الأحماض والقواعد وتفاعلات التحييد

معدة الإنسان عضو عضلي تحتوي على عصائر المعدة،بما في ذلك حمض الهيدروكلوريك،مما يساعد على هضم الطعام. أنواع معينة من الأطعمة ترفع مستويات الحموضة في المعدة،و تسبب ارتداد الحمض. تناول طعام قلوي،أو قاعدة كمضاد للحموضة،يحيد الحموضة الزائدة،ويخفف الإحساس بالاحتراق.

هذا مثال على تفاعل حمضي-قاعدي. أبسط الأحماض هي،المواد التي تحتوي على ذرات هيدروجين قابلة للانفصال. في المحاليل المائية،تقوم بإطلاق أيونات الهيدروجين إيجابية الشحنة،أو البروتونات،بالتزامن مع الأنيونات المقابلة.

تتفاعل البروتونات مع جزيئات الماء لتشكيل أيونات الهيدرونيوم. على سبيل المثال،محلول مائي لحمض النيتريك يحتوي على أيونات الهيدرونيوم وأيونات النترات. الأحماض المعروفة الأخرى هي حمض الهيدروكلوريك الشائع،حامض الكبريتيك وحمض الفوسفوريك.

الأحماض،إمّا أحادية البروتون أو متعددة البروتونات،حسب عدد ذرات الهيدروجين المنفصلة لكل جزيء. حمض الهيدروكلوريك وحمض النيتريك،مع ذرة هيدروجين واحدة منفصلة لكل منهما،كلاهما مثالان على الأحماض أحادية البروتون،بينما يعد حمض الكبريتيك وحمض الفوسفوريك متعددا البروتونات. حمض الكبريتيك ثنائي البروتون،ويطلق بروتوناته بالتتابع،بينما حامض الفوسفوريك ثلاثي،ويتفكك بالتتابع في ثلاث خطوات.

أبسط الموادالقاعدية،هي المركبات التي تنتج أيونات الهيدروكسيد سالبة الشحنة في المحاليل المائية. تحتوي الواد القاعدية،التي يمكن التعرف عليها بسهولة،على مجموعات الهيدروكسيل على سبيل المثال،هيدروكسيد الصوديوم،هيدروكسيد البوتاسيوم،وهيدروكسيد الكالسيوم. هذه القواعد،عند إضافتها إلى الماء،تتفكك الى أيونات الهيدروكسيد والكاتيونات المعدنية المقابلة.

تتفاعل القواعد غير الهيدروكسيدية،مثل الأمونيا،مع الماء عن طريق قبول البروتونات من جزيئات الماء،لإنتاج أيونات الأمونيوم وأيونات الهيدروكسيد. بشكل عام،يتفاعل حمض وقاعدة لتكوين الماء والملح. تسمى التفاعلات الحمضية-القاعدية أيضًا تفاعلات التعادل،عندما تتساوي مولات البروتونات التي يوفرها الحمض،مع مولات أيونات الهيدروكسيد التي توفرها القاعدة.

على سبيل المثال،عند خلط كميات متساوية من حمض النيتريك المائي،مع هيدروكسيد البوتاسيوم المائي،فإنّكميات أيونات الهيدرونيوم والهيدروكسيد في المحلول متساوون أيضًا. لذلك،فإن أيونات الهيدرونيوم والهيدروكسيد تحيد بعضها البعض تمامًا عن طريق التجمع لتشكيل الماء،بدون ترك اي أيونات هيدرونيوم أو هيدروكسيد وراءها. بالإضافة إلى ذلك،تتزاوج أنيونات النترات وكاتيونات البوتاسيوم لتكوين ملح نترات البوتاسيوم.

بعض تفاعلات التعادل هي تفاعلات منتجة للغاز. على سبيل المثال،يتفاعل حمض الهيدروكلوريك وكبريتيت البوتاسيوم لتشكيل كلوريد البوتاسيوم،الماء،و كذلك غاز ثاني أكسيد الكبريت من خلال نظام التوازن بين كبريتيت بيسلفيت.