pH
and
Name: -------------------------------------
acids
Class: ----------1
Unit 4
By the end of the unit, student distinguish between
strong and weak acids and alkalis, perform
neutralisation titrations, make salts and know how the
basicity of the oxides changes across the third period of
the periodic table.
‫يميز بين األحماض والقلويات‬:
‫عند نهاية الوحدة يستطيع الطالب أن‬
.‫القوية والضعيفة‬
. ‫ وتحضير األمالح‬،‫يشارك في إجراء تجارب معايرة التعادل‬
‫يوضح كيف تتغير قاعدية األكاسيد عبرعناصر الدورة الثالثة من الجدول‬
.‫الدوري‬
2
Unit 4: pH and acids
properties of acids and bases
‫خصائص األحماض والقواعد‬
21.1 Understand the characteristic properties of acids and bases in aqueous solution.
‫يفهم الطالب خصائص األحماض و القواعد في المحاليل المائية‬
Key Vocabulary :
Objectives:
Acid
Base
Aqueous solution.
Characteristic
Alkaline
Concentration
pH
Hydrochloric acid
1. Define acid.
2. List the characteristic properties of
acids in aqueous solution.
3. Name some common acids with their
chemical formulas.
4. Define base .
5. Name some common bases with their
chemical formulas.
6. List the characteristic properties of
bases in aqueous solution.
Acids ‫االحماض‬
Some compounds not only dissolve in water, but also react with water molecules
to produce molecules or ions. We will consider two examples here, hydrogen
chloride, an example of an acid.
‫ ولكنها تتفاعل مع جزيئات الماء لتنتج جزيئات او ايونات و سوف نعرض هنا‬، ‫بعض المركبات ال تذوب في الماء‬
. ‫كلوريد الهيدروجين كمثال على الحمض‬
Hydrogen chloride, H-Cl, is a molecular compound that exists as a gas at room
temperature and normal atmospheric pressure. When the gas is dissolved in
water, all of the HCl molecules react with water to produce chloride ions and
hydronium ions, H3O+. The solution is called hydrochloric acid.
‫ هو مركب جزيئي و الذي يوجد كغاز عند درجة حرارة الغرفة و الضغط الجوي العادي و‬HCl ‫كلوريد الهيدروجين‬
‫ تتفاعل مع الماء لتنتج ايون الكلوريد و أيون‬HCl ‫عندما يذوب هذا الغاز في الماء فان كل جزيئات الحمض‬
. ‫ و يسمى المحلول حمض الهيدروكلوريك‬H3O+ ‫الهيدرونيوم‬
: ‫كما هو في المعادلة التالية‬
3
Unit 4: pH and acids
The hydronium ion, H3O+, is sometimes abbreviated H+ and referred
to as the hydrogen ion.
. ‫ ويسمى ايون الهيدروجين‬H+ ‫يختصر أحيانا‬H3O+ ‫ايون الهيدرونيوم‬
Any compound that produces hydronium ions when it is
dissolved in water is called an acid.
‫اي مركب يتنج ايون الهيدرونيوم عند ذوبانه في الماء يسمى حمضا‬
Acidic solutions have characteristic properties including the ability
to turn litmus (a dye) from blue to red.
‫المحاليل الحمضية تمتلك العديد من الخصائص و التي تتضمن امكانية تحويل لون ورقة تباع‬
.‫الشمس من اللون االزرق الى اللون االحمر‬
* When acids mix with bases they USUALLY (not ALWAYS) produce
salt and water.
‫ عندما يتفاعل الحمض مع القاعدة عادة (وليس دائما) ينتج الماء و الملح كما في معادلة تفاعل‬:
‫حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم‬
HCl + NaOH  H2O + NaCl
* When acids mix with metal they normally produce hydrogen gas
:‫عندما يمزج الحمض مع المعادن فمن الطبيعي ان ينتج غاز الهيدروجين كما في المثال التالي‬
2HCl + Mg  MgCl2 + H2
* When acids mix with carbonates they produce water and carbon
dioxide.
‫عندما يمزج الحمض مع الكربونات فان الماء يكون ناتجا رئيسيا باالضافة الى ثاني اوكسيد‬
.‫الكربون‬
2HCl + CaCO3  CO2 + H2O + CaCl2
http://qldscienceteachers.tripod.com/junior/chem/acid.html
4
Unit 4: pH and acids
Some examples of acids are: HCl (hydrochloric acid), CH3COOH
(ethanoic acid), H2SO4 (sulfuric acid), NH4+ (ammonium).
, CH3COOH)‫ حمض االيثانويك ( الخليك‬, HCl ‫حمض الهيدروكلوريك‬:‫بعض االمثلة على االحماض‬
.NH4+ ‫ االمونيوم‬, H2SO4 ‫حمض الكبريتيك‬
Acids are exceptionally reactive compounds which we find in our every
day lives. They usually share the following properties.
