المطر الحمضي

المطر الحمضي:

هو مطر أو أي نوع من الهطول يحتوي على أحماض. الأمطار الحمضية لها تأثيرات مدمرة على النباتات والحيوانات المائية. معظمها تتكون بسبب مركبات النيتروجين والكبريت الناتجة عن الأنشطة البشرية والتي تتفاعل في الجو لتكوّن الأحماض. في السنوات الأخيرة، الكثير من الحكومات وضعت قوانين للحد من هذه المركبات المسببة للأمطار الحمضية.

تتكون الأمطار الحمضية من تفاعل الغازات المحتوية على الكبريت. وأهمها ثاني أكسيد الكبريت مع الأكسجين بوجود الأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن الشمس، وينتج ثالث اكسيد الكبريت الذي يتحد بعد ذلك مع بخار الماء الموجود في الجو، ليعطي حمض الكبريت.

الآثار التخريبية

على الإنسان

يتشكل الضباب الدخاني في المدن الكبيرة، وهو يحتوي على حموض، حيث يبقى معلقا في الجو عدة أيام، وذلك عندما تتعرض الملوثات الناتجة عن وسائل النقل بصورة فادحة إلى الأشعة فوق البنفسجية الآتية من الشمس، فيحدث بين مكوناتها تفاعلات كيميائية، تؤدي إلى تكوين الضباب الدخاني الذي يخيم على المدن وخاصة في ساعات الصباح الأولى، والأخطر في ذلك، هو غازي ثاني أكسيد النيتروجين، لأنه يشكل المفتاح الذي يدخل في سلسلة التفاعلات الكيميائية الضوئية التي ينتج عنها الضباب الدخاني وبالتالي نكون أمام مركبات عديدة لها تأثيرات ضارة على الإنسان إذ تسبب احتقان الأغشية المخاطية وتهيجها والسعال والاختناق وتلف الأنسجة وانخفاض معدل التمثيل الضوئي في النبات الأخضر. وكل هذا ينتج عن حدوث ظاهرة الانقلاب الحراري، كما حدث في مدينة لندن عام 1952 عندما خيم الضباب الدخاني لمدة ثلاثة أيام، مات بسببه 4000 شخص، وكذلك ما حدث في أنقرة وأثينا.

على التربة

تبين التقارير ان التربة في مناطق أوروبا، اخذت تتأثر بالحموضة، مما يؤدي إلى اضرار بالغة من انخفاض نشاط البكتيريا المثبتة للنيتروجين مثلا. وانخفاض معدل تفكك الاداة العضوية، مما أدى إلى سماكة طبقة البقايا النباتية إلى الحد الذي أصبحت فيه تعوق نفاذ الماء إلى داخل التربة والى عدم تمكن البذور من الانبات، وقد ادت هذه التأثيرات إلى انخفاض إنتاجية الغابات...

على البيئة البحرية

إن زيادة حموضة الماء تعود إلى انتقال حمض الكبريت وحمض الأزوت (النيتروجين) إليها مع مياه السيول والأنهار بعد هطول الأمطار الحمضية. إضافة إلى ذلك فان الأمطار الحمضية تجرف معها عناصر معدنية مختلفة بعضها بشكل مركبات من الزئبق والرصاص والنحاس والالمنيوم، فتقتل الأحياء في البحيرات، ومن الجدير ذكره ان درجة حموضة ماء البحيرة الطبيعي تكون بين 5-6 فاذا قلت عن الرقم 5 ظهرت المشاكل البيئية، وكما أن ماء البحيرات يذيب بعض المركبات القاعدية القلوية الموجودة في صخور القاع أو تنتقل إليها مع مياه الأنهار والسيول، فتنطلق شوارد البيكربونات وشوارد أخرى تعدل حموضة الماء، وتحول دون انخفاض الرقم الهيدروجيني، ويعبر عن محتوى الماء من شوارد التعديل ب "سعة تعديل الحمض"، فاذا تدل الإحصائيات على ان عدد البحيرات التي كانت حموضتها أقل من 5 درجات في أميركا في النصف الأول من هذا القرن كان 8 بحيرات فقط، وأصبح الآن 109 بحيرات، كما أحصي في منطقة أونتاريو في كندا، أكثر من الفي بحيرة حموضة مياهها اقل من 5 درجات، وفي السويد أكثر من 20% من البحيرات تعاني من ارتفاع الحموضة، وبالتالي الخلل البيئي واضطراب الحياة فيها.

