اسید چیست؟

جهان با تمام وسعت و بزرگی که دارد از اتصال و پیوند انواع مختلفی از ذرات ریز و غیر قابل رؤیت به نام اتم و مولکول تشکیل شده است. این اجزاء بسیار کوچک انواع و اقسام مواد را تشکیل می دهند. به همین دلیل ترکیبات مختلف از لحاظ ویژگی هایی چون رنگ، بو، مزه، خواص و کاربرد با هم دیگر متفاوت می باشند. اسید ترکیب شیمیایی نام آشنایی است که هم در آزمایشگاه های کارخانه ها برای موارد صنعتی و هم در آشپزخانه خانه ها به شکل خوراکی و قابل مصرف استفاده می شود. مقدار تفکیک و میزان یونیزه شدن مهمترین عاملی است که براساس آن این ترکیبات به دو نوع ضعیف و قوی و به دو شکل خوراکی و یا غیر خوراکی تقسیم بندی می شوند.

آشنایی با واکنش های شیمیایی و ویژگی های ظاهری و هم چنین آشنایی با کاربرد و موارد مصرف تعدادی از این ترکیبات از جمله موضوعاتی است که در ادامه این مقاله به آن ها اشاره خواهد شد.

تعریف اسید

اساسا شیمیدان ها برای تفسیر و تحلیل پدیده ها و واکنش های شیمیایی نظریه های متنوعی مطرح کرده اند. برخی از این نظریات رد شده و برخی توسط شیمیدان های دیگر تکمیل و تصحیح شده اند. نظریات قابل قبول در مورد ترکیبات اسیدی نیز شامل سه نظریه آرنیوس، برونستد- لوری و لوییس می باشند.

نظریه آرنیوس: براساس این نظریه اسید به ماده ای گفته می شود که در اثر انحلال در آب یون هیدروژن را آزاد و تولید می کند. به عبارت دیگر ترکیباتی که در ساختار شیمیایی خود اتم هیدروژن داشته و قابلیت انحلال در آب را نیز دارا می باشند را می توان اسید نامید.

نظریه برونستد- لوری: این شیمیدان نظریه آرنیوس را تکمیل کرده ولی همچنان اسید را ماده ای که یون هیدروژن را آزاد می کند، تعریف کرده است. بنابراین نظریه، اسید ها می توانند علاوه بر آب در حلال های دیگری نیز قابلیت تولید یون هیدروژن را داشته باشند. این شیمیدان نیز همانند آرنیوس وجود اتم هیدروژن در ساختار شیمیایی ترکیبات مختلف را عامل اسیدی بودن آن ها می داند.

نظریه لوییس: در نظریه لوییس برخلاف دو نظریه قبل پذیرش جفت الکترون و تشکیل پیوند داتیو نشان دهنده مواد اسیدی است. به عبارت دیگر اسید لوییس ماده ای است که اوربیتال خالی دارد و می تواند با پذیرش جفت الکترون باز مزدوج با آن پیوند کووالانسی داتیو تشکیل دهد. نظریه لوییس تعریف جامعتری برای این گونه ترکیبات ارائه می دهد ولی با این وجود نظریه برونستد- لوری بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

آشنایی با سه نوع از واکنش های اسیدی

همان طور که پیشتر اشاره شد; براساس نظریه برونستد- لوری اسید ماده ای است که در اثر انحلال و واکنش با مواد مختلف یون هیدروژن تولید می کند.

در ادامه برای بررسی چگونگی انجام این واکنش ها به سه نمونه از آن ها خواهیم پرداخت.

1) واکنش انحلال در آب: در اثر این واکنش اتم هیدروژن به شکل یون هیدروژن یونیزه شده و خیلی سریع به فرم قابل قبول هیدرونیوم تبدیل می شود.

HCl + H₂O → H₃O⁺ +

اسید هایی که به طور کامل و به خوبی در آب انحلال می یابند را می توان الکترولیت های بسیار مناسبی نیز در نظر گرفت. الکترولیت ها موادی هستند که به خوبی در آب یونیزه شده و به همین دلیل رسانای مناسبی برای عبور جریان الکتریکی نیز می باشند. از این ویژگی این مواد می توان برای تولید باتری خودرو ها و حفظ تعادل مواد معدنی بدن انسان نیز استفاده کرد.

