محاليل الأملاح

الأملاح: مركبات أيونية تنتج من تفاعل محلول حمض مع محلول قاعدة.

أهمية الأملاح لجسم الإنسان

1- للأملاح دور مهم في تنظيم الكثير من العمليات الحيوية التي تحدث في الجسم.

2- أملاح الكالسيوم تدخل في تركيب العظام والأسنان.

3- أملاح الصوديوم تساعد على حفظ التوازن المائي داخل الخلية وخارجها، وتعمل على تنظيم ضغط الدم.

4- تساعد أملاح البوتاسيوم على ضبط وظائف العضلات وتوسيع الأوعية الدموية لتسهيل انتقال الدم.

أهمية الأملاح في الصناعة

1- تدخل في صناعة الأدوية.

2- تدخل في صناعة مستحضرات التجميل.

لمحاليل الأملاح خصائص حمضية أو قاعدية أو متعادلة.

وبشكل عام:

• تنتج الأملاح القاعدية من تفاعل قاعدة قوية وحمض ضعيف، وينتج عن إذابتها في الماء أيونات OH^-
• تنتج الأملاح الحمضية من تفاعل حمض قوي وقاعدة ضعيفة، وينتج عن إذابتها في الماء أيونات H₃O⁺
• تنتج الأملاح المتعادلة من تعادل حمض قوي مع قاعدة قوية، ولا ينتج عن إذابتها في الماء أيونات H₃O⁺ أو OH^-

لتحديد طبيعة الملح نرجعه إلى أصله.

تُرتب محاليل الأملاح المتساوية في التركيز حسب قيمة pH على النحو التالي:

الملح القاعدي < الملح المتعادل < الملح الحمضي

تتفاوت الأملاح في قدرتها على التأين في الماء، فبعضها يتأين كلياً وبعضها يتأين جزئياً (سنهتم فقط بالأملاح التي تتأين كلياً).

تفسير برونستد - لوري لسلوك الأملاح

فسر برونستد - لوري سلوك الأملاح تبعاً لقدرة أيوناتها على منح البروتون أو استقباله.

فعند إذابة الملح في الماء تنتج أيونات موجبة وأخرى سالبة، قد تتفاعل مع الماء وتنتج أيونات H₃O⁺ أو OH^- أو كليهما، وهو ما يعرف بالتميه، ويحدث في الأملاح القاعدية والحمضية. وقد يذوب الملح في الماء وينتج أيونات موجبة وأخرى سالبة، ليس لها القدرة على التفاعل مع الماء فلا تنتج أيونات H₃O⁺ أو OH^- وهو ما يعرف بالذوبان، ويحدث في الأملاح المتعادلة.

التميه: تفاعل أيونات الملح مع الماء، وإنتاج أيونات H₃O⁺ أو OH^- أو كليهما.

الذوبان: تفكك الملح في الماء إلى أيونات، ليس لها القدرة على إنتاج أيونات H₃O⁺ أو OH^- .

الأملاح المتعادلة

تنتج الأملاح المتعادلة من تعادل حمض قوي مع قاعدة قوية.

مثال:

ملح NaBr ينتج من تعادل الحمض القوي HBr مع القاعدة القوية NaOH. (تفاعل إحلال مزدوج)

HBr _(aq)  +  NaOH _(aq) → NaBr _(aq)  +  H₂O _(l)

تفسير السلوك المتعادل لملح NaBr

عند إذابة الملح NaBr في الماء ينتج الأيونين Na⁺ و Br^-

NaBr   $\stackrel{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}{\to }$  Na⁺ _(aq)  +  Br^- _(aq)

• الأيون Br^- قاعدة مرافقة ضعيفة لحمض قوي (HBr) ليس له القدرة على الارتباط مع البروتون، فلا يتفاعل مع الماء، ولا ينتج أيونات H₃O⁺ أو OH^- .
• الأيون Na⁺ مصدره القاعدة القوية (NaOH) ليس له القدرة على التفاعل مع الماء، فلا ينتج أيونات H₃O⁺ أو OH^- .