أثر المطر الحمضي على المنحوتات

اقوى حامض فى العالم

حمض فائق صنع البروفيسور كريستوفر ريد وزملاؤه في قسم الكيمياء بجامعة كاليفورنيا أقوى حمض في العالم، إذ تزيد قوته بما لا يقل عن مليون مرة عن قوة حمض الكبريت المُركـَّز.
اسم الحمض الجديد حمض الفحم Carborane Acid، وهو أول حمض فائق يمكن حفظه في وعاء، فالحمض الفائق المسمى حمض فلور الكبريتيك Fluorosulphuric Acid كان يذيب الزجاج.
وحمض الفحم مثل كل الحوض الأخرى، إذ إنه يدخل في تفاعلات كيميائية مع الأجسام، ليتخلى أثناء ذلك عن ذرات الهيدروجين المشحونة، لكن ما يتبقى من شوارد الحمض ذات الشحنة الكهربائية السالبة ذات درجة استقرار عالية إلى حد تمتنع فيه عن متابعة التفاعل. الصيغة الكيميائية للحمض المذكور هي H(CHB11Cl11). وتزيد حموضة المركب المذكور بأكثر من 100 تريليون مرة عن حموضة الماء العادي، وقد أمكن التوصل إلى هذا الحمض باستخدام تراكيب كيميائية مبتكرة وجديدة. وسيحاول مبتكرو هذا الحمض استخدامه لأكسدة ذرات غاز الزينون العاطل كيمائياً. أما الاستخدامات المحتملة لهذا الحمض الفائق فستكون في مجال دراسة التراكيب الكيميائية غير المعروفة سابقاً، وكذلك في مجال التحكم الفعال بالتفاعلات في الصناعات الكيميائية.

أحماض و قواعد أرهينيوس

تعريف أرهينيوس

قام أرهينيوس عام 1887 بصياغة مفهوم حمض-قاعدة ^[3]معتمدا على نظرية التأين , وظاهرة التوصيل الكهربائي المعين عمليا على محاليل الأملاح في الماء و كذلك محاليل أحماض أو قواعد   وكان ارهينيوس يجري تجاربه على محاليل الأملاح باعتبارها كهارل ، كما استخدم الأحماض أيكا في التحليل الكهربائي . وتبين له لأن تلك المواد تتفكك في الماء ، ويرتبط توصيلها للكهرباء بتكوينها جزيئات موجبة الشحنة تتحرك في المحلول ويسمى الواحد منها كاتيون ، وجزيئات سالبة الشحنة الكهربية يسمى الواحد منها أنيون.

الأحماض

تتسم خاصية الأحماض أنها تتفكك في محلول إلى أيونات الهيدروجين H⁺ موجبة الشحنة ، و أنيونات سالبة الشحنة .  ويمكن تصنيف الاحماض إلى أحماض قوية ، واحماض متوسطة القوة وأحماض ضعيفة . فمثلا ينتمي حمض سيانيد الهيدروجين إلى الأحماض الضعيفة حيث يتفكك بدرجة قليلة في الماء. أما حمض الهيدروكلوريك فهو يتفكك بدرجة عالية في الماء وينتمي إلى الاحماض القوية.

القواعد

تتفكك مركبات القواعد في الماء إلى أيون هيدروكسيد (OH⁻) و كاتيون . وأهم تلك الأملاح هي هيدروكسيدات المعادن ، حيث ينفصل ايون الهيدروكسيد السالب الشحنة عن كاتيون المعدن (موجب الشحنة) .

التعادل وتكوين الأملاح

نسمى تفاعل حمض قوي أو حمض متوسط القوة مع كمية مكافئة من قلوي قوي أو قلوي متوسط القوة تعادل كيميائي . ينتج عن هذا التفاعل محلول ملح

تتحد أيونات في هذا التفاعل H⁺- و OH⁻ وتكون الماء ، حيث يكون الماء متعادلا وله أس هيدروجيني pH=7

والأملاح مركبات تذوب في الماء وتتفكك وتتفكك أيضا عند الانصهار إلى أيون قاعدي وأيون حمضي . ويعادل التفاعل الموصوف أعلاه محلول من كلوريد الصوديوم في الماء ولا يختلف عنه.