2) واکنش با فلز های فعال:

فلزاتی که طبق جدول سری الکتروشیمیایی فعالتر از هیدروژن می باشند، در اثر واکنش با اسید اکسید شده و گاز هیدروژن تولید می کنند. این واکنش از طریق جایگزینی اتم هیدروژن با کاتیون فلز واکنش پذیر اتفاق می افتد.

 Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2

3) ) واکنش با باز ها: در تعریف برونستد- لوری به موادی باز گفته می شود که گیرنده یون هیدروژن باشند. چنانچه مقادیر یکسانی از اسید ها و باز ها با یک دیگر وارد واکنش شوند، واکنش خنثی سازی اتفاق می افتد. در واکنش خنثی سازی تمام یون های هیدروژن توسط باز ها دریافت شده و هیچگونه یون مثبت یا منفی به صورت آزاد باقی نمی ماند. فرآورده این واکنش آب و یک نوع نمک خواهد بود.

HCl(aq)+NaOH(s)→NaCl(s)+H2​O(l) 

راهی برای شناسایی

برای آشنایی بیشتر با اسید ها می توان آن ها را از لحاظ ویژگی هایی چون رنگ، مزه، حالت فیزیکی، میزان الکترولیت و رسانا بودن و... بررسی کرد. این گونه مواد از لحاظ حالت فیزیکی بیشتر در فرم مایع و گاز می باشند. البته تعدادی از آن ها در حالت جامد نیز وجود دارند. از لحاظ مزه نیز اکثر این مواد مزه ای ترش دارند.

 اغلب اسید های مایع، رنگی متمایل به آبی دارند که در اثر واکنش با نوعی شناساگر به نام کاغذ تورنسل به رنگ قرمز تغییر رنگ خواهند داد. این ترکیبات براساس معیار PH عددی بین صفر تا هفت را نشان می دهند. به طور کلی استفاده از شناساگر ها و بررسی تغییرات PH از مرسوم ترین راه های تشخیص هویت، میزان و قدرت اسیدی بودن یک ماده می باشد.

بیشتر بدانید.

از نظر نوع کاربرد تعدادی از اسید ها به منظور مصرف خوراکی مفید ( لیمو، پرتقال و... ) بوده و تعدادی دیگر جز ترکیبات خوراکی مضر ( نگهدارنده ها) به حساب می آیند. برخی از آن ها نیز به دلیل خطرناک بودن در صنایع مختلف و برای تولید و فرآوری مواد متفاوتی استفاده می شوند. در ادامه با ارائه توضیحات مختصری در مورد موارد مصرف و کاربرد تعدادی از این ترکیبات، نگارش این مطلب را به پایان می رسانیم.

اسید کلریدریک( جوهر نمک): این نوع ماده جزء ترکیبات معدنی قوی و بسیار پرکاربرد می باشد. در صنعت تولید کلرید فلزات مختلف، تولید پلاستیک، تمیز کردن و زنگ زدایی از فلزات و... به کمک این ماده اتفاق می افتد. PH بالای این ترکیب آن را برای پاک کنندگی و تمیز کردن سطوح، رسوبات و آلودگی ها مناسب کرده است. شیره معده انسان ها نیز شامل این نوع ترکیب شیمیایی می باشد. به همین دلیل عملیات هضم غذا ها نیز با استفاده از این ماده و به صورت مناسبی انجام می شود.

اسید سولفوریک: این ماده نیز یکی دیگر از ترکیبات معدنی قوی است که در صنایع مختلف و برای تولید مواد بسیاری نظیر کود های شیمیایی، باتری های خودرو ها و... استفاده می شود.

اسید سیتریک: این نوع ماده نسبت به دو ترکیب قبلی ضعیفتر است ولی با این وجود طعم ترش آن را با مصرف میوه ها و مرکباتی چون لیمو، پرتقال و...  می توان احساس کرد. از این ترکیب به عنوان طعم دهنده و افزودنی در صنایع غذایی نیز استفاده می شود.