اسیدهای ضعیف، اسیدهایی هستند که در آب یا محلول‌های آبی، یون‌های تشکیل‌دهنده‌ی خود را به‌طور کامل تفکیک نمی‌کنند. اسیدها موادی شیمیایی هستند که در یک محلول آبی، یک یون هیدروژن (H⁺) را به ماده‌ای دیگر اهدا می‌کنند. اسیدهای ضعیف و اسیدهای قوی دو نوع اصلی از اسیدها هستند که بر اساس میزان تفکیک یونی در آب طبقه‌بندی می‌شوند.
نمونه‌هایی از اسیدهای ضعیف عبارت‌اند از:
- اسید فرمیک (HCOOH)
- اسید نیتروز (HNO₂)
- اسید سولفورو (H₂SO₃)
- اسید فسفریک (H₃PO₄)
- اسید استیک (CH₃COOH)
- اسید بنزوئیک (C₆H₅COOH)
- اسید اگزالیک (C₂H₂O₄)
- اسید هیدروفلوئوریک (HF)
زمانی که یک اسید ضعیف در آب حل می‌شود، بین غلظت اسید و یون‌های تشکیل‌دهنده‌ی آن، یک حالت تعادل برقرار می‌شود.
اصطلاحات کلیدی: اسیدها، اسیدهای ضعیف، یون‌ها، پروتون، هیدروژن، نمک‌ها، آنیون‌ها، کاغذ لیتموس، اسیدهای قوی، بازها، مقدار pH
اسیدها چه هستند؟
اسیدها ترکیبات یونی هستند که هنگام حل شدن در آب، یون H⁺ تولید می‌کنند. آن‌ها در یک محلول آبی، یک یون هیدروژن (H⁺) به ماده‌ای دیگر اهدا می‌کنند. طعم ترش دارند و به لمس چسبناک هستند. مقدار pH آن‌ها کمتر از ۷ است و کاغذ لیتموس آبی را به قرمز تغییر می‌دهند. اسیدها با بازها واکنش می‌دهند و نمک و آب تولید می‌کنند.
دسته‌بندی اسیدها بر اساس تفکیک یونی در آب:
- اسیدهای ضعیف: اسیدهایی که به‌طور کامل به یون‌های سازنده‌ی خود تفکیک نمی‌شوند.
- اسیدهای قوی: اسیدهایی که به‌طور کامل به یون‌های خود در محلول تفکیک می‌شوند.
معرفی اسیدهای ضعیف
اسیدهای ضعیف، اسیدهایی هستند که در محلول آبی یا آب، فقط تا حدی به یون‌های خود تفکیک می‌شوند.
- pH بالاتری نسبت به اسیدهای قوی با غلظت مشابه دارند.
- باز مزدوج آن‌ها ضعیف است، و اسید مزدوج آن‌ها نیز اسیدی ضعیف محسوب می‌شود.
- مقدار Ka آن‌ها (شاخص قدرت اسیدی) نسبت به اسیدهای قوی کوچک‌تر است.
- طعم آن‌ها نیز مانند دیگر اسیدها ترش و ماهیتی چسبناک دارند.
- دامنه‌ی مقدار pH آن‌ها بین ۲ تا ۷ است.
نمونه‌هایی از اسیدهای ضعیف:
(تمام اسیدهایی که جزء ۷ اسید قوی نیستند، به‌عنوان اسید ضعیف شناخته می‌شوند.)
