اسید و کاربرد آن

«اسید»، از اصطلاحات مهم علم شیمی است که در میان عموم، به موادی ترش مزه اطلاق میشود که در برخی خوراکی ها و مواد غذایی نظیر سرکه و آب مرکبات یافت میشوند. خاصیت خوندگی دارند و در صورت تماس با پوست و سایر اعضاء بدن التهاب و سوزش ایجاد میکنند و از این رو میتوانند خطرناک نیز باشند. در بعد علمی، واژه ی لاتین Acid توسط هر یک از دانشمندان به شکلی متفاوت تعریف شده است.

اسید چیست؟ این واژه از Acidus برگرفته شده که به معنای ترشی است. در گذر زمان، دانشمندان تعاریفی متفاوت از اصطلاح اسید ارائه کرده اند. از دیدگاه لی بیگ، اسیدها موادی هستند که در ترکیب شیمیایی خود دارای اکسیژن بوده و در اثر واکنش با فلزات، توسط یون های فلز جایگزین میگردند. برونستد و لوری، لفظ اسید را به موادی اطلاق میکنند که قابلیت اهدای پروتون را دارا هستند. بر اساس این تعریف، الکل ها و آمین ها نیز در دسته ی مواد اسیدی جای میگیرند. تعریف برونستد و لوری، به نسبت سایر تعاریف متداول تر میباشد.

طبق تعریف آرنیوس، اسیدها موادی هستند که در آب، یون هیدروژن آزاد میکنند. البته این یون به صورت آزاد باقی نمیماند و به سرعت به یون هیدرونیوم (+H3O) تبدیل میشود. در نتیجه، وجود اسید در آب، سبب افزایش غلظت یون هیدرونیوم خواهد شد. تلاش های آرنیوس برای شناخت بهتر اسیدها و ارائه ی تعاریف دقیقتر از آنها، جایزه ی نوبل شیمی را برای او به ارمغان آورد.

لوییس اصطلاح اسید را برای موادی به کار میبرد که در پی دریافت دو الکترون، پیوند کوالانسی ایجاد میکنند. بر اساس این تعریف و بر خلاف نظر پیشینیان، حتی برخی از مواد شیمیایی فاقد هیدروژن نیز اسید محسوب میشوند.

ویژگی های اسید ها اسیدها طعمی ترش دارند و بسیار خورنده اند. از این رو میتوانند سبب آسیب رساندن به فلزات و مواد دیگر شوند. به علاوه، بسیاری از اسیدهای قوی برای انسان خطرناک هستند و در صورت تماس با آنها، التهاب، زخم یا سوزش ایجاد میشود. اسیدها از نظر بار الکتریکی خنثی هستند و در پی انحلال در آب، خاصیت رسانایی الکتریکی پیدا میکنند.

انواع اسیدها از نظر قدرت: موادی که در دسته ی اسیدها قرار میگیرند از نظر میزان قدرت و خاصیت اسیدی با یکدیگر متفاوت اند. برخی از آنها در نتیجه ی انحلال در آب، به طور کامل پروتون هایشان را اهدا میکنند و غلظت یون هیدرونیوم را به شدت افزایش میدهند. به عبارت بهتر، قدرت تفکیک پذیری بسیار بالایی دارند. این نوع اسیدها، نسبت به سایرین قوی تر میباشند. مانند: نیتریک اسید، سولفوریک اسید و کلریدریک اسید در مقابل برخی از مواد اسیدی، واکنش شدیدی ایجاد نمیکنند و در پی انحلال در آب، پروتون هایشان را به طور کامل از دست نمیدهند و کاملا تفکیک نمیشوند. این مواد، خاصیت اسیدی ضعیف تری دارند. اغلب اسیدهای ضعیف، از نوع مواد آلی هستند. مانند: لاکتیک اسید، سیتریک اسید و استیک اسید

انواع اسید ها از نظر ترکیب شیمیایی: اسیدهای دوتایی (Binary Acids): این نوع اسیدها در ترکیب خود حاوی اتم دو عنصر هیدروژن و یک نافلز هستند. اسیدهای باینری در نتیجه ی انحلال در آب، یون هیدروژن از دست میدهند. اکسواسیدها (Oxoacid): در اکسواسیدها، پیوند اتم هیدروژن با عنصر نافلز، از طریق یک اتم اکسیژن اتفاق می افتد. بنابراین، این نوع اسیدها دست کم از یک اتم اکسیژن و یک اتم هیدروژن برخوردار هستند. تیواسیدها (TheoAcid): در مواردی که به جای یک یا چند اتم اکسیژن اکسواسید، اتم های گوگرد در ساختار ماده موجود باشند، با تیواسیدها مواجه هستیم.

شیوه ی نام گذاری اسیدها: برای نام گذاری اسیدها از نام نافلزهای آنها استفاده میکنیم. در خصوص اکسواسیدها، پسوند (ییک+اسید) به نام اتم مرکزی افزوده میشود. مانند: فسفریک اسید یا نیتریک اسید. البته در برخی موارد اتم مرکزی مورد نظر بیش از یک نوع اکسواسید تولید میکند که تعداد اتم های اکسیژن هرکدام با دیگری متفاوت است. در این موارد، نام اسیدی که ظرفیت اتم مرکزی آن یک مرتبه از حالت معمول کمتر است با پسوند (و+اسید) مشخص میشود. مانند: سولفورو اسید و فسفرو اسید. اگر تعداد اتم ها دو مرتبه از حالت معمول کمتر شود، پیشوند (هیپو) میگیرد. مثل: هیپوفسفرواسید. اگر تعداد اتم های اکسیژن اکسواسید، از حالت عادی یک عدد بیشتر باشد، پیشوند (پر) به آن افزوده خواهد شد. مانند: پرکلرواسید. برای نامگذاری اسیدهای باینری یا دوتایی، پیشوند (هیدرو) را به نام نافلز آن می افزاییم و پسوند (ییک+اسید) را نیز به آن اضافه میکنیم. مثل: هیدروکلریک اسید (خرید هیدروکلریک اسید). نام اسیدهای آلی نیز در نتیجه ی افزودن پسوند (ییک+اسید) به نام آلکان تشکیل دهنده شان ساخته میشود. مانند: فرمیک اسید و سیتریک اسید. در مورد تیواسیدها، پسوند (ییک+اسید) و پیشوند (تیو) به آنها اضافه میشود . بر اساس تعداد اتم های گوگرد موجود در ترکیب شیمیایی شان، پیشوند (دی) یا (مونو) میگیرند. مثل: مونوتیو فسفریک اسید و تیو سولفوریک اسید.