تفاوت بین قلیایی قوی و ضعیف چیست؟

سلام! به عنوان یک تامین کننده مواد قلیایی، من به طور روزانه با انواع مختلف قلیاها سروکار دارم. یک سوال رایج که اغلب از مشتریان مطرح می شود این است که "تفاوت های قلیایی قوی و ضعیف چیست؟" خوب، در این وبلاگ، همه چیز را برای شما شرح می دهم.

ابتدا اجازه دهید در مورد اینکه قلیایی ها به طور کلی چه هستند صحبت کنیم. قلیاها موادی هستند که می توانند با اسیدها واکنش داده و نمک و آب تشکیل دهند و معمولاً مقدار pH آنها در مقیاس pH بیشتر از 7 است. می دانید، مقیاسی که از 0 (فوق اسیدی) تا 14 (فوق العاده بازی) متغیر است.

تعاریف و شیمی پایه

بیایید با اصول قلیایی قوی شروع کنیم. اینها ضربه گیرهای سنگین در دنیای قلیایی هستند. قلیاهای قوی به طور کامل در آب تجزیه می شوند. این به چه معناست؟ این بدان معناست که وقتی یک قلیایی قوی را در آب می اندازید، تقریباً به طور کامل به یون های خود تقسیم می شود. مثلا بگیرهیدروکسید سدیم(NaOH). وقتی NaOH را در آب قرار می دهید، به سرعت به یون های سدیم (Na+) و یون های هیدروکسید (OH-) تجزیه می شود.

معادله شیمیایی برای این ساده است: NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq).

به دلیل این تفکیک کامل، قلیایی های قوی می توانند به سرعت غلظت یون های هیدروکسید را در محلول افزایش دهند. این باعث می‌شود که محلول بسیار بازی‌کننده باشد و به قلیایی‌های قوی خواص مشخصه آن‌ها را بدهد.

از سوی دیگر، قلیایی های ضعیف فقط تا حدی در آب تجزیه می شوند. آمونیاک (NH3) یک نمونه کلاسیک از یک قلیایی ضعیف است. هنگامی که آمونیاک در آب حل می شود، تنها بخش کوچکی از آن با آب واکنش می دهد و یون های آمونیوم (NH4+) و یون های هیدروکسید (OH-) را تشکیل می دهد.

واکنش شیمیایی عبارت است از: NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4⁺(aq) + OH-(aq)

به فلش دوتایی توجه کنید؟ این نشان می دهد که واکنش قابل برگشت است. بنابراین، یک رفت و برگشت ثابت بین واکنش دهنده ها و محصولات وجود دارد، و تنها مقدار کمی آمونیاک در هر زمان به یون تبدیل می شود.

pH و پایه

یکی از قابل توجه ترین تفاوت های قلیایی قوی و ضعیف تاثیر آنها بر pH محلول است. قلیاهای قوی می توانند به سرعت pH محلول را به مقدار بسیار بالایی برسانند. به عنوان مثال، یک محلول 0.1 مولار هیدروکسید سدیم دارای pH حدود 13 است که بسیار اساسی است.

با این حال، قلیایی‌های ضعیف تأثیر چشمگیری بر pH ندارند. محلول 0.1 مولار آمونیاک دارای pH حدود 11 است. این به این دلیل است که یون های هیدروکسید کمتری در محلول به دلیل تفکیک جزئی وجود دارد. بنابراین، اگر به دنبال ماده‌ای برای بالا بردن سریع pH محلول به سطح بسیار بالا هستید، یک قلیایی قوی راه حلی است. اما اگر نیاز دارید که pH را به آرامی افزایش دهید یا محیطی نسبتاً پایه داشته باشید، یک قلیایی ضعیف ممکن است مناسب تر باشد.

واکنش پذیری

وقتی صحبت از واکنش پذیری به میان می آید، قلیایی های قوی بسیار واکنش پذیرتر از قلیایی های ضعیف هستند. آنها در واکنش های خنثی سازی به شدت با اسیدها واکنش نشان می دهند. به عنوان مثال، هنگامی که هیدروکسید سدیم با اسید هیدروکلریک (HCl) واکنش می دهد، واکنش بسیار گرمازا است، به این معنی که گرمای زیادی آزاد می کند.

معادله شیمیایی عبارت است از: NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)

این واکنش تقریباً فوراً اتفاق می‌افتد و اگر به دقت کنترل نشود، می‌تواند کاملاً خشن باشد.

از سوی دیگر قلیاهای ضعیف با اسیدها کندتر واکنش نشان می دهند. واکنش بین آمونیاک و اسید هیدروکلریک بسیار ملایم تر است. معادله این است: NH3(aq) + HCl(aq) → NH4Cl(aq)

مدت زمان بیشتری طول می کشد تا واکنش کامل شود و گرمای کمتری آزاد می شود.

