اسید در علم شیمی به موادی گفته میشود که ویژگیهای خاصی دارند، از جمله:
- طعم ترش دارند (مثل آب لیمو یا سرکه).
- در آب یون هیدروژن (+H) آزاد میکنند.
- میتوانند فلزات خاصی را حل کنند (مثلاً واکنش با آهن باعث تولید گاز هیدروژن میشود).
- کاغذ تورنسل آبی را قرمز میکنند (آزمایش ساده شناختهشده برای تشخیص اسید بودن).
از دید علمی:
وقتی اسید در آب حل میشود، یون هیدروژن (H⁺) آزاد میکند.
اسیدها چگونه دسته بندی میشوند:
واژهی «اسید» طیف گستردهای از مواد را در شیمی شامل میشود؛ بنابراین برای درک بهتر، اسیدها را میتوان از چند دیدگاه مختلف دستهبندی کرد:
۱. بر اساس قدرت (قوی یا ضعیف)
الف) اسیدهای قوی:
در آب تقریباً بهطور کامل یونیزه میشوند و یونهای H⁺ آزاد میکنند.
مثالها:
- اسید هیدروکلریک (HCl)
- اسید سولفوریک (H₂SO₄)
- اسید نیتریک (HNO₃)
ب) اسیدهای ضعیف:
فقط بخشی از مولکولهایشان در آب یونیزه میشوند.
مثالها:
- اسید استیک (CH₃COOH) – در سرکه
- اسید کربنیک (H₂CO₃) – در نوشابهها
- اسید فسفریک (H₃PO₄) – در صنایع خوراکی
۲. بر اساس منشأ (آلی یا معدنی)
الف) اسیدهای معدنی (Inorganic):
از ترکیبات غیرآلی تشکیل شدهاند، معمولاً قوی و صنعتیاند.
مثالها: H₂SO₄، HNO₃، HCl
ب) اسیدهای آلی (Organic):
از ترکیبات کربندار و زیستی تشکیل شدهاند، بیشتر در مواد غذایی و گیاهیاند.
مثالها:
- اسید سیتریک (در پرتقال و لیمو)
- اسید استیک (در سرکه)
- اسید لاکتیک (در ماست و عضلات)
۳. از دید نظریههای شیمیایی
اسیدها با چند نظریه متفاوت تعریف میشوند:
الف) نظریه آرنیوس (Arrhenius):
اسید مادهای است که در آب یون H⁺ آزاد کند.
مثلاً: HCl → H⁺ + Cl⁻
ب) نظریه برونستد-لوری (Bronsted–Lowry):
اسید مادهای است که پروتون (H⁺) را میدهد.
پایه (باز) مادهای است که پروتون را میگیرد.
مثلاً در واکنش:
HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻
→ HCl دهندهی پروتون است، پس اسید است.
ج) نظریه لوییس (Lewis):
اسید = پذیرندهی جفت الکترون
باز = دهندهی جفت الکترون
مثلاً:
BF₃ → لوییس اسید است زیرا الکترون دریافت میکند.
۴. بر اساس تعداد یونهای هیدروژن قابل آزادسازی
- تکپروتونی (Monoprotic): مانند HCl – یک یون H⁺ آزاد میکند.
- دوبلپروتونی (Diprotic): مانند H₂SO₄ – دو یون H⁺ آزاد میکند.
- چندپروتونی (Polyprotic): مانند H₃PO₄ – سه یون H⁺ آزاد میکند.
۵. بر اساس حالت فیزیکی و کاربرد
- اسیدهای گازی: مثلاً HCl در حالت گاز
- اسیدهای مایع: مثل H₂SO₄ و HNO₃
- اسیدهای جامد: مانند اسید بوریک (H₃BO₃)
مهمترین و پرکاربردترین اسیدهای صنعتی کدامند؟
1. اسید سولفوریک (H₂SO₄)
پرکاربردترین اسید صنعتی در جهان
کاربردها:
- تولید کودهای شیمیایی (مثل سولفات آمونیوم و سوپرفسفات)
- استخراج و فرآوری فلزات (مس، روی، اورانیوم)
- تولید باتریهای سرب-اسید (در خودروها)
- صنایع نفت برای تصفیه سوختها
- تولید مواد شوینده و رنگها
ویژگیها: بسیار قوی و خورنده؛ باید با احتیاط زیاد استفاده شود.
2. اسید هیدروکلریک (HCl)
که همان “جوهر نمک” معروف است.
کاربردها:
- تمیزکاری و جرمگیری فلزات و تجهیزات صنعتی
- تولید PVC (پلاستیک پرکاربرد در ساختمان)
- صنایع غذایی برای تنظیم اسیدیته (در حد مجاز)
- تولید دارو و فرآوری مواد شیمیایی
ویژگی: قابل حل در آب، گاز HCl بوی تندی دارد.
3. اسید نیتریک (HNO₃)
کاربردها:
- تولید کودهای نیتروژنه (مثل نیترات آمونیوم)
- ساخت مواد منفجره (مثل ترینیتروتولوئن TNT)
- تولید رنگ و دارو
- فرآوری فلزات و الکترونیک
ویژگی: بسیار خورنده و در تماس با مواد آلی میتواند واکنش انفجاری دهد.
4. اسید فسفریک (H₃PO₄)
کاربردها:
- تولید کودهای فسفاته
- نوشابههای گازدار (برای طعم ترش ملایم)
- پاککنندهها و ضدزنگهای صنعتی
- داروسازی و صنایع غذایی
ویژگی: از نظر شیمیایی نسبتاً ملایمتر از سولفوریک و نیتریک.
5. اسید استیک (CH₃COOH)
کاربردها:
- تولید پلاستیک، منسوجات مصنوعی و رنگها
- در صنایع غذایی (سرکه همان محلول ضعیف اسید استیک است)
- ساخت استرها و مواد دارویی
ویژگی: بوی تند دارد ولی جزو اسیدهای آلی نسبتاً ضعیف است