ملح (كيمياء)

تاريخ الاكتشاف

ومن جهة أخرى، عام 1913، حدد ويليام هنري براج وابنه ويليام لورنس براج بُنية كلوريد الصوديوم «ملح الطعام». بين هذا الاكتشاف أن لكل ذرة ستة جيران على بعد متساو، إذ إن المكونات لم تكن مرتبة في جزيئات أو تجمعات محدودة، بل على شكل شبكة ذات نظام بلوري بعيد المدى. تبين لاحقًا أن الكثير من المركبات غير العضوية الأخرى تمتلك خصائص بنيوية مشابهة. وسرعان ما وُصفت هذه المركبات أنها مكوَنة من أيونات بدلًا من ذرات متعادلة، غير أن البرهان على هذه الفرضية لم يظهر إلا في منتصف عشرينيات القرن العشرين، عندما أُجريت تجارب انعكاس الأشعة السينية، التي تكشف كثافة الإلكترونات.

إضافةً إلى ذلك، كان من بين المساهمين الرئيسيين في تطوير المعالجة النظرية للبنى البلورية الأيونية كلٌ من ماكس بورن، فريتز هابر، ألفريد لانده، إرفين مادلونغ، بول بيتر إيفالد، وكازيميرز فايانس. وقد توقع بورن طاقات البلورات اعتمادًا على فرضية المكونات الأيونية، وأظهرت النتائج توافقًا جيدًا مع القياسات الحرارية الكيميائية، ما دعم الفرضية بشكل أكبر.

خواص الأملاح

لونها قد يكون شفافا (مثل ملح الطعام)، قاتما أو حتى معدنيا.

من جهة ثانية، تعتمد خواص الملح على الحمض والقاعدة اللذان تكون منهما الملح وبالتالي تصنف الأملاح إلى:

1- أملاح متعادلة

2- أملاح حمضية

Fe + S → FeS

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 +H2O + CO2

من جانب آخر، تفاعل القواعد مع الاحماض مثل تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم لتحضير كلوريد الصوديوم (ملح الطعام).

• NaOH + HCl → NaCl + H2O
• طالع كذلك
• ملح الطعام
• رابطة أيونية
• ملح حمضي

وفي السياق ذاته، يزيح الحمض القوي الحمض الضعيف من أملاحه. مثلًا حمض هيدروكلوريك أقوى من حمض الكربونيك، فيزيح حمض الكلور من الكربونات (أملاح حمض الكربونيك)، ويتشكل كلوريد الكالسيوم.

3- أملاح قاعدية

وفي هذا السياق، طعمها قد يكون مالحا كما في ملح الطعام، سكري مثل أسيتات الرصاص السامة، حامض مثل بيكربونات البوتاسيوم، مر مثل كبريتات المغنيسيوم.

إضافةً إلى ذلك، وبعض أنواعها يوصل التيار الكهربائي عند ذوبانها في الماء لأنها تتحول إلى أيونات موجبة وأيونات سالبة، وتعتبر مواد كهرلية ومثال عليها ملح الطعام.

وفي هذا السياق، ليس لها رائحة إذا كانت من مركبات الأحماض والقواعد القوية، وتكون لها بعض الرائحة إذا نتجت عن مركبات حامضية وقاعدية ضعيفة.

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

إضافةً إلى ذلك، الاتحاد المباشر بين فلز ولا فلز كما في تحضير كبريتيد الحديدوز.

4) والكربونات (CO2−

في هذا الإطار، 3) في كربونات الأمونيوم. تُصنف الأملاح التي تحتوي على أيونات أساسية هيدروكسيد (OH−) أو أكسيد (O2−) على أنها قواعد، مثلًا هيدروكسيد الصوديوم.

كذلك، عادةً ما يكون للأملاح المكونة من أيونات صغيرة نقاط انصهار وغليان عالية، وهي صلبة وهشة. وباعتبارها مواد صلبة، فهي دائمًا عازلة للكهرباء على وجه التقريب، ولكن عند ذوبانها أو إذابتها تصبح موصلة للغاية، لأن الأيونات تصبح متحركة. تحتوي بعض الأملاح على كاتيونات كبيرة أو أنيونات كبيرة أو كليهما. من حيث خصائصها، غالبًا ما تكون هذه الأنواع أكثر تشابهًا مع المركبات العضوية.