وعليه فإن الملح NaBr متعادل لا يؤثر في تركيز كل من H₃O⁺ أو OH^- ولا يؤثر في قيمة pH عند إذابته في الماء.   

الأملاح القاعدية

تنتج الأملاح القاعدية من تفاعل قاعدة قوية مع حمض ضعيف.

مثال:

ملح KF ينتج من تفاعل القاعدة القوية KOH مع الحمض الضعيف HF . (تفاعل إحلال مزدوج)

HF _(aq)  +  KOH _(aq)   →  KF _(aq)  +  H₂O _(l)

تفسير السلوك القاعدي لملح KF

عند إذابة الملح KF في الماء ينتج أيوني K⁺ و F^-

KF   $\stackrel{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}{\to }$  K⁺ _(aq)  +  F^- _(aq)

• الأيون F^- قاعدة مرافقة قوية لحمض ضعيف (HF) له القدرة على الارتباط مع البروتون، فيتفاعل مع الماء، وينتج أيونات OH^- .

F^-  +  H₂O  $\rightleftharpoons$  HF  +  OH^-

• الأيون K⁺ مصدره القاعدة القوية (KOH) ليس له القدرة على التفاعل مع الماء، فلا ينتج أيونات H₃O⁺ أو OH^- .

وعليه فإن الملح KF قاعدي يزيد من تركيز OH^- في المحلول، فتزداد قيمة pH عند إذابته في الماء، ويعد ذوبانه في الماء تميهاً.

الأملاح الحمضية

تنتج الأملاح الحمضية من تفاعل حمض قوي مع قاعدة ضعيفة.

مثال:

ملح NH₄Cl ينتج من تفاعل الحمض القوي HCl مع القاعدة الضعيفة NH₃ . (تفاعل منح واستقبال بروتون)

NH_{3 (aq)}  +  HCl _(aq) → NH₄Cl _(aq) 

تفسير السلوك الحمضي لملح NH₄Cl

عند إذابة الملح NH₄Cl في الماء ينتج أيوني NH₄⁺ و Cl^-

NH₄Cl   $\stackrel{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}{\to }$  NH₄⁺ _(aq)  +  Cl^- _(aq)

• الأيون Cl^- قاعدة مرافقة ضعيفة لحمض قوي (HCl) ليس له القدرة على التفاعل مع الماء، فلا ينتج أيونات H₃O⁺ أو OH^- .
• الأيون NH₄⁺ مصدره القاعدة الضعيفة (NH₃) له القدرة على منح بروتون للماء، فينتج أيونات H₃O⁺ .

NH₄⁺  +  H₂O  $\rightleftharpoons$  NH₃  +  H₃O⁺

وعليه فإن الملح NH₄Cl حمضي يزيد من تركيز H₃O⁺ في المحلول، فتقل قيمة pH عند إذابته في الماء، ويعد ذوبانه في الماء تميهاً.  

سؤال (1):

أحدد طبيعة تأثير محلول كل ملح من الأملاح الآتية (حمضي، قاعدي، متعادل):

Na₂CO₃ , KBr , HCOONa , KF , CH₃CH₂NH₃Br , NaClO₄  , NH₄Cl

سؤال (2):

أحدد مصدر الأيونات لكل من الأملاح الآتية:

أ- NaOCl

ب- C₅H₅NHCl

ج- C₂H₅COOLi

د- KHCO₃

هـ- LiOBr

سؤال (3):

أكتب معادلة تفاعل محاليل الحموض والقواعد الآتية، ثم أحدد طبيعة الملح الناتج في كل حالة:

أ- تفاعل محلول الحمض HBr مع محلول القاعدة LiOH .

ب- تفاعل محلول الحمض HI مع محلول القاعدة CH₃NH₂ .

ج- تفاعل محلول الحمض CH₃COOH مع محلول القاعدة KOH .

سؤال (4):

أكتب معادلة تحضير الملح N₂H₅Cl من N₂H₄ .