: ‫االحماض مركبات شديدة التفاعل و التي نجدها في حياتنا اليومية و التي تشترك بالعديد من الخصائص‬
‫لها طعم حامض‬
1. A characteristic sour taste
2. Ability to change the color of litmus paper from blue to red;
‫االمكانية لتغيير لون ورقة تباع الشمس من اللون االزرق الى اللون االحمر‬
3. React with certain metals to produce gaseous H2.
.‫تتفاعل االحماض مع المعادن و تنتج غاز الهيدروجين‬
4.React with bases to form a salt and water.
. ‫تتفاعل مع القواعد و تنتج الملح والماء‬
*Here are some common acids and the ions which they dissociate into
when they enter into solution.
.‫*المعادالت التالية تبين تأين بعض االحماض في المحاليل المائية‬
- Hydrochloric acid
‫حمض الهيدروكلوريك‬
+
HCl  H (aq) + Cl (aq)
- Sulfuric acid ‫حمض الكبريتيك‬
H2 SO4  H+ (aq) + HSO4- (aq)
- Acetic acid )‫حمض االسيتيك ( الخليك‬
CH3COOH  H+ (aq) + C H3COO- (aq)
5
Exercises
Q1: Define acid
Unit 4: pH and acids
‫عرف الحمض‬
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Q2: Complete the table below
‫اكمل الجدول التالي‬
Acid
Name
HCl
Hydrochloric acid
HNO3
H2SO4
HF
NH4+
Q3: List four properties of acids .‫اذكر اربعة خصائص لالحماض‬
Q4: Write the ionization reaction for the following acids in
water.
. ‫اكتب معادالت تأين االحماض التالية في الماء‬
1. Hydrochloric acid
HCl ‫حمض الهيدروكلوريك‬
2. Sulfuric acid
H2 SO4 ‫حمض الكبريتيك‬
3. Acetic acid
.)‫حمض االسيتيك ( الخليك‬
CH3COOH
6
Bases ‫القواعد‬
Unit 4: pH and acids
A base in chemistry is an aqueous substance that can accept hydronium ions.
Bases are also the oxides or hydroxides of metals. A soluble base is also often
referred to as an alkali if hydroxide ions (OH−) are involved. This refers to the
Brønsted-Lowry theory of acids and bases. Alternative definitions of bases
include electron pair donors (Lewis), and as sources of hydroxide anions
(Arrhenius). In addition to this, bases can commonly be thought of as any
chemical compound that, when dissolved in water, gives a solution with a
hydrogen ion activity lower than that of pure water, i.e. a pH higher than 7.0 at
standard conditions. Examples of common bases are sodium hydroxide and
ammonia. Type of solution that has a surplus of OH- ions.
Bases can be thought of as the chemical opposite of acids. A reaction between
an acid and base is called neutralization. Bases and acids are seen as opposites
because the effect of an acid is to increase the hydronium ion (H3O+)
concentration in water, whereas bases reduce this concentration. Bases react
with acids to produce water and salts (or their solutions).
‫ القواعد أيضا هي أكاسيد أو‬.‫القاعدة بالكيمياء هي أي مركب كيميائي يمكنه استقبال أيونات الهيدروجين‬
‫ و‬.‫ وتسمى القواعد التي تذوب بالماء باسم القلويات و هي التي تنتج أيونات الهيدروكسيد‬. ‫هيدروكسيدات الفلزات‬
‫كذلك القواعد هي مانحة الكترونات حسب تعريف‬.‫هو ما يعود الى تعريف برونشتد لوري لألحماض و القواعد‬
‫ أي مركب‬,‫تعتبر القواعد‬,‫باالضافة الى ذلك‬.‫لويس و هي مصدر أليونات الهيدروكسيد حسب تعريف ارهينوس‬
‫ أكثر من‬pH ‫ أي مع‬.‫ أيونات الهيدروجين ذات نشاط أقل من تلك الموجودة بالماء‬,‫كيميائي يعطي عند اذابته بالماء‬
‫من األمثلة على القواعد االكثر انتشارا هيدروكسيد الصوديوم و األمونيا( هذه االنواع تنتج كمية كبيرة من‬. 7
.)‫أيونات الهيدروكسيد‬
‫فاألحماض تزيد كمية أيونات‬.‫اذ تقوم القواعد بمعادلة األحماض‬.‫كما تعتبر القواعد كضد كيميائي لألحماض‬
ً ‫ وتتفاعل القواعد مع األحماض فتكون ملحا‬. ‫الهيدروجين في الماء بينما يكتسب المحلول القاعدي تلك األيونات‬
.‫وماء‬
7
Unit 4: pH and acids
Properties:
* Some general properties of bases include:
1. Slimy or soapy feel on fingers, due to saponification of the lipids in human
skin.
