من المهم في التفاعلات الكيميائية أو في الظروف الحياتية اليومية معرفة نوع المادة التي نستعملها في المختبرات أوحتى في الطهي لنستطيع التعامل معها بالطريقة الصحيحة و المناسبة.
كانت خصائص الأحماض والقواعد غير مفهومة وأثناء محاولاتهم لتصنيف المواد استخدموا مجموعة متنوعة من الاختبارات لتمييز المركبات.
ومن هذه الطرق الطعم ، ويقسمون المواد على حسب ما إذا كانت حامضة ، أم مرّة ، أم مالحة ، أم حلوة.
بدأوا في الإشارة إلى المواد الحامضة ، مثل الخل أو عصير الليمون ، على أنها أحماض. الكلمتان "حمض" و "أسيتيك" مشتقتان من الكلمة اللاتينية التي تعني "حامض الطعم" ، " أسيري " و من الملفت أن القواعد لم تكم مدروسة جيدًا.
خلال العصر الذهبي الإسلامي وعصر النهضة مع تقدم العلم بدأ الكيميائيون في فهم المزيد عن الأحماض، واكتشفوا أن الحموض القوية يمكن أن تسرع تآكل المعادن وتذوب بعض الصخور.
كان لدى الخيميائيين في العصور الوسطى والإسلاميين مجموعة من الأحماض والقلويات للاختيار من بينها مثل الآتي:
بدأ العالم الإسباني ، Arnaldus de Villa Nova ، في استخدام عباد الشمس لدراسة الأحماض والقواعد ثم تم توسيع هذه الفكرة بواسطة روبرت بويل الذي وجد أن بعض المواد المشتقة من النباتات تغير لونها في وجود الأحماض أو القواعد،أحد الأمثلة على ذلك هو شراب البنفسج ، وهو أزرق في بيئة متعادلة ولكنه يتحول إلى اللون الأخضر عند تعرضه للقواعد ، والأحمر عند مزجه بالحمض.
اخترع عالم الكيمياء الحيوية الدنماركي Sören Sörensen مقياس الأس الهيدروجيني لقياس درجة الحموضة. كان Sörensen يدرس نشاط الإنزيمات - البروتينات التي تحفز التفاعلات الكيميائية في الكائنات الحية - ولاحظ أن حموضة المحلول تؤثر على قدرة الإنزيمات على تحفيز التفاعلات، لذلك يعتبر الرقم الهيدروجيني هو طريقة لقياس تركيز أيونات H في المحلول المتاح للمشاركة في التفاعل.
[ H]log - = الرقم الهدروجيني
يتراوح مقياس الأس الهيدروجيني من 0 إلى 14.
ومن هذه المرحلة بدأ العديد من العلماء وضع تعريف للحموض و القواعد حسب سلوكهم إلى أن تتابعت الدراسات وأخذت ثلاث تصنيفات رئيسية للأحماض والقواعد وضعها كل من أرهينيوس، برونستد- لوري، ولويس، عَلى النَحو الآتي:
كان الكيميائي السويدي، سفانتي أرهينيوس (1859-1927)، الكيميائي التالي الذي درس الأحماض والقواعد
ووضع المفهوم البدائي للأحماض والقواعد:
الأحماض: هي مواد تزيد تركيز أيونات الهيدرونيوم ( H) في المحلول.
القواعد: هي المواد التي تزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد (- OH) في المحلول.
على الرغم من أن أرهينيوس ساعد في شرح أساسيات الكيمياء الحمضية و القاعدية ، فإن أفكاره لها حدود فكانت النظرية قاصرة على تفسير سلوك بعض المواد ، مثل الأمونيا (NH3 ) التي تصرفت كقاعدة رغم عدم وجود مجموعة (-OH)
في عام 1923، نشر العالم الدنماركي يوهانس برونستد والإنجليزي توماس لوري أوراقًا مستقلة توسع تعريف مفهوم أرهينيوس للأحماض والقواعد
الحمض هو مانح للبروتون أيون ( H)
القاعدة هي مستقبل للبروتون ( H).
تتضمن التفاعلات الحمضية القاعدية مجموعتين من أزواج حمض- قاعدة مترافقة.
كان القصور بهذه النظرية أنها لا تفسر السلوك الحمضي القاعدي في المذيبات غير الحيوية مثل البنزين والديوكسان ولا تستطيع تفسير التفاعلات بين الأكاسيد الحمضية، وكذلك الأكاسيد الأساسية مثل CaO و BaO و MgO وما إلى ذلك والتي تحدث أيضًا حتى في حالة عدم وجود المذيب وفي حالة عدم وجود نقل بروتون في مثل هذه المواد: BF3 و AlCl3 وغيرها الكثير لا تحتوي على هيدروجين وبالتالي لا يمكنها التبرع بالبروتون ولكنها معروفة بأنها تعمل كحامض.
حيث تعد هذه النظرية الأكثر شمولاً ودقة حيث تنص على أن:
الحمض هو مستقبل لزوج الإلكترونات الغير رابطة ويحتوي على أفلاك فارغة.
القاعدة هي مانحة لزوج الإلكترونات الغير رابطة.
الخواص الكيميائية والفيزيائية للأحماض الآتية:
الخواص الكيميائية والفيزيائية للقواعد الآتية:
