مهندسة زراعية
علوم أغذية, جامعة تشرين

لابدّ أنك كنت محظوظًا في طفولتك، وتعرّضت للدغة نحلةٍ أو دبور، وأول ما نصحك به والداك هو استخدام طحين الخبز لتخيف الألم، إنه التعادل الكيميائي، هو التفاعل الذي خفف من شعورك بالألم، وهو ما تتساءل عنه، وما سأعرفك به الآن، فالتعادل هو نوعٌ من التفاعل الكيميائي، ينتج عن تفاعل حمضٍ قويٍّ وقاعدةٍ قويةٍ مع بعضهما البعض، ليلغي كلٍّ منهما الآخر، ويتشكّل الماء والملح بالنتيجة، فيأخذ التفاعل الشكل الكيميائي التالي:

التعادل

للخوض في خطوات التفاعل سأعرّفك على مفرداته، فالحمض هو مادةٌ تذوب في الماء لتكوين محلولٍ بدرجة حموضةٍ (pH) أقل من 7، لأنّها تزيد من كمية أيون الهيدروجين H+ ،أما المادة الكيميائية المقابلة للحمض هي القاعدة، والتعريف المكافئ للقاعدة هو أيّ مركبٍ يزيد من كمية أيون الهيدروكسيد (OH -) في محلولٍ مائيٍّ، وتتفاعل مع الحمض لتشكيل الملح والماء فقط، مثل أكاسيد وهيدروكسات المعادن، وبعضها قابلٌ للانحلال بالماء وتسمّى بالقلويات ولها درجة حموضة (pH) أكثر من 7.

ويُستخدم مصطلح الملح بشكلٍ عامٍّ لوصف مركب أيوني قابل أو غير قابل للذوبان في الماء، وينتج عن ارتباط الكاتيون (الجزء الموجب) المأخوذ من الأساس القوي، مع الأيون السالب في الحمض القوي، في درجة حموضةٍ متعادلةٍ pH=7. على سبيل المثال، المعادلة الكيميائية المتوازنة للتفاعل بين حمص هيدروكلوريد الماء، وهيددروكسيد البوتاسيوم كالتالي:

(HCl(aq) + KOH(aq) → H2O(ℓ) + KCl(aq

حيث الملح هو KCl ، ولكن لم ينتج عن التفاعل سوى جزيء ماءٍ واحد، في حين في تفاعلٍ آخر بين حمض هيدروكلوريد الماء، وهيددروكسيد المغنيسيوم، يلزم وجود جزيئاتٍ إضافيّةٍ من HCl و H2O  لموازنة المعادلة الكيميائية:

 (2HCl(aq) + Mg(OH)2(aq) → 2 H2O(ℓ) + MgCl2(aq

فالملح الناتج هو MgCl2 ، كلوريد المغنيسيوم.

ولكن التفاعل الحقيقي يحدث بين الأيون الموجب H+ للحمض مع نفس العدد من أيونات –OH من القاعدة؛ ليتشكل جزيء ماء وفق التفاعل:

ومن أنواع تفاعل التعادل الذي تشاهده يوميًا خلال عمليات التنظيف، هو التفاعل الذي يحوي مواد صلبةً غير منحلةٍ كأحد المواد الداخلة بالتفاعل، يستخدم فيها حمض الهيدروليك كمحلولٍ للتفاعل مع Fe(OH)3  الصلب وهو الصدأ، وفقًا للمعادلة:

 (3HCl(aq) + Fe(OH)3(s) → 3 H2O(ℓ) + FeCl3(aq

حيث ينتج عن التفاعل منتجات قابلة للذوبان ويمكن غسلها.

إن تفاعل التعادل هو تفاعلٌ ناشرٌ للحرارة، فترتفع حرارة مزيج التفاعل أثناء التفاعل، وإليك بعض الأمثلة:

  • التفاعل مع أكاسيد المعدن: ويعتمد الملح الناتج على نوع أكسيد المعدن والحمض المستخدم، كما يلي: حمض + أكسيد معدني ← ملح + ماء. على سبيل المثال ، يتم تصنيع كبريتات النحاس بدمج أكسيد النحاس وحمض الكبريت في تفاعل تعادل كما يلي:

(H2SO4(aq) + CuO(s) → CuSO4(aq) + H2O(l

  • التفاعل مع هيدروكسيدات المعادن: تذوب بعض هيدروكسيدات المعادن في الماء، فتشكل محاليل قلويّةً، وتتعادل بمفاعلتها مع حمضٍ قويٍّ لتكوّن أملاحًا، وكما هو الحال مع أكاسيد المعادن، يعتمد الملح المصنوع على هيدروكسيد المعدن والحمض المستخدم، كما يلي:  حمض + هيدروكسيد المعادن ← ملح + ماء فمثلًا:

 (HNO3(aq) + NaOH(s) → NaNO3(aq) + H2O(l

مما سبق، لابد أن تكونت لديك صورةٌ مسبقةٌ عن أهمية هذا التفاعل، واستخدامه يوميًّا في حياتك، على سبيل المثال:

  • غسل الصدأ بحمض الهيدروكلوريك لإزالته، ولكن عليك بتوخي الحذر أثناء استخدامه.
  •  التخلص من حرقة المعدة الناتجة عن إنتاج الكثير من حمض الهيدروكلوريك، باستخدام أقراصٍ مضادةٍ للحموضة تحتوي على قواعد مثل كربونات المغنسيوم.
  • استخدام المزارعين للجير (أكسيد الكالسيوم) لمقاومة ومعادلة التربة الحمضية.
  • للوقاية من تسوس الأسنان، لاستخدام معجون الأسنان القلوي ومعادلة الحموضة المرتفعة في الفم؛ والتي تسبب تسوّس الأسنان.
  • وأخيرًا أعود بك إلى لدغة النحلة وعلاجها باستخدام صودا الخبز أو بيكربونات الصوديوم، أو حمض الخل.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما معنى التعادل"؟