الهيدرونيوم HO الموجب. وأيون الإيثانوات CHCOO السالب لذلك يتم كتابة معادلة تأين الأحماض الضعيفة بسهم مزدوج ذي اتجاهين دلالة على أن الحمض المتأين هو حمض ضعيف
أن كمية الأيونات الموجبة HD والأيونات السالبة X المتكونة عند تأين الحمض القوي متساوية، ولم يتبق أثر للحمض الأصلي لأنه تأين تأينا كاملا، بينما تكون كمية الأيونات الموجبة HO والأيونات السالبة المتكونة عند تأين الحمض الضعيف ضئيلة مقارنة مع جزيئات الحمض الأصلي: لأن الحمض تأين تأينا جزئيا.
Potential of Hydronium lons (pH)
إن معرفة درجة حموضة المحاليل أو المواد التي تستخدمها في حياتنا اليومية ضروري جدا، فإذا كانت درجة حموضة الصابون الذي تستخدمه لتنظيف اليدين مثلا مرتفعة فستسبب تأكلا في خلايا الجلد، وعندما يدخل شخص مريض إلى المستشفى. يطلب الطبيب من اختصاصي المختبر إجراء عدة فحوصات منها فحص درجة حموضة الدم، لكي يتأكد من تشخيص المرض. للمريض بشكل صحيح، وكذلك يتم قياس درجة حموضة مياه برك السباحة والتربة الزراعية، وغيرها من المحاليل حتى يتم التأكد من ملاءمتها للاستعمال
الرقم الهيدروجيني
يستخدم الرقم الهيدروجيني بدلا من التركيز المولاري للتعبير عن تركيز أيون الهيدرونيوم في المحاليل. وقد اقترح هذا المسمى العالم الدانماركي سورين سورينسون عام 1909م.
ويتم عادة التعبير عن درجة الحموضة بالرمز pH، فما الذي يعنيه هذا الرمز ؟ وهل تكون درجة حموضة جميع المحاليل متساوية؟ وما أهمية معرفة درجة حموضة المحاليل؟ وكيف يمكن قياس درجة الحموضة المحلول مايمكن تعريف الرقم الهيدروجيني pH بأنه مقياس الدرجة الحموضة في المحاليل وتعتمد درجة حموضة المحاليل على تركيز أيونات HO فيه (يُعبر عن التركيز بالأقواس المستطيلة [ ]) حيث تزداد قوة الحمض بزيادة تركيز أيونات HO أو [ HO : وبالتالي نقل قيمة pH للمحلول .وتقاس قيم pH باستخدام جهاز يسمى مقياس الرقم الهيدروجيني.
ماء زمزم
يوصف ماء زمزم بأنه ماء قلوي أو قاعدي وذلك استنادا إلى مقياس درجة الحموضة أو ما يعرف بالرقم الهيدروجيني (pH) حيث تتراوح قيمة هذا المؤشر ( 8.0-7.5 ) لماء زمزم ما بين وهي تقع ضمن مدى القيم المسموح بها لمياه الشرب 6.5-9.5 ، وفقا لتوصيات( منظمة الصحة العالمية).