- اسید فرمیک (HCOOH)
- اسید نیتروز (HNO₂)
- اسید هیدروفلوئوریک (HF)
- اسید استیک (CH₃COOH)
- اسید بنزوئیک (C₆H₅COOH)
- اسید سولفورو (H₂SO₃)
- اسید فسفریک (H₃PO₄)
- اسید اگزالیک (C₂H₂O₄)
اسید فرمیک (Formic Acid)
- نام دیگر: اسید متانوئیک، ساده‌ترین نوع اسید کربوکسیلیک
- فرمول شیمیایی: HCOOH یا CH₂O₂
- مایع بی‌رنگ، با بوی تند و نافذ
- کاربرد: فرآوری چرم و پارچه
- به‌طور طبیعی در بدن برخی مورچه‌ها وجود دارد
- جرم مولی: ۴۶.۰۳ گرم بر مول
- نقطه جوش: ۱۰۰.۳ درجه سانتی‌گراد / نقطه انجماد: ۸.۴ درجه سانتی‌گراد
- قابل حل در آب و حلال‌های آلی مانند استون، اتانول، گلیسیرول
- pKa: حدود ۳.۷۴۵
- در هیدروکربن‌ها به صورت دایمرهای پیوند هیدروژنی در می‌آید
اسید استیک (Acetic Acid)
- نام دیگر: اسید اتانوئیک
- فرمول: CH₃COOH
- جزئی تفکیک می‌شود → اسید ضعیف
- دومین اسید ساده کربوکسیلیک
- جز اصلی سرکه (۴ تا ۷٪ حجمی در آب)
- فرم غلیظ آن خورنده و باید با احتیاط استفاده شود
- کاربرد: تولید الیاف مصنوعی، چسب چوب (پلی‌وینیل استات)
- جرم مولی: ۶۰.۰۵۲ گرم بر مول
- مایع بی‌رنگ با بوی سرکه
- نقطه ذوب: ۱۶–۱۷ درجه / نقطه جوش: ۱۱۸ درجه سانتی‌گراد
- قابل اختلاط با آب و دارای پیوند هیدروژنی در حالت جامد
اسید بنزوئیک (Benzoic Acid)
- ساده‌ترین اسید آروماتیک کربوکسیلیک
- فرمول: C₆H₅COOH
- شناخته‌شده به‌عنوان اسید بنزن کربوکسیلیک
- در گیاهان و صمغ بنزویین یافت می‌شود
- نمک‌های آن در صنایع غذایی به‌عنوان نگه‌دارنده کاربرد دارند
- بلورهای بی‌رنگ یا سفید با بوی ملایم
- جرم مولی: ۱۲۲.۱۲۳ گرم / چگالی: ۱.۲۶ گرم بر سانتی‌متر مکعب
- نقطه ذوب: ۱۲۲ درجه / نقطه جوش: ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد
- با افزایش دما، حلالیت در آب بیشتر می‌شود (در ۲۵ درجه: ۳.۴۴ گرم، در ۱۰۰ درجه: ۵۶.۳۱ گرم در لیتر)
اسید هیدروفلوئوریک (Hydrofluoric Acid)
- محلول فلورید هیدروژن در آب
- فرمول: HF
- اسیدی ضعیف ولی بسیار خورنده و خطرناک برای پوست
- جرم مولی: ۲۰.۰۰۶۳ گرم / چگالی: ۱.۵ گرم بر میلی‌لیتر
- نقطه ذوب: -۸۳.۵۵ درجه / نقطه جوش: ۱۹.۵ درجه سانتی‌گراد
- pKa حدود ۳.۱۷
- کاربرد: اچ‌کردن شیشه و سیلیکون، تولید مواد شیمیایی، پلاستیک، دارو و آلومینیوم
اسید اگزالیک (Oxalic Acid)
- ساده‌ترین دی‌کربوکسیلیک اسید
- فرمول: C₂H₂O₄
- نسبت به اسید استیک، قدرت اسیدی بیشتری دارد
- نقش عامل کاهنده دارد و دارای پیوند هیدروژنی است
- جرم مولی: ۹۰.۰۳ گرم / فرم دی‌آبه: ۱۲۶.۰۶ گرم
- نقطه ذوب: ۱۹۰ درجه / نقطه جوش: ۱۴۹ تا ۱۶۰ درجه
- کاملاً در آب محلول است
نکاتی برای به خاطر سپردن:
- اسیدهای ضعیف به اسیدهایی گفته می‌شود که در محلول به‌طور کامل تفکیک نمی‌شوند.
- طعمی ترش دارند و مانند سایر اسیدها حالتی چسبناک دارند.
- اسیدهای ضعیف بسیار رایج‌تر از اسیدهای قوی هستند و در وسایل روزمره زندگی یافت می‌شوند.
- نمونه‌هایی از اسیدهای ضعیف شامل اسید فرمیک، اسید استیک، اسید بنزوئیک، اسید هیدروفلوئوریک، اسید اگزالیک و غیره هستند.
- این اسیدها برای تهیه‌ی محلول‌های بافری (Buffer) اهمیت زیادی دارند.
- در غلظت‌های بالا می‌توانند خورنده و خطرناک باشند.
- اسیدهای قوی اسیدهایی هستند که یون‌های H⁺ خود را به‌طور کامل در آب یا محلول‌های آبی تفکیک می‌کنند.
منبع:
- وبسایت Collegedunia