من جانب آخر، الملح في الكيمياء مركب كيميائي ينتج من تفاعل تعادل حمضي وقلوي بحيث يكون متعادلا كهربيًا الملح قد يكون مركب عضوي أو غير عضوي.

من جهة ثانية، عادةً ما يكون للأيونات الفردية داخل الملح الكثير من الجيران القريبين، لذلك لا تُعتبر جزءًا من الجزيئات، بل جزءًا من شبكة ثلاثية الأبعاد مستمرة. عادةً ما تشكل الأملاح هياكل بلورية عندما تكون صلبة.

التشكل

ومن ناحية أخرى، تتفاعل الكثير من المعادن، مثل الفلزات القلوية، مباشرةً مع الغازات الهالوجينية الكهروسالبة لتشكيل الأملاح.

كذلك، يمكن ترسيب الأملاح غير القابلة للذوبان بمزج محلولين، أحدهما يحتوي على الكاتيون والآخر على الأنيون. ولما كانت جميع المحاليل متعادلة كهربائيًا، فلا بد أن تحتوي المحاليل الممزوجة كذلك على أيونات مقابلة ذات شحنة معاكسة. ولضمان عدم تلوث الملح المترسب، يجب التحقق من أن هذه الأيونات المقابلة لا تترسب كذلك. فإذا احتوت المحاليل على أيونات هيدروجين وأيونات هيدروكسيد أيوناتٍ مقابلة، فستتفاعل معًا فيما يُعرف بتفاعل حمض-أساس، أو تفاعل التعادل لتشكيل الماء. يمكن اختيار أيونات مقابلة تظل قابلة للذوبان حتى عند دمجها في محلول واحد، لتبقى مجرد أيونات متفرجة (Spectator ions).

وفي السياق ذاته، تتصلب الأملاح المنصهرة عند تبريدها إلى ما دون نقطة تجمدها. يُستعمل هذا أحيانًا للتخليق في الحالة الصلبة لأملاح معقدة من متفاعلات صلبة تُذاب معًا أولًا. لا تحتاج المتفاعلات الصلبة إلى الذوبان في حالات أخرى، بل قد تتفاعل عبر مسار التفاعل في الحالة الصلبة.  تُطحن المتفاعلات في هذه الطريقة، بشكل متكرر إلى عجينة دقيقة، ثم تُسخن إلى درجة حرارة تسمح للأيونات في المتفاعلات المتجاورة بالانتشار معًا خلال فترة بقائها في الفرن. تستعمل طرق تركيبية أخرى مادة صلبة أولية بنسبة ستوكيومترية صحيحة من الأيونات غير المتطايرة، التي تُسخن لطرد الأنواع الأخرى.

من جهة ثانية، إذا كان المذيب ماءً سواء في طريقة التبخر أو الترسيب، ففي كثير من الحالات يتضمن البلور الأيوني المتكون ماءً بلوريًا، ليصبح الناتج معروفًا باسم «هيدرات أو ماءات»، الذي قد تكون له خصائص كيميائية مختلفة تمامًا مقارنة بالمادة اللامائية.

ومن ناحية أخرى، قد تُؤيَن الذرات عبر انتقال الإلكترونات، في بعض التفاعلات بين الفلزات عالية التفاعل (عادةً من المجموعة 1 أو المجموعة 2) والغازات الهالوجينية عالية الكهروسالبية، أو مع الماء، وهي عملية تُفهم من الناحية الديناميكية الحرارية باستخدام دورة بورن–هابر (Born–Haber cycle).

وفي السياق ذاته، قد تتكون الأملاح الصلبة عند تبخر المذيب من محاليلها فور أن تصبح المحاليل فوق مشبعة ويبدأ المركب الصلب بالتبلور. يحدث هذا على نطاق واسع في الطبيعة، وهو الوسيلة التي تتشكل بها معادن التبخر (Evaporite minerals).

تحضير الأملاح

يمكن تحضير الأملاح بطرق متعددة من أهمها:

من جانب آخر، إزاحة الهيدروجين من حمض بواسطة فلز مثل تفاعل حمض هيدروكلوريك مع فلز الزنك (الخارصين) حيث يتشكل ملح كلوريد الزنك