موضوع مقاله: اسید | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # اسید | مقدمه: اسید مولکول یا یونی است که قابلیت اهدای یک پروتون (یون هیدروژنH+) دارد (طبق نظریه اسید برونستد-لوری)، یا در تعریف دیگری، اسید ماده ای است که قابلیت شکل دهی یک پیوند کووالانسی با یک جفت الکترون را دارد. | ## بخش 1: اسید | در حالت خاص محلول‌های آبی، اهدا کنندگان پروتون یون کاتیون هیدرونیوم( H3O+) را تشکیل می‌دهند و به عنوان اسیدهای آرِنیوس شناخته می‌شوند. یک اسید برونستد یا آرنیوس معمولاً حاوی یک اتم هیدروژن متصل به یک ساختار شیمیایی است که پس از از دست دادن H+ هنوز از نظر انرژی مساعد است. اسیدها قدرت اسیدی گوناگونی دارند به طوری که برخی از آنها به شدت قوی و خورنده هستند مانند اسیدهای صنعتی. همچنین اسیدهای درون معده جانوران گوناگون از دید قدرت با یکدیگر متفاوت است، برای نمونه اسید معده انسان با اسید معده گوشتخوارانی چون شیر، ببر، پلنگ، سگ و ... متفاوت است؛ اسید معده این جانوران استخوان و پوست جانوران را نیز در خود حل می‌کند. در صنعت اسید ها در تولید مواد شوینده، دارویی، جنگ افزار و همچنین الکترولیت در باتری‌ها و ... همچنین با واکنش های اسید های آلی چند عاملی که دارای چندین گروه عاملی کربوکسیل هستند با الکل های چند عاملی مه دارای چندین گروه هیدروکسلی هستند می‌توان پلی استر تولید کرد، که پلی استر ها کاربردی های گونانونی دارند از جمله اینکه از برخی از برای تولید لباس و همچنین انواع پلمیر های زیست تخریب پذیر مانند پلی لاکتیک بهره می‌برند، همچنین پلیمری مانند پلی اتیلن ترفتلات (با نام تجاری PET) به عنوان بطری آب معدنی کاربرد بسیار گسترده ای دارد و بخش قابل توجهی از پلمیرهای ساخت بشر را به خود اختصاص می‌دهد، این پلیمر از واکنش میان اسید چند عاملی تِرفِتالیک اسید یک کربوکسیلیک اسید دو عاملی است با یک الکل دو عاملی به نام اتن دی‌الکل یا همان اتیلن گلیکول(ضد یخ) به دست می‌آید. تعاریف قدیمی اسیدها موادی ترش مزه‌اند، خاصیت خورندگی دارند، شناساگرها را تغییر رنگ می‌دهند و بازها را خنثی می‌کنند. لی بیگ: اسید موادی هست که در ساختار خود هیدروژن یا هیدروژن‌هایی دارند که در واکنش با فلزها توسط یون‌های فلز جایگزین می‌شوند. آرنیوس: اسیدها موادی هستند که ضمن حل شدن در آب یون +H (یون هیدروژن) آزاد می‌کنند. البته یون +H به صورت آزاد در آب وجود ندارد و به سرعت آبپوشی شده و تبدیل به یون هیدرونیوم (+H3O) می‌شود. این تعریف فقط به موادی محدود می‌شود که در آب قابل حل باشند (یکی از اشکالات مدل اسیدی آرنیوس در همین است). قبل از سوانت آرنیوس و در حدود سال ۱۸۰۰ میلادی، اغلب شیمی‌دانان فرانسوی از جمله آنتوان لاووازیه، تصور می‌کردند که تمام اسیدها دارای اکسیژن هستند. | ## بخش 2: اسید | این در حالی بود که اغلب شیمی دانان انگلیسی از جمله سر همفری دیوی اعتقاد داشتند که تمام اسیدها دارای هیدروژن هستند. لوری-برونستد: اسید گونه‌ای است که در واکنش شیمیایی پروتون (یون+H) می‌دهد و باز گونه‌ای است که در واکنش شیمیایی پروتون (یون+H) می‌پذیرد. لوری و برونستد این تعریف را بیان کردند، که از آن برخلاف تعریف آرنیوس می‌توان در محیط غیر آبی هم استفاده کرد. به‌طور کلی، اسید می‌تواند یک جفت الکترون از بالاترین اوربیتال خالی در پایین اوربیتال خالی خود دریافت کند. حالتی مانند صابون در تماس با دست دارند، شناساگرها را تغییر رنگ می‌دهند و اسیدها را خنثی می‌کنند. اگر یک اسید و یک باز با هم واکنش بدهند آب و نمک تولید می‌شود (نمک‌ها خود از یک فلز و یک نافلز تشکیل شده‌اند). پسوند یونی را حذف و با پسوندی جدید جایگزین می‌کنیم (گاهی اوقات پیشوند)، طبق جدول زیر. برای مثال، HCl دارای آنیون کلرید است، پس پسوند -ید را حذف گرده و به صورت هیدروکلریک اسید