سؤال (5):

أي الأملاح الآتية يُعد ذوبانها في الماء تميهاً: KF , NaClO₄ , CH₃NH₃Br ؟

سؤال (6):

أكتب معادلات تفسّر السلوك الحمضي أو القاعدي أو المتعادل لكل من الأملاح الآتية:

NaCN ، N₂H₅NO₃ ، LiCl .

ملاحظة:

- يمكن الحصول على ملح الحمض باستبدال أيون موجب بأيون الهيدروجين.

مثال: يشتق من حمض HCl الأملاح: NH₄Cl , NaCl , KCl وغيرها.

- يمكن الحصول على ملح القاعدة باستبدال أيون سالب بأيون الهيدروكسيد.

مثال: يشتق من القاعدة NaOH الأملاح: NaF , NaCl , NaNO₃ وغيرها.

هل هنالك علاقة بين حمضية الحمض وحمضية ملحه؟

نعم، فلو كان لديك الحمضين HCN ، HF وقيمة ثابت تأينهما كما هو في الجدول المجاور:

فأي الملحين أكثر حمضية NaCN أم NaF ؟

لاحظ أن الملحين نتجا من قاعدة قوية (NaOH) وحمضان ضعيفان هما على التوالي (HCN) و (HF)، فالملحان قاعديان، وبما أنهما نتجا من القاعدة نفسها، فلا تأثير لتلك القاعدة على حمضية الملح، ولكنهما نتجا من حمضين مختلفين في القوة، فالحمض HF أقوى من الحمض HCN ، لذا فإن حمضية الملح NaF أعلى، وقيمة pH له أقل.

سؤال (7):

يبين الجدول التالي قيم K_a لثلاثة حموض ضعيفة:

إذا كان لديك محاليل متساوية التركيز من أملاح البوتاسيوم لهذه الحموض. رتب هذه المحاليل وفق زيادة قيمة pH .

سؤال (8):

يبين الجدول المجاور قيم pH لثلاثة محاليل لأملاح متساوية في التركيز:

1- رتب محاليل القواعد: C₅H₅N , LiOH , C₂H₅NH₂ حسب قوتها.

2- أي القاعدتين: C₂H₅NH₂ , C₅H₅N تمتلك قيمة K_b أعلى؟

هل يمتلك ملح ما قدرة على التميه أكبر من غيره من الأملاح؟

نعم، فالملح ينتج حمض أو قاعدة أضعف أكثر قدرةً على التميه.

مثال:

إذا كانت قيمة K_a للحمض HF = 6.8 x 10^-4 ، وللحمض HNO₂ = 4.5 x 10^-4

فإن الملح NaNO₂ أكثر قدرة على التمية من ملح NaF .

سؤال (9):

يبين الجدول الآتي قيم K_a و K_b التقريبية لعدد من محاليل الحموض والقواعد الضعيفة المتساوية التركيز.

أدرسه ثم أجيب عن الأسئلة الآتية:                                                                    

1- أي محلولي الملحين: KCN أم KOCl أكثر قدرة على التميه؟

2- أي محلولي الملحين: KCN أم KOCl أقل pH ؟

3- أي محلولي الملحين: NH₄Cl أم N₂H₅Cl أكثر قدرة على التميه؟ 

4- أي محلولي الملحين: NH₄Cl أم N₂H₅Cl أعلى pH ؟

سؤال (10):

اعتماداً على قيم pH للأملاح المتساوية في التركيز المبينة في الجدول الآتي:

1- أي الملحين القاعديين أكثر قدرة على التميه؟

2- أي الملحين الحمضيين أكثر قدرة على التميه؟

3- ما صيغة الحمض في الملحين القاعديين الذي يمتلك قيمة K_a أعلى؟

4- ما صيغة القاعدة في الملحين الحمضيين الذي يمتلك قيمة K_b أعلى؟

سؤال (11):

لديك محاليل بتركيز 0.1M لكل من:  CH₃COONa ، NaCl ، NH₄Cl ، HCl ، NaOH .

أرتب المحاليل السابقة تصاعدياً تبعاً لرقمها الهيدروجيني pH .