خورندگی

قلیاهای قوی بسیار خورنده هستند. آنها می توانند باعث سوختگی شدید پوست و آسیب به بسیاری از مواد شوند. به عنوان مثال، هیدروکسید سدیم اغلب در پاک کننده های فاضلاب استفاده می شود زیرا می تواند مواد آلی مانند مو و چربی را تجزیه کند. اما خیلی هم خطرناک است. اگر با پوست شما تماس پیدا کند، می تواند پروتئین های موجود در سلول های پوست شما را حل کند و منجر به سوختگی های شیمیایی جدی شود.

قلیاهای ضعیف عموما کمتر خورنده هستند. آمونیاک، اگرچه هنوز می تواند برای پوست و چشم ها تحریک کننده باشد، به اندازه قلیایی های قوی خطرناک نیست. معمولاً در محصولات پاک کننده خانگی به شکل رقیق استفاده می شود.

برنامه های کاربردی

تفاوت بین قلیایی های قوی و ضعیف به این معنی است که آنها کاربردهای متفاوتی دارند. قلیایی قوی مانندهیدروکسید سدیمدر بسیاری از فرآیندهای صنعتی استفاده می شود. آنها در تولید کاغذ، منسوجات و صابون استفاده می شوند. در صنعت کاغذ، از هیدروکسید سدیم برای تجزیه خرده‌های چوب به خمیر استفاده می‌شود.

قلیاهای ضعیف مجموعه ای از کاربردهای خاص خود را دارند. به عنوان مثال،متابی سولفیت سدیمنوعی قلیایی ضعیف است که در صنایع غذایی به عنوان نگهدارنده و آنتی اکسیدان استفاده می شود. به جلوگیری از رشد باکتری ها و قارچ ها در محصولات غذایی کمک می کند.

نیترات سدیمنمونه دیگری است این یک قلیایی ضعیف است که در کودها استفاده می شود. نیتروژن را برای گیاهان فراهم می کند که برای رشد آنها ضروری است.

حلالیت

از نظر حلالیت، قلیاهای قوی معمولاً در آب بسیار محلول هستند. به عنوان مثال، هیدروکسید سدیم به راحتی در آب حل می شود و می توانید محلول های غلیظی از آن بسازید.

قلیاهای ضعیف ممکن است ویژگی های حلالیت متفاوتی داشته باشند. برخی از قلیاهای ضعیف فقط کمی در آب محلول هستند. به عنوان مثال، برخی از هیدروکسیدهای فلزی که قلیایی ضعیف هستند، حلالیت کمی دارند و به جای حل شدن کامل، در آب رسوب ایجاد می کنند.

هزینه و در دسترس بودن

هنگام انتخاب بین قلیایی قوی و ضعیف، هزینه نیز می تواند عاملی باشد. تولید قلیاهای قوی اغلب به دلیل واکنش پذیری بالا و انرژی مورد نیاز برای تولید آنها گرانتر است. آنها همچنین به نگهداری و نگهداری دقیق تری نیاز دارند که به هزینه آن می افزاید.

از سوی دیگر، قلیایی‌های ضعیف معمولاً مقرون به صرفه‌تر هستند. کار با آنها راحت تر است و در بسیاری از موارد می توان آنها را راحت تر ذخیره کرد.

نتیجه گیری

بنابراین، شما آن را دارید! تفاوت بین قلیایی قوی و ضعیف کاملاً قابل توجه است. از خواص شیمیایی آنها مانند تفکیک در آب گرفته تا اثرات pH، واکنش پذیری، خورندگی، کاربردها، حلالیت و هزینه.

به عنوان یک تامین کننده مواد قلیایی، می دانم که انتخاب قلیایی مناسب برای نیازهای شما بسیار مهم است. چه به یک قلیایی قوی برای یک فرآیند صنعتی یا یک قلیایی ضعیف برای یک برنامه غذایی مرتبط نیاز داشته باشید، من شما را تحت پوشش قرار داده ام. اگر علاقه مند به خرید هر یک از مواد قلیایی ما هستید، در تماس با ما دریغ نکنید. ما می توانیم در مورد نیازهای شما بحث مفصلی داشته باشیم و بهترین راه حل را برای شما پیدا کنیم.

مراجع

• براون، TL، LeMay، HE، Bursten، BE، Murphy، CJ، Woodward، PM، و Stoltzfus، MW (2017). شیمی: علوم مرکزی. پیرسون.
• چانگ، آر، و گلدزبی، کا (2016). شیمی. مک گراو - آموزش و پرورش هیل.