2. Concentrated or strong bases are caustic on organic matter and react
violently with acidic substances
3. Aqueous solutions or molten bases dissociate in ions and conduct
electricity.
4. Reactions with indicators: bases turn red litmus paper blue,
phenolphthalein pink, keep bromthymol blue in its natural colour of blue, and
turn methyl orange yellow. the pH is above 7
:‫الخواص‬
: ‫* بعض الخصائص العامة للقواعد وتشمل‬
.‫ وذلك بسبب التصبن من الدهون في الجلد البشري‬، ‫ غروي أو صابوني على األصابع‬.1
.‫القواعد القوية او المركزة كاوية على المواد العضوية و تتفاعل بعنف مع المواد الحمضية‬.2
.‫المحاليل المائية أو القواعد المصهورة تنفصل الى أيونات وتوصل الكهرباء‬.3
‫ القواعد تحول لون ورقة تباع الشمس األحمر للون األزرق والفينولفثالين الى الوردي‬: ‫التفاعالت مع األدلة‬.4
. ‫ و تحول الميثيل البرتقالي لألصفر‬، ‫ والحفاظ على البروموثيمول باألزرق في لونه الطبيعي من اللون األزرق‬،
. 7 ‫الرقم الهيدروجيني هو فوق‬
8
Student activity
Fill the graph below
9
Exercises
Unit 4: pH and acids
Q 1-Fill in the Blanks the characteristic properties of Acids and Bases:
a)
When Metals reacts with Oxygen they produce…………..,which when dissolves in water
produce ………….solution that turns the colour of the litmus paper into…………
b)
When Non- Metals reacts with Oxygen they produce …………..,which when dissolves in
water produce ………….solution that turns the colour of the litmus paper into…………
c(
Acid is a proton ……………
d)
Base is a proton ………….
…..…
e( When …….dissolves in water it produces
H+ and………
…..…
f( When …….dissolves in water it produces OHand ……….
10
Unit 4: pH and acids
Q2: Use the below diagram to classify substances into acids, neutrals and
bases:
:‫متعادالت و قواعد‬,‫استخدم المخطط التالي لتصنيف المواد الى احماض‬
Acids ‫احماض‬
Neutrals ‫متعادالت‬
Q3: List four properties of bases
Bases ‫قواعد‬
‫اذكر اربعة خصائص للقواعد‬
1.……………………………………………………………………………………………………
2.…………………………………………………………………………………………………
3.…………………………………………………………………………………………………
4.…………………………………………………………………………………………………
11
Unit 4: pH and acids
Q4: Choose the correct answer
1(Which one of the following aqueous solutions don’t conduct the electric
current?
a)C6H12O6
b)HCl
c)NaOH
d)H2SO4
2) Potassium Hydroxide (KOH) is strong base because:
a) It dissociates into K+ and OH- ions in aqueous solution
b) It doesn’t dissociate in water to produce ions
c) It lowers the pH of water
3)When an acid neutralizes a base :
a)
A salt is produced
b)
Water is produced
c)
All of the above
4) The pH:
a) measures the concentration of H+ ions in solution.
b) measures the acidity or basicity of solution.
C) is defined as the –log[H+]
d) All the above
12
Unit 4: pH and acids
behaviour Of strong and weak acids and alkalis
‫سلوك األحماض القوية والضعيفة والقلويات‬
21.2 Explain qualitatively the differences in behaviour between strong and weak acids and alkalis in
terms of the extent of dissociation and relate this to the pH scale.
‫يشرح من الناحية النوعية الفوارق بين سلوك األحماض القوية والضعيفة والقلويات القوية والضعيفة بداللة مدى انحاللها اإللكتروليتي‬
.‫مع ربط ذلك مع مقياس الرقم الهيدروجيني‬
Key Vocabulary :
Objectives:
Qualitatively
Differences
Weak acids
Weak base
Alkaline
pH scale.
Strong base
Strong acid
1. Students will know that strong acids
converts blue litmus paper into red
and weak acids converts blue litmus
paper into orange.
2. Students will know that strong bases
converts red litmus paper into dark
blue and weak bases converts red
litmus paper into light blue.
3. Relate change in litmus paper colour
with pH scale
4. Define strong acid, weak acid,
strong base and weak base.
5. Give examples for strong acid, weak
acid, strong base and weak base.
Lab work
Give students samples of ethanoic acid and hydrochloric acid of the same
concentration (e.g. 0.01 mol dm–3). Tell them to work in pairs to predict whether
the pH of the samples will be the same or different and give a reason for their
decision. Then ask them to measure the pH of both solutions (using a pH meter)
or by using litmus paper.
