تعد الأحماض والقواعد من أهم المركبات الكيميائية في حياتنا اليومية بسبب استخداماتها الكثيرة والمتنوعة على نطاق واسع، فمثلاً عصير الليمون يحتوي على حمض الستريك الذي له طعم لاذع عند تذوقه، ويحتوي أيضا على حمض الأسكوربيك (فيتامين (C) الذي يُساعدنا على مقاومة الرشح، وتفرز المعدة في أجسامنا حمض الهيدروكلوريك لهضم الطعام، ويُستخدم حمض البوريك في قطرة العيون، أما حمض الكبريتيك فيُستخدم في بطاريات السيارات وصناعة الورق، وحمض الفسفوريك يستخدم في صناعة الأسمدة.
وكمثال آخر على الأحماض حمض الفورميك الذي يستخدمه بعض أنواع النمل ليدافع عن نفسه عند مهاجمته من قبل حشرات أخرى حيث يُطلق النمل هذا الحمض من غدد خاصة في جسمه فيسبب للحشرات حروفا مؤلمة، كما يستخدم النمل حمض الفورميك بوصفه أثرًا يرشه على الطريق، ليستدل به على مكان مسكنه.
ومن جهة أخرى فهيدروكسيد الصوديوم الذي يُعد من القواعد يُستخدم في صناعة الصابون والمنظفات المنزلية، ويستخدم هيدروكسيد البوتاسيوم في صناعة صابون الحلاقة، أما هيدروكسيد الماغنسيوم فيستخدم في معادلة الحموضة الزائدة في المعدة.
نظريات الأحماض والقواعد
درست سابقا بعضا من الصفات العامة للأحماض والقواعد، وقد تعددت النظريات التي تطرقت لتفسير مفهوم الحمض والقاعدة. فما هذه النظريات وكيف فسرت كلا من الحمض والقاعدة.
أولا : نظرية أرهينيوس
درست سابقا التعريف العام للأحماض والقواعد، وبالرغم من أن العلماء توصلوا إلى خصائص الأحماض
والقواعد إلا أنهم لم يكونوا قادرين على تفسير السلوك الكيميائي لكل منهما حتى اقترح الكيميائي السويدي
سيفانت أرهينيوس في العام 1887م نظرية في الأحماض والقواعد، حيث وضع تعريف للأحماض كما يلي:
" الأحماض Acids مركبات تحتوي على الهيدروجين، وتتأين في الماء منتجة أيونات الهيدروجين "H".
وهذه الأيونات هي التي تعطي الأحماض خصائصها الحمضية. ومن الأمثلة على أحماض أرهينيوس: HCI . وHCIO و HCN حيث تتفكك كل منها عند إذابتها في الماء إلى أيونات موجبة H التي تجعل المحلول حمضيا.
وأيونات أخرى سالية، وبناءً على نظرية أرهينيوس، فقد تم التمييز بين نوعين من الأحماض قوية وضعيفة.
فالأحماض القوية تتأين كلياً في الماء لذلك تكون نسبة الأيونات الموجبة والسالبة في المحلول عالية
لاحظ أنه يُعبر عن تأين الحمض القوي بسهم ذي اتجاه واحد ( ) : مما يدل على أن محلول الحمض القوي يحتوي على الأيونات الموجبة والسالبة.
في حين يتأين الحمض الضعيف بشكل جزئي في المحلول، وتكون نسبة الأيونات الموجبة والسالبة في المحلول قليلة كما في المعادلة الكيميائية الآتية التي تبين تأين حمض ضعيف
- علم وعلماء سيفانت أوغست أرهينيوس
حصل أرهينيوس على جائزة نوبل في الكيمياء في عام 1903م بسبب نظريته في التوصيل الكهربائي الناشئ عن التفكك الأيوني للمحاليل electrolytes الإلكتروليتية كان هو أول من اقترح وجود ذرة مشحونة كهربائيا أطلق عليها اسم أيون. وأوضح أن هذا الجسيم يُمكنه أن يشرح سلوك بعض السوائل القادرة على توصيل التيار الكهربائي.
بينما عرفت نظرية أرمينيوس القواعد Bases على أنها المركبات التي تنتج أيونات الهيدروكسيد OH عند إذابتها في الماء.
- ثانيا: نظرية برونستد لوري
استطاع الكيميائيان الدانماركي يوهانس برونستد. والإنجليزي توماس لوري، كلا منهما على حدة في عام 1923م تطوير نظرية أرمينيوس : حيث توصلا إلى وضع مفهوم أكثر شمولا في تعريف كل من الأحماض والقواعد اعتمادا على انتقال أيون الهيدروجين (بروتون) بين المواد أثناء التفاعلات الكيميائية.
فتم تعريف الحمض وفقا لمفهوم برونستد - لوري بأنه المادة التي لها القدرة على منح بروتون (H) إلى مادة أخرى أثناء التفاعل وتسمى مانح البروتون Proton Donor.
علم وعلماء برونستد ولوري
وتم تعريف القاعدة وفقا لمفهوم برونستد - لوري بأنها المادة التي تستقبل بروتونا (H) من مادة أخرى أثناء التفاعل وتسمى مستقبل البروتون Proton.
علم وعلماء برونستد ولوري
اقترح عالما الكيمياء الفيزيائية يوهانس برونستد في الدنمارك وتوماس مارتن لوري في إنجلترا عام 1923 بشكل مستقل نظرية حملت اسمهما كان لها الأثر الكبير في تعرف السلوك الحمضي والقاعدي للمواد قدمت هذه النظرية تعريفا جديدا للأحماض والقواعد اعتمادًا على كيفية تفاعلهما مع بعضهما البعض لتكون بذلك أعم وأشمل من النظريات التي سبقتها.