חומצות ובסיסים

חומר רקע

התכונות אותן אנו בד"כ מקשרים לחומצות הינן :
א. טעמן החמוץ
ב.הצריבה שהן גורמות במגע עם העור
ג. יכולתן להמיס את רוב המתכות
ד. יכולתן להמיס סיד ומינרלים אחרים
לעומתן, לבסיסים אנו מייחסים את התכונות הבאות :
א. טעם מר
ב. מגעם החלקלק
תכונות בסיסיות ניתן בד"כ למצוא בסבון ותכשירי ניקוי ביתיים אחרים. הגדרות מדעיות יותר לחומצה ובסיס, מובאות להלן:
חומצות - חומצה היא מרכיב המתפרק ליוני מימן (+H) בתמיסות מימיות. לדוגמא : חומצת מלח (AQ) CL + (AQ) + H (AQ) HCL בסיסים - בסיס הוא מרכיב המסוגל להתפרק ליוני הידרוקסיד (OH) בתמיסות מימיות.
לדוגמא: נתרן הידרוקסיד (סודה קאוסטית) (AQ) OH + (AQ) + NA (AQ) NAOH אחת התכונות החשובות ביותר של החומצות והבסיסים כאחד, היא יכולתן לנטרל או לבטל את התכונות של הקבוצה השניה. בתגובת (ראקצית) הניטרול, החומצה והבסיס הופכים לתמיסה מימית של מרכיביהן, נוצרת תמיסה מימית של מלח. בדומה לחלוקה של החומרים לאלקטרוליטים חזקים וחלשים, ניתן לחלק גם את החומצות והבסיסים לחומצות חזקות וחלשות לבסיסים חזקים וחלשים.

פעילות מס' 1 - מיצוי צבעי פרחים לזיהוי חומצות ובסיסים
מטרה - צבעי פרחים הנם אינדיקטורים טובים לזיהוי חומצות ובסיסים בפעילות זו נמצה צבעים כאלו.
כלים וחומרים
1. מס' פרחים בעלי צבעים בוהקים (סגול או אדום)
2. צנצנת קטנה ואטומה לכל קבוצה או מבחנה בעלת פקק
3. 5 סמ"ק אצטון לכל קבוצה
4. 5 סמ"ק אתאנול לכל קבוצה
5. מכתש ועלי לכל קבוצה
6. נייר סינון בגודל 10 סמ' על 10 סמ' לכל קבוצה
פעילות
1. יש לכתוש פרחים מצבע אחד במכתש ולשפוך אצטון ואתאנול למכתש
2. הצבע ימוצה מן העלים לממס
3. סינון של הממס דרך נייר סינון לצנצנת וסגירת הצנצנת
4. אפשר להכין מספר תמיסות של צבעים שונים. התמיסות ישמשו אותנו כגלאים בניסויים הבאים



פעילות מס' 2 - זיהוי חומצות ובסיסים
מטרה - לזיהוי חומצות ובסיסים באינדיקטורים טבעיים שוני, על מנת להמחיש את המושגים חומצה ובסיס.
כלים וחומרים
1. סינון בגודל 10 סמ' על 10 סמ' לכל קבוצה
2. תמצית פרחים שהכנו בניסוי הקודם
3. כרוב סגול
4. סיר קטן
5. מסננת
6. פלטת חימום או להבה
7. מיץ לימון
8. מיץ תפוזים
9. חומץ
10. סודה לשתיה
11. אמוניה
12. סיד
פעילות א.
1. לטפטף נקודת צבע פרחים על נייר הסינון ולהניח להתייבש
2. לטפטף טיפת מיץ לימון על הטיפה הקודמת - האם ישנו שינוי בצבע?
3. לטפטף טיפת מיץ תפוזים עפ"י אותה שיטה, על טיפת הצבע
4. לטפטף חומץ
5. לשאול את הילדים מהי חומצה החזקה מביניהן
פעילות ב.
1. לטפטף נקודת צבע פרחים על שלוש פיסות נייר סינון ולתת להתייבש
2. לטפטף תמיסה סודה לשתיה על אחת הטיפות, על השניה טיפת מי סיד ועל השלישית אמוניה מהולה (זהירות, חומר רעיל)
3. מה קורה, אי זה חומר גורם לשינוי הצבע החזק ביותר ?
פעילות ג.
1. לבשל חתיכות כרוב סגול במים חמים למס' דקות
2. לכנן את המים הסגולים ולכוס שקופה
3. להוסיף מס' טיפות מיץ לימון, מה קורה ?
4. לכוס השניה יש לשפוך מי כרוב ולהוסיף מעט סודה לשתיה

תוצאה ומסקנות החומרים שבסעיף א' הינן חומצות הגורמות לשינוי צבע אינדיקטור עוצמת השינוי מעידה על חוזק החומצה. אנו יודעים גם שמיץ לימון הינה חומצה חזקה יותר ממיץ תפוזים על פי הטעם. החומרים מסעיף ב' הינם בסיסים וגם כאן ניתן ללמוד על מידת הבסיסיות עלפי עוצמת השינוי בצבע. בניסוי ג' הגמנו איך לאחר החמצה בליון הפעילות ההופכית (המנטרלת) הנה ביסוס בסודה לשתיה.




פעילות מס' 3 - תגובת סתירה של חומצה ובסיס
מטרה - להראות מה קורה בתגובת סתירה מה משפיע על תגובת סתירה בין חומצה למלח של בסיס
כלים וחומרים
1. חתיכת שיש בגודל 10 על 20 סמ'
2. אבקת סודה לשתיה
3. 25 סמ"ק חומצה הידדרוכלורית
4. פטיש
5. ארבע מבחנות או בקבוקונים בעלי צוואר צר
6. ארבעה בלונים
7. משפך קטן
פעילות
1. להכין מראש שיש כתוש לשלושה גדלים
2. למלא כל אחת מן המבחנות בשברים בגודל שונה ברביעית לשפוך סודה לשתיה
3. למלא כל חד מן הבלונים כ- 10 סמ"ק חומצה הידרוכלורית מהולה (לא לתת לילדים לגעת, חומר רעיל, רצוי להשתמש בכפפות)
4. להלביש פיית בלון על כל מבחנה, ללא שפיכת החומצה למבחנה
5. כשכל הבלונים ממוקמים יש להרים אותם ולאפשר לחומצה לנזול למבחנה באותה עת.
6. הבלונים יתנפחו, איזה בלון יתנפח ראשון ? ואיזה אחרון ?

תוצאה ומסקנה תגובה בין חומצה למלח בסיסי (שיש הנו מלח של סידן ושל פחמה) משתחרר גז דו תחמוצת הפחמן שגורם לניפוח הבלונים. אפשר גם לראות שחלקיקים קטנים מגיבים מהר יותר מחלקיקים גדולים.