‫( و اطلب‬. 0.01 mol dm–3) ‫اعط الطالب عينات من حمض االيثانويك و حمض الهيدروكلوريك بتركيز متساوي‬
‫منهم ان يقوموا بالعمل في مجموعات ثنائية مثال مالحظة درجة الرقم الهيدروجيني لهما هل هما متماثالن او مختلفان‬
‫ و اطلب منهم ان يقوموا بحساب درجة الرقم الهيدروجيني باستخدام مقياس الرقم‬.‫و اعط تفسيرا لمناقشتهم‬
.‫الهيدروجيني او باستخدام اوراق تباع الشمس‬
* Equipments ‫االدوات الالزمة‬
•Beakers 200ml, 50ml
•Test tubes ‫انابيب اختبار‬
•Litmus papers (red, blue) )‫ ازرق‬, ‫اوراق تباع الشمس (احمر‬
•Ethanoic acid 0.01 mol dm–3 ‫حمض االيثانويك بتركيز‬
•Hydrochloric acid 0.01 mol dm–3 ‫حمض الهيدروكلوريك بتركيز‬
•pH meter ‫مقياس الرقم الهيدروجيني‬
•Sodium hydroxide 0.01 mol dm–3 ‫هيدروكسيد الصوديوم بتركيز‬
•Ammonium hydroxide 0.01 mol dm–3 ‫هيدروكسيد االمونيوم بتركيز‬
13
Unit 4: pH and acids
*Fill the table below after doing the experiment for testing pH for acids
.‫امأل الجدول التالي بعد إجراء التجربة الخاصة بقياس الرقم الهيدروجيني‬
NO.
test tube
‫انبوب االختبار‬
1
Ethanoic acid 0.01 mol
dm–3
‫حمض االيثانويك‬
2
Hydrochloric acid
0.01 mol dm–3
‫حمض الهيدروكلوريك‬
3
Sodium hydroxide
0.01 mol dm–3
‫هيدروكسيدالصوديوم‬
4
Ammonium hydroxide
0.01 mol dm–3 ‫هيدروكسيد‬
‫االمونيوم‬
litmus paper color
‫لون ورقة تباع الشمس‬
pH value
pH ‫الرقم الهيدروجيني‬
* Use the table below to discuss the differences between strong acid
,
weak acid ,strong base and weak base.
.‫ القواعد القوية و القواعد الضعيفة‬,‫ الضعيفة‬,‫استخدم الجدول التالي لبيان الفروق بين االحماض القوية‬
* Strong acid‫الحمض القوي‬
An acid that ionizes completely in a solvent
and releases hydrogen ion in the aqueous
solution.
‫الحمض الذي يـتأين كليا في المحلول و يطلق ايونات الهيدروجين‬
.‫في المحلول المائي‬
HNO3 - nitric acid ‫حمض النتيريك‬
HCl - hydrochloric acid ‫حمض الهيدروكلوريك‬
H2SO4 - sulfuric acid ‫حمض الكبريتيك‬
* Week acid ‫الحمض الضعيف‬
An acid that releases few hydrogen ions in
aqueous solution and ionized partially in
aqueous solution.
‫هو الحمض الذي يطلق ايونات الهيدروجين أقل في المحلول‬
. ‫المائي و ال يتأين كليا في المحلول و انما جزئيا‬
Acetic acid CH3COOH ‫حمض االسيتيك‬
Hydrofluoric acid HF ‫حمض الهيدروفلوريك‬
14
Hydrocyanic acid HCN ‫حمض الهيدروسيانيك‬
Unit 4: pH and acids
Strong base ‫القاعدة القوية‬
A base that ionizes completely in a solvent and release hydroxide ion OH. OH-‫هي القاعدة التي تأين كليا في المحلول و تنتج ايونات الهيدروكسيل‬
Weak base ‫القاعدة الضعيفة‬
A base that releases few hydroxide ions in aqueous solution and ionized
partially in aqueous solution.
.‫هي القاعدة التي تطلق القليل من ايونات الهيدروكسيل في المحلول المائي و تتأين جزئيا في المحلول المائي‬
Q1) Fill the table below
.‫امأل الجدول التالي‬
Weak acids
‫حمض ضعيف‬
Strong acids
‫حمض قوي‬
Weak base
‫قاعدة ضعيفة‬
Strong base
‫قاعدة قوية‬
15
Q2 -Use the pH values below to answer the following question:
pH 1
pH 14
pH 7
pH 4
pH 8
Unit 4: pH and acids
pH 10
Q3: Complete the following statements :
*The more H+ ions in a solution,
The …… the pH,
The …….. The acid
*The more the OH- ions in a solution,
The …… the pH,
The …….. The Base
16
Q4) Chose the correct answer:
1) A liquid that has a sour taste is being tested using blue litmus ,the colour of
the litmus becomes red, so the solution is:
a)Neutral
b)Alkaline
c)Acidic
2) The pH of pure water equals:
a) 3
b) 7
c) 14
3) Which statement is true about the behaviour of acids in aqueous solution?
a)They have pH greater than 7
b) They react with metals to produce Hydrogen
C)They turn red litmus into blue
4) Which statement is false about Alkalis?
a)They react with base to form salt and water
b)They produce ammonia gas when heated with ammonium salt
c)They have soapy slippery feel
5) An iron kettle is coated with a scale of calcium carbonate, the substance that can be used
clean the kettle is:
a)Ammonia solution
b)Vinegar
c)Baking powder
6) To remove an oil stain from a T-shirt, the baking powder was first rubbed on the stain,
The same oil stain is then rubbed with a detergent solution a pungent smell of ammonia is
produced, What are the substances were likely present in the baking powder and detergent
respectively?
a)Sodium chloride and sodium hydroxide
b) Ammonium carbonate and Sodium Chloride
C)Calcium Carbonate and magnesium sulphate
17
Unit 4: pH and acids
changes in pH
21.3 Explain the changes in pH during neutralisation and justify the choice of indicator.
.‫ ويبرر إختياره للدليل‬،‫يشرح التغيّرات في الرقم الهيدروجيني) األس الهيدروجيني (أثناء تفاعل التعادل‬
Key Vocabulary:
Objectives:
Neutralisation
Indicator
Changes
Reaction
pH
Choice
Equivalence point
1. Define neutralisation, indicator.
2. Justify the choice of indicator.
3. Explain the changes of pH during
neutralisation reaction.
Equivalence point.
The point at which the two solutions used in a titration are present in chemically
equivalent amounts.
-:‫نقطة التكافؤ‬
.‫ تكافؤات) المواد الكيميائية بين محلولين في تفاعل معايرة‬,‫هي النقطة التي تتعادل فيها كميات ( موالت‬
Titration.
a method to determine the concentration of a substance in solution by adding a
solution of known volume and concentration until the reaction is completed,
which is usually indicated by a change in color.
-:‫المعايرة‬
‫هي طريقة لتحديد تركيز مادة في محلول ما باضافة محلول معلوم الحجم والتركيز حتى يكتمل التفاعل و الذي يحدد‬
.‫عادة بتغير في لون الدليل‬
Titrant solution.
a solution of known concentration that is used to titrate a solution of unknown
concentration.
-:‫المحلول العياري‬
.‫محلول معلوم التركيز يستخدم في معايرة محلول مجهول التركيز‬
18
Unit 4: pH and acids
The Equivalence Point
As titrant is added to the flask containing the solution of unknown
concentration, pH is measured. A distinctively shaped graph, called a titration
curve, results when pH is plotted against titrant volume. Figure 18 shows a
typical example. Because the curve is steep at the equivalence point, it is
easy to locate the exact volume that corresponds to a pH of 7.00.
‫يضاف المحلول المعاير الى الدورق الذي يحتوي على محلول مجهول التركيز و يتم قياس الرقم الهيدروجيني‬
‫و يبين المخطط الذي يدعي بمنحنى المعايرة الناتج عن وضع الرقم الهيدروجيني مقابل حجم المحلول العياري‬
‫ هذا بدقة والن المنحني شديد األنحدار عند نقطة التكافؤ لذا فمن السهل تحديد الحجم الحقيقي‬18 ‫و يبين شكل‬
.7 ‫المقابل لدرجة الرقم الهيدروجيني‬
A titration is exact only if the equivalence point can be accurately
detected. A pH meter can be used to monitor the pH during the
titration, and indicators are also commonly used to detect the
equivalence point.
‫ و يمكن قياس الرقم الهيدروجيني‬. ‫المعايرة تكون دقيقة اذا كان من الممكن تحديد نقطة نهاية المعايرة بدقة‬
.‫بواسطة مقياس الرقم الهيدروجيني االلكتروني خالل عملية المعايرة و كذلك تحديد نقطة التكافؤ‬
Figure 18
A) Look at the above diagram then answer the following questions
‫انظر الى المخطط في االعلى و اجب عن االسئلة التالية‬
1. What is pH value when the volume is 15 ml ?...............................
2.What is the volume at the Equivalence Point?................................
3. What is the best indicator should be used in the above titration?........................
19
Unit 4: pH and acids
Selecting a Suitable Indicator‫اختيار الدليل المناسب‬
All indicators have a transition range in this range, the indicator is partly in
its acidic form and partly in its basic form.Thus, the indicator’s color is
intermediate between those of its acid and base colors. Figure 19
illustrates the transition range for two typical indicators, bromthymol blue
and phenolphthalein.
‫لكل األدلة مدى انتقالي محدد لعملها والدليل يكون جزئيا في حالة حمضية وجزئيا في حالة قاعدية ولون الدليل‬
.‫ البروموثيمول األزرق والفينولفثالين‬،‫والشكل المجاور يوضح المدي األنتقالي لدليلين‬. ‫هولون الحالة الوسطي‬.
A) What is the color of bromothymol blue in acidic solution?
‫ما هو لون البروموثيمول االزرق في الوسط الحمضي ؟‬
………………………………………………………………………………………
B) What is the color of bromothymol blue in basic solution?
‫ما هو لون البروموثيمول في الوسط القاعدي؟‬
…………………………………………………………………………..……………
C) What is the color of phenolphthalein in acidic solution?
‫ما هو لون الفينولفثالين في الوسط الحمضي؟‬
………………………………………………………………………………………….
D) What is the color of phenolphthalein in basic solution?
‫ما هو لون الفينولفثالين في الوسط القاعدي ؟‬
……………………………………………………………………………….………….
20
Unit 4: pH and acids
Q1) Complete the table below:
Indicator
‫الدليل‬
Color of Indicator in acid
‫لون الدليل في الوسط الحمضي‬
Color of Indicator in base
‫لون الدليل في الوسط القاعدي‬
pH range
‫مدى الرقم الهيدروجيني‬
Litmus paper
‫تباع الشمس‬
Phenolphthalein
‫الفينولفثالين‬
Methyl orange
‫الميثيل البرتقالي‬
Q2) Complete the table below ‫اكمل الجدول التالي‬
PH Value
‫قيمة الرقم الهيدروجيني‬
Acid / Base
‫حمض \ قاعدة‬
0
1
strong acid
2
4
7
8
10
12
strong base
14
21
Unit 4: pH and acids
Salts from acids and bases
‫أمالح من أحماض وقواعد‬
21.4 Make salts from acids and bases by a variety of methods.
،‫قاعدة غير قابلة للذوبان‬+ ‫قم بتحضير أمالح بإستخدام طرائق مثل حمض‬.‫يحضّر أمالحا ً من أحماض وقواعد بواسطة طرائق مختلفة‬
‫ وبواسطة الترسيب والتعادل مع استخدام دليل‬،‫كربونات‬+‫حمض‬
Key Vocabulary:
Objectives:
-Salts
- hydrochloric
-Acids
- nitric acid
-Bases
- copper oxide
-Variety
- sodium hydroxide
-zinc
-sodium
-sulfuric acid
-calcium carbonate
-Strong acid
-Weak acid
-Strong alkali
-Weak alkali
- Students will prepare a range of salts
by the following methods:
1. acid + metal (e.g. zinc and
hydrochloric acid);
2. acid + alkali (e.g. sodium hydroxide
and nitric acid);
3. acid + base (e.g. copper oxide and
sulfuric acid);
4. acid + carbonate (e.g. calcium
carbonate and hydrochloric acid).
- Students will complete range of
incomplete word equations to by filling in
missing words.
22
Unit 4: pH and acids
Ways of preparing salts ‫طرق تحضير االمالح‬
* First: Acid – Carbonates
When acids react with carbonates, such as calcium carbonate (found in
chalk, limestone and marble), a salt, water and carbon dioxide are made. In
general,
acid + metal carbonate
salt + water + carbon dioxide
‫ الكربونات‬- ‫حمض‬
‫عندما يتفاعل الحمض مع الكربونات مثل تفاعل كربونات الكالسيوم ( التي توجد في الطباشير و الحجر الجيري) مع‬
.‫الحمض يتشكل ملح و ماء و ثاني اوكسيد الكربون بشكل عام‬
‫ ثاني اوكسيد الكربون‬+ ‫ ماء‬+ ‫ملح‬
‫ كربونات المعدن‬+ ‫حمض‬
Complete the following word equations and balance them
‫اكمل المعادالت التالية و من ثم قم بموازنتها‬
a. acid + carbonate → __________+ __________ + __________
1. HCl + CaCO3
CaCl2 + H2O + CO2
2. HCl + Na2CO3
………… + …………… + ………….
3. H2SO4 + CaCO3
………… + …………… + ………….
4. H2SO4 + Na2CO3
………… + …………… + ……….
5. HNO3 + Mg CO3
………… + ………….... + …………
23
Unit 4: pH and acids
•Second: Acid - Reactive metals
Acids will react with reactive metals, such as magnesium and
zinc, to make a salt and hydrogen. In general,
acid + metal
salt + hydrogen
‫ الفلز النشط‬-‫حمض‬
‫تتفاعل االحماض مع الفلزات النشطة مثل المغنيسيوم و الخارصين لينتج الحمض و غاز‬
‫الهيدروجين‬
‫ فلز‬+ ‫حمض‬
‫ هيدروجين‬+ ‫ملح‬
Q1) Complete the following word equations and balance them
‫اكمل المعادالت التالية و من ثم قم بموازنتها‬
1. Ca + HCl
2. Na + HCl
3. Ca + H2SO4
CaCl2 + H2
………………..
+ ……………..….
…………..….
+ ………………..
4. Na +
H 2SO4
………………
+ ……….………
5. Zn +
HNO3
.......................
+ ........................