درمی‌آوریم. باید توجه داشت HCl در حالت گازی هیدروژن کلرید و در حالت محلول هیدروکلریک اسید خوانده می‌شود این قانون در مورد موارد مشابه نیز صادق است. هیدرو+نام نافلز+یک+اسید (مانند HCl هیدروکلریک اسید) اسیدهای معدنی اکسیژن دار طبق دستور زیر نام‌گذاری می‌شوند: نام نافلز+یک+اسید (مانند H2CO3 کربنیک اسید) اگر نا فلز با دو ظرفیت متفاوت دو اکسید متفاوت تولید کند، در اسیدی که ظرفیت نا فلز کمتر است با لفظ (و) و در اسیدی که ظرفیت نا فلز بیشتر است با لفظ (یک) خوانده می‌شود؛ مانند H3PO3 فسفرو اسید و H3PO4 فسفریک اسید. اسیدهای آلی نیز طبق دستور زیر نام‌گزاری می‌شوند: نام آلکان‌های هم کربن+وییک+اسید (مانند HCOOH متانوییک اسید) پیشوند آنیونپسوند آنیونپیشوند اسیدپسوند اسیدمثالپراتپریک اسیدپرکلریک اسید (HClO۴)اتیک اسیدکلریک اسید (HClO۳)یتو اسیدکلرو اسید (HClO۲)هیپویتهیپوو اسیدهیپوکلرو اسید (HClO)یدهیدرویک اسیدهیدروکلریک اسید (HCl) خواص شیمیایی واکنش اسیدها عموماً به شکل −HA H+ + A صورت بندی می‌شود، که HA نمایانگر اسید و A− نشانگر باز مزدوج است. جفتهای باز مزدوج در یک پروتون تفاوت دارند و افزودن یا کاستن (پروتون زائی و پروتون زدایی) یک p می‌تواند آن‌ها را به یکدیگر تبدیل کند. باید توجه داشت که اسید می‌تواند عضو باردار و باز مزدوج می‌تواند ماده خنثی باشد که در آن صورت، شمای کلی واکنش به این قرار خواهد بود: HA+ H+ + A. | ## بخش 3: اسید | ثابت تعادل(K) عبارت است از غلظت تعادل مولکول‌ها یا یونهای موجود در کروشه‌ها نمایانگر غلظت اند، برای نمونه [H2O] یعنی غلظت H2O. ارزش عددی Ka برابر است با حاصل ضرب غلظت فرآورده‌ها تقسیم بر غلظت واکنش دهنده‌ها، در شرایطی که واکنش دهنده اسید(HA) است و فرآورده‌ها، باز مزدوج و H+ هستند. نسبت یون‌های هیدروژن به اسید در اسید قویتر بالاتر خواهد بود؛ زیرا اسید قوی تر تمایل بیشتری به از دست دادن پروتون دارد. به دلیل آنکه بازهٔ مقدارهای عددی ممکن برای Ka مرتبه‌های بزرگیِ بیشتری را در بر می‌گیرد، عموماً از pKa که ثابت مناسبتری است استفاده می‌شود، که فرمول آن عبارتست از: pKa = -log10 Ka اسیدهای قوی تر pKa کوچکتری نسبت به اسیدهای ضعیفتر دارد. بین اسید (HA) و آب تعادل زیر برقرار می‌شود که آب به عنوان یک باز رفتار می‌کند: HA(aq) H۳O+(aq) + A-(aq) ثابت تفکیک اسیدی (یا ثابت تفکیک اسید) همان ثابت تعادل واکنش اسید (HA) و آب است: اسیدهای قوی دارای مقدار بزرگی برای Ka هستند (یعنی واکنش تعادلی به سمت راست پیشروی می‌کند و اسید تقریباً به‌طور کامل به H۳O+ و A- تفکیک می‌شود). اسیدهای ضعیف دارای مقدار کوچکی برای Ka هستند (یعنی مقدار چشمگیری از HA و A− و مقداری متعادلی از H۳O+ در انتهای واکنش باقی می‌ماند؛ اسید به‌طور جزئی واکنش می‌دهد). نیتریک اسید، سولفوریک اسید، و پرکلریک اسید همه اسیدهای قوی هستند در حال که نیترو اسید و سولفورو اسید و هیپوکلرو اسید ضعیف هستند. اسیدهای چندپروتونی اسیدهای چندپروتونی ترکیب‌هایی هستند که دارای بیش از یک هیدروژن اسیدی هستند و به‌طور متوالی تفکیک می‌شوند. برای مثال سولفوریک اسید (H۲SO۴) می‌تواند یک پروتون بدهد و به آنیون بی‌سولفات (HSO۴−) تبدیل شود. هنگامی که Ka1 بسیار بزرگ باشد، در این صورت می‌تواند دومین پروتون خود را بدهد و به آنیون سولفات (SO۴۲−) تبدیل شود. همانند این، مقدار کوچک کربنیک اسید (H۲CO۳) می‌تواند اولین پروتون را بدهد و به آنیون بی‌کربنات (HCO۳−) تبدیل شود و دومین پروتون را بدهد و به کربنات (CO۳۲−) تبدیل شود. یک مثال آلی از اسید سه‌پروتونی اسید سیتریک است، که می‌توانند تمام پروتون‌های خود را بدهد و در انتها به یون سیترات تبدیل شود. | ## جمع‌بندی | خنثی شدن خنثی شدن واکنش میان مقادیر برابری اسید و باز است و به تولید نمک و آب می‌انجامد.