الأحماض و القواعد(القلويات) الشائعة

أولاً: الأحماض المعدنية:

 1- حمض الكبريتيك: الحمض النقي سائل زيتي القوام عديم اللون أما الحمض التجاري فأسمر اللون وكلاهما يمتص الماء بشراهة وتنطلق من اتحادهما حرارة شديدة ويستعمل هذا الحمض في الصناعة كثيراً كما في صناعة البطاريات.

 

2- حمض الهيدروكلوريك: الحمض النقي سائل عديم اللون سريع التطاير ولذلك تكثر معه الأعراض التنفسية الرئوية وعسر التنفس والإختناق وهو أقل سمية من حمض الكبريتيك.

3- حمض النيتريك: الحمض النقي أصفر أو عديم اللون سريع التطاير وتتصاعد منه أبخرة أكاسيد النيتروجين ذات الرائحة النفاذة الكاوية ولذلك تكون الأعراض التنفسية شديدة الظهور. ويستعمل حمض النيتريك في الصناعة وخاصة صناعة المفرقعات والأصباغ .

ثانياً القلويات:مثل هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم وكربوتات البوتاسيوم وهى مواد صلبة متميهة تستعمل في الصناعة وخاصة صناعة الصابون والمنظفات وقد يحدث التسمم من إحداها عرضياً .

هيدروكسيد الأمونيوم (النشادر تستعمل النشادر في الصناعة مثل صناعة الجليد وفي المنازل في التنظيف والتبييض وهي سائل عديم اللون وذو رائحة نفاذة خانقة وقد يؤدي انفجار أنابيب النشادر في المصانع أو انكسار زجاجتها في المختبرات إلي إطلاق كمية كبيرة من الغازات مؤدياً إلي تسمم الأشخاص الموجودين في المكان.
ثالثا الأحماض العضوية: حمض الكربوليك(الفينيك الحمض النقي مادة صلبة ذات بلورات بيضاء متميهه سهلة التطاير ذات رائحة نفاذة معروفة قليل الذوبان في الماء وسريع الذوبان في الكحول والجلسرين أما الحمض الخام الذي يستعمل في المنازل كمطهر لدورات المياه فهو سائل أسود اللون غليظ القوام زلق الملمس نفاذ الرائحة

حامض الأكساليك والأكسالات: يوجد الحمض وأملاحه علي هيئة بلورات بيضاء اللون تسبه سكر النبات وهي سهلة الذوبان في الماء وتستعمل في إزالة البقع وخاصة بقع الحبر كما تستعمل في صناعة الجلود والطباعة والتسمم بهذه الأملاح غالباً عرضي من جراء تناولها علي أنها مادة أخري مثل الملح الإنجليزي . والأثر الأكال للحمض غير شديد ولكن للحمض أثراً أهم إذ أنه بعد الامتصاص يرسب الكالسيوم من الدم مما يؤدي إلي شلل المراكز المخية وإلي اضطراب عضلة القلب وتوقفها بالإضافة إلي انسداد القنوات الكلوية من تراكم بلورات أكسالات الكالسيوم فيها.

حمض الأسيتيك (الخليك حمض الأسيتيك النقي سائل عديم اللون ذو رائحة نفاذة مميزة يستعمل في صناعة الأصباغ وقد يستعمل في الطب والخل الذي يستعمل في المنازل هو محلول مخفف من الحمض التجاري.

حمض البوريك: وهو يستخدم كمطهر للبكتريا وفي النظافة العامة ويتم التسمم به عرضياً غالباً نظراً لتناوله بالخطأ وذلك عند استخدام الأنواع المركزة منه بدلاً من الأنواع المخففة التي تستخدم عادة كغسول للعين خاصة في الأطفال .

خصائص الأحماض و القواعد

تعريف :Bronsted-Lowry

- الحمض : هو مادة التي تعطي أيونات الهيدرونيوم لمادة أخرى.
- القاعدة : هي مادة تحصل على أيونات الهيدرونيوم من مادة أخرى .
خواص الأحماض :
1- تحتوي على الهيدروجين , ومذاقها حمضي .
2- تذوب في الماء وتتفكك إلى البرتونا ت.
3- يحول لون تباع الشمس الأزرق إلى الأحمر .
4- اذا أضيف إلى الخارصين يتصاعد غاز الهيدروجين .

خواص القواعد :
1- تذوب في الماء وتتفكك إلى أيونات وتعطى أيونات الهيدروكسيد(-OH)
2- يحول لون ورق تباع الشمس الأحمر إلى الون الأزرق .
3- ملمسه صابوني ومذاقه مر .