24
Unit 4: pH and acids
Third: Acids and metal oxides, hydroxides
When acids react with metal oxides, hydroxides, a salt and water are made.
A) acid + metal oxide
b) acid + metal hydroxide
salt + water
salt + water
‫ هيدروكسيد المعدن‬,‫ اوكسيد المعدن‬-‫ حمض‬:‫ثالثا‬
. ‫عندما يتفاعل الحمض مع اكاسيد المعادن و هيدروكسيدات الفلزات ينتج الماء و الملح‬
‫ ماء‬+ ‫ < ملح‬---- ‫ اوكسيد الفلز‬+ ‫حمض‬
‫ ماء‬+ ‫< ملح‬---- ‫ هيدروكسيد الفلز‬+ ‫حمض‬
Complete the following word equations
:‫اكمل المعادالت التالية و من ثم قم بموازنتها‬
a. copper oxide + sulfuric acid → __________ + __________
1. HCl + CaO
…………… + ………….
2. HCl + Na2O
…………… + ………….
3. H2SO4 + ZnO
…………… + ………….
4. H2SO4 + FeO
…………… + ……….
5. HNO3 + NaOH
.................... + ..................
25
Unit 4: pH and acids
* Fourth Acids and bases
When acids react with bases, a salt and water are made. This reaction is called
neutralization. In general,
acid + Base
salt + water
‫ قاعدة‬-‫حمض‬
.‫عندمل يتفاعل الحمض مع القاعدة يتكون الملح و الماء و يسمى التفاعل تفاعل تعادل‬
‫ ماء‬+ ‫ملح‬
‫ قاعدة‬+‫حمض‬
Complete the following word equations
‫اكمل المعادالت التالية و من ثم قم بموازنتها‬
acid + Base
salt + water
a. copper Hydroxide + sulfuric acid
1. HCl + Ca(OH) 2
__________ + __________
…………… + ………….
2. HCl + NaOH
…………… + ………….
3. H2SO4 + Zn(OH)2
…………… + ………….
4. H2SO4 + Fe(OH)3
…………… + ……….
5. HNO3 + NaOH
.................... + .................
26
Unit 4: pH and acids
pH of buffer solutions
‫الرقم الهيدروجيني‬pH ‫للمحاليل‬
24.5 Know the mechanism by which the pH of buffer solutions remains stable, give examples and state
their composition.
‫ مع إعطاء أمثلة على ذلك وذكر تركيب هذه‬،‫ للمحاليل المنظمة مستقرا‬pH ‫يعرف اآللية التي بواسطتها يبقى الرقم الهيدروجيني‬
.‫المحاليل‬
Objectives:
Key Vocabulary:
1. Defin buffer solution
Mechanisms
2. Explain the mechanism of buffer
solution.
Buffer solution
Compostion.
3. List example for mechanism of
buffer solution.
4. State the composition of buffer
solution.
Mixture
Resist
Buffers solutions:
 buffers are solutions that resist changing pH when small amounts of acid or
base are added they resist changing pH by neutralizing added acid or base
‫هو المحلول الذي يقاوم التغيير في الرقم الهيدروجيني عندما يتم اضافة كمية قليلة من الحامض او القاعدة يقاوم التغيير في‬
.‫الرقم الهيدروجيني بواسطة تعادل الحمض أو القاعدة المضافة‬
What is the components of a buffer solution: ‫ماهي مكونات المحاليل المنظمة‬
It is a mixture of weak acid and its salt: ‫هو خليط من حامض ضعيف وملحه‬
CH3COOH
is weak acid
CH3COONa
is Salt of weak acid
-
CH3COOH / CH3COO
Buffer
27
The Mechanisms of buffer solution to remain stable:
Unit 4: pH and acids
 If base is added (OH-):
It will be buffered by the following reaction
CH3COOH + OH-
CH3COO- + H2O
So the pH will not change. the weak acid present in the buffer mixture can
neutralize added base.
‫اذا تم اضافة ايون الهيدروكسيد الى محلول حامضي فان الرقم الهيدروجيني سوف لن يتغير وذلك الن الحامض الضعيف‬
OH - ‫الموجود الذي تكون في التفاعل سوف يتم معادلته بواسطة القاعدة المضافة (ايون الهيدروكسيد‬
 If acid (H+) is added:
it will be buffered by the following reaction,
CH3COO- + H+
CH3COOH
The pH will not alter significantly because the CH3COOH formed is a weak acid
‫اذا تم اضافة ايون الهيدروجين الى محلول حامضي فان الرقم الهيدروجيني سوف لن يتغير كثيرا وذلك الن الناتج المتكون هو حامض‬
‫ضعيف‬
Exercises
Q.1: Complete the following, choose the words from the box
below: ‫اختار االجابة الصحيحة من الصندوق‬, ‫اكمل الفراغات‬
Salt ‫ملح‬, Acetate ‫ خالت‬, Buffer‫ المحلول المنظم‬, acetic acid
‫حامض الخليك‬
1-………………is a solution that resist change in the pH upon adding
few amounts of acid or base
‫هو المحلول الذي يقاوم التغيير في الرقم الهيدروجيني اذا تم اضافة اي حامض او قاعدة اليه‬
2- If base is added to acetic acid /acetate buffer solution, it will be neutralizes
by …………………… ‫اذا تم اضافة قاعدة الى حامض الخليك فان ملح الخالت سوف يتكون وسوف يتم معادلته بواسطة‬
3- if acid is a added to acetic acid/ acetate buffer solution, it will be neutralizes
by:…………………..
............................. ‫اذا تم اضافة حامض الى حامض الخليك فان المحلول المتكون سوف يتم معادلته بواسطة‬
28
Q2 :The following figure represents a buffer system:
‫الشكل التالي يوضح محلول منظم‬
a) Look at the figure and identify the components of the buffer system?
: ‫انظر الى المحلول اعاله ثم استخرج مكونات المحلول المنظم‬
i(Which part of the buffer system represents weak acid? …………………………….
‫اي جزء من المحلول المنظم يمثل حامض ضعيف‬
ii)Which part of the buffer system represents salt of the weak acid?........................
‫اي جزء من المحلول المنظم يمثل ملح لحامض‬
‫ضعيف‬
b) If few amount of acid is added , which part of the system will buffer the added acid
………………………………….
‫اذا تم اضافة كمية قليلة من حامض اي جزء‬
‫من النظام سوف يقاوم الحامض المضاف‬
Write the buffering equation
‫اكتب معادلة المحلول النمظم‬
…………………………………
29
Q3: Choose from the answers bank below the proper answer to fill in the blanks
)‫تخير االجابة الصحيحة (استخدم الكلمات الموجودة في الصندوق‬
Lime ‫ الجير‬, Antacid
‫ دواء مضاد للحموضة‬, vinegar
‫ خل‬,sodium bicarbonate ‫بيكربونات الصوديوم‬
1(………… neutralize excess acid produced by the stomach
used to relief heart burn
2(Bee sting injects acid inside your body, it is neutralized by …………….
____________ ‫لسعة النحلة تفرز حمض داخل الجسم يتم معادلته بواسطة‬
3(Wasp sting injects base inside your body, it is neutralized by……………..
__________ ‫لدغة الزنبور تفرز قاعدة داخل الجسم يتم معالجتها بواسطة‬
4( Acidic soil can be neutralized by adding ……………..
_____________ ‫التربة الحامضية يتم معادلتها بواسطة اضافة‬
30
Unit 4: pH and acids
Periodic table trends oxides
‫اتجاه الجدول الدوري مع االكاسيد‬
21.6: Know how the basicity/acidity of oxides changes across groups of the periodic table and that some oxides
show both acidic and basic properties.
.‫ حمضية األكاسيد عبر مجموعة الجدول الدوري وأن بعض األكاسيد تظهر خصائص حمضية وقاعدية في نفس الوقت‬/‫يعرف كيف تتغير قاعدية‬
Key Vocabulary:
Objectives:
Periodic table
1. Define acidic oxide , basic oxide
and Amphoteric oxides
Group
2. Explain the strength of acidity of
oxides across periodic table.
Period
Acidic oxide
2. Explain the strength of basicity of
oxides across periodic table.
Basic oxide
3. State some example of oxides that
show both acidic and basic properties
Amphoteric oxides
Periodic table trend oxides

Acidic oxides are those that react with OH- ions to form a salt and water. they are
soluble in water, they form an acidic solution.
‫االكاسيد الحامضية هي االكاسيد التي تتفاعل مع ايون الهيدروكسيد لتكوين ملح وماء وهي تذوب في الماء وتكون محلول حامضي‬
e.g.
CO2 + H2O
H2CO3
H+ + HCO3

Basic oxides are those that react with H+ ions to form a salt and water. if they are
soluble in water, they form a basic solution. Most oxides are not soluble, but Group 1
oxides dissolve.
‫ اذا كانت تذوب في الماء فسوف تكون‬, ‫االكاسيد القاعدية هي االكاسيد التي تتفاعل مع ايون الهيدروجين لتكوين ملح وماء‬
‫ من الجدول الدوري تذوب‬1 ‫ معظمها التذوب في الماء فقط اكاسيد المجموعة‬, ‫محلول قاعدي‬
e.g.
Na2O + H2O
2Na+ + 2OH31

Amphoteric oxides :Some oxides exhibit both acidic and basic properties
They are able to react with both H+ and OH- and such compounds are usually found as
oxides of elements located near the middle of the Periodic Table.
e.g. PbO + 2H+
Pb2+ + H2O
‫ بعض االكاسيد لها صفات االكاسيد الحامضية والقاعدية مع بعض فهