القلويات مقابل القاعدة: الفرق والمقارنة

القلوي هو هيدروكسيد قابل للذوبان يطلق أيونات OH- في الماء، في حين أن القاعدة هي مصطلح أوسع يشير إلى المواد التي يمكنها قبول البروتونات (H+) أو التبرع بأزواج الإلكترونات. جميع القلويات هي قواعد، ولكن ليست كل القواعد قلويات. وتشمل القواعد مواد مثل أكاسيد المعادن والأمونيا.

الوجبات السريعة الرئيسية

1. القلويات هي مجموعة فرعية من القواعد التي تذوب في الماء ، وتنتج أيونات الهيدروكسيد (OH-) وتزيد من الرقم الهيدروجيني للمحلول. في المقابل ، القواعد هي المواد التي يمكن أن تقبل أيونات الهيدروجين (H +) في تفاعل كيميائي.
2. جميع القلويات هي قواعد ، ولكن ليست كلها قلويات لأن بعضها لا يذوب في الماء أو ينتج أيونات الهيدروكسيد.
3. تتضمن أمثلة القلويات هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) وهيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) ، بينما تتضمن أمثلة القواعد غير القلوية الأمونيا (NH3) وكربونات الكالسيوم (CaCO3).

القلويات مقابل القاعدة

القلوي هو قاعدة تذوب في الماء ولها درجة حموضة أكبر من 7.0. تشمل الأمثلة هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم. القاعدة هي مادة تقبل البروتونات برقم هيدروجيني أكبر من 7.0. ليست كل القواعد قلوية ؛ على سبيل المثال ، تعتبر الأمونيا (NH3) قاعدة وليست مادة قلوية.

المعادن القلوية ناعمة ولامعة وليست ثقيلة جدًا. لديهم معدن ضعيف رباط، وهذا هو السبب في أنها ناعمة. يمكن تقطيعها بسهولة إلى قسمين باستخدام سكين.

القاعدة هي مادة تستخدم لتحييد الأحماض. أكاسيد المعادن وهيدروكسيدات المعادن هي قواعد تشكل منتجات محايدة مع الأحماض.

القواعد زلقة ومريرة عندما تتذوقها.

---

 

جدول المقارنة

الميزات	فلز قلوي	الفئة الأساسية
تعريف	ملح أيوني قابل للذوبان من فلز قلوي (المجموعة 1) يتميز بدرجة حموضة عالية وملمس صابوني	أي مادة يمكنها قبول البروتونات أو التبرع بأزواج الإلكترونات، وتتميز بارتفاع درجة الحموضة
أمثلة	NaOH (هيدروكسيد الصوديوم)، KOH (هيدروكسيد البوتاسيوم)، Ca(OH)2 (هيدروكسيد الكالسيوم)	الأمونيا (NH3)، هيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)2)، كربونات الصوديوم (Na2CO3)
الذوبان في الماء	قابل للذوبان للغاية	يمكن أن تكون قابلة للذوبان أو غير قابلة للذوبان في الماء
التفاعلية	شديد التفاعل، ويمكن أن يؤدي إلى تآكل الجلد والمواد	تفاعلية متنوعة حسب القاعدة، فبعض القواعد القوية تسبب التآكل
طعم	المر والصابون	يمكن أن يختلف، بعض الأذواق مريرة، والبعض الآخر لاذع أو معدني
pH	أكبر من 7	أكبر من 7، ولكن يمكن أن يختلف النطاق (القواعد الأقوى لها درجة حموضة أعلى)
الأثر البيئي	يمكن أن يكون ضارًا بالبيئة والحياة المائية بسبب ارتفاع درجة الحموضة	يعتمد التأثير على قاعدة محددة، بعضها ضار والبعض الآخر لا
تطبيقات صناعية	صناعة الصابون ومنتجات التنظيف وإنتاج الورق ومعالجة المنسوجات	الزراعة والأسمدة ومواد البناء والأدوية
الدور البيولوجي	يشارك في الحفاظ على توازن الرقم الهيدروجيني في الخلايا وسوائل الجسم	ضروري للعديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية

---

 

ما هو القلوي؟

يشير القلوي إلى فئة من المركبات الكيميائية التي هي هيدروكسيدات قابلة للذوبان من المعادن القلوية. وتشمل هذه المعادن الليثيوم (Li)، والصوديوم (Na)، والبوتاسيوم (K)، والروبيديوم (Rb)، والسيزيوم (Cs)، والفرانسيوم (Fr). تتميز القلويات بقدرتها على إطلاق أيونات الهيدروكسيد (OH-) عند ذوبانها في الماء مما يجعل المحلول قلويا.

خصائص القلويات

1. الذوبانية: القلويات قابلة للذوبان في الماء، وتزداد درجة الذوبان أسفل مجموعة الفلزات القلوية في الجدول الدوري.
2. مستوى الأس الهيدروجيني: المحاليل القلوية لها قيم pH أكبر من 7 مما يدل على طبيعتها الأساسية. كلما زاد تركيز أيونات الهيدروكسيد، زاد قلوية المحلول.
3. الطبيعة المسببة للتآكل: يمكن أن تكون المحاليل القلوية المركزة مسببة للتآكل ويجب التعامل معها بحذر.
4. التفاعل مع الأحماض: تعمل القلويات على تحييد الأحماض من خلال تفاعل كيميائي مكونة الماء والملح. تُعرف هذه العملية بالتحييد.

مصادر القلويات

1. الودائع الطبيعية: تحتوي بعض المعادن والخامات على مركبات قلوية. على سبيل المثال، يمكن استخلاص هيدروكسيد الصوديوم من كربونات الصوديوم الموجودة في معدن الترونا.
2. الإنتاج الاصطناعي: يمكن تصنيع القلويات من خلال العمليات الكيميائية. على سبيل المثال، يتم إنتاج هيدروكسيد الصوديوم عادة من خلال التحليل الكهربائي لكلوريد الصوديوم (ملح الطعام).
3. العمليات البيولوجية: تشارك القلويات في العمليات البيولوجية المختلفة، مثل تنظيم درجة الحموضة في الكائنات الحية.

المركبات القلوية الشائعة

1. هيدروكسيد الصوديوم (هيدروكسيد الصوديوم): يستخدم على نطاق واسع في الصناعات مثل صناعة الصابون وكقاعدة قوية في التفاعلات الكيميائية.
2. هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH): يستخدم عادة في إنتاج أملاح البوتاسيوم وكإلكتروليت في البطاريات القلوية.
3. هيدروكسيد الليثيوم (LiOH): يستخدم في تصنيع المنتجات القائمة على الليثيوم وكمنظف لثاني أكسيد الكربون في المركبات الفضائية.

 

ما هي القاعدة؟

تشير القاعدة في الكيمياء إلى مادة قادرة على قبول البروتونات (H+) أو التبرع بأزواج الإلكترونات. يمكن تصنيف القواعد إلى نوعين رئيسيين: قواعد أرهينيوس، التي تطلق أيونات الهيدروكسيد (OH-) في الماء، وقواعد برونستد-لوري، التي يمكنها قبول البروتونات في التفاعلات الكيميائية.

أنواع القواعد

1. قواعد أرهينيوس: هي المواد التي عند ذوبانها في الماء تفرز أيونات الهيدروكسيد (OH-). تشمل الأمثلة الشائعة هيدروكسيدات الفلزات القلوية مثل هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) وهيدروكسيد البوتاسيوم (KOH).
2. قواعد برونستد-لوري: في نظرية برونستد-لوري يتم تعريف القواعد على أنها مواد قادرة على قبول البروتونات (H+) أثناء التفاعلات الكيميائية. يشمل هذا التعريف الأوسع المواد التي لا تحتوي بالضرورة على أيونات الهيدروكسيد.

خصائص القواعد

1. مستوى الأس الهيدروجيني: القواعد لها قيم pH أكبر من 7، مما يدل على طبيعتها القلوية. كلما ارتفع الرقم الهيدروجيني، كلما كانت القاعدة أقوى.
2. الذوق والإحساس: بعض القواعد، مثل هيدروكسيد الصوديوم، تكون مادة كاوية ولها طعم صابوني أو مر. ويمكن أيضًا أن يشعروا بالزلق عند لمسهم.
3. التفاعل مع الأحماض: تقوم القواعد بتحييد الأحماض من خلال تفاعل كيميائي يعرف بالتحييد. والنتيجة هي تكوين الماء والملح.
4. طبيعة مذبذبة: يمكن لبعض المواد، مثل الماء وبعض أكاسيد المعادن، أن تعمل كأحماض وقواعد اعتمادًا على التفاعل. وتسمى هذه الخاصية الأمفوتيرية.

مصادر وتطبيقات القواعد

1. قواعد معدنية قلوية: مشتقة من معادن قلوية، وتجد هذه القواعد تطبيقات في الصناعات، مثل إنتاج الصابون والمنظفات والمواد الكيميائية المختلفة.
2. أكاسيد المعادن: المركبات مثل أكسيد الكالسيوم (CaO) وأكسيد المغنيسيوم (MgO) هي أكاسيد معدنية لها خصائص أساسية.
3. الأمونيا (NH3): مثال على قاعدة برونستد-لوري، تُستخدم الأمونيا بشكل شائع في منتجات التنظيف المنزلية وكمبرد.
4. الأهمية البيولوجية: القواعد ضرورية في النظم البيولوجية، حيث تساهم في تنظيم مستويات الرقم الهيدروجيني في الكائنات الحية.

---

الاختلافات الرئيسية بين القلويات والقاعدة

• فريف:
  • القلويات: هيدروكسيدات الفلزات القلوية القابلة للذوبان (Li، Na، K، Rb، Cs، Fr) تطلق أيونات OH- في الماء.
  • قاعدة: مصطلح أوسع يشير إلى المواد القادرة على قبول البروتونات (H+) أو التبرع بأزواج الإلكترونات؛ يشمل الهيدروكسيدات والأكاسيد والمواد ذات خصائص برونستد-لوري الأساسية.
• العضوية
  • جميع القلويات هي قواعد، ولكن ليست كل القواعد قلويات.
  • تشمل القواعد مجموعة واسعة من المركبات تتجاوز هيدروكسيدات الفلزات القلوية.
• أمثلة:
  • القلويات: هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)، هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH).
  • القواعد: أكاسيد المعادن (على سبيل المثال، أكسيد الكالسيوم، CaO)، الأمونيا (NH3).
• إطلاق أيونات الهيدروكسيد:
  • تطلق القلويات على وجه التحديد أيونات OH- في الماء.
  • قد تطلق القواعد أو لا تطلق أيونات OH، اعتمادًا على النوع (أرينيوس أو برونستد-لوري).
• تطبيق:
  • تجد القلويات تطبيقات في صناعات مثل صناعة الصابون وكقواعد قوية في العمليات الكيميائية.
  • للقواعد تطبيقات متنوعة، بدءًا من منتجات التنظيف (الأمونيا) وحتى تنظيم درجة الحموضة في الأنظمة البيولوجية.

مراجع حسابات

1. https://vtechworks.lib.vt.edu/bitstream/handle/10919/54192/LD5655.V856_1989.H373.pdf?sequence=1
2. https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/1995/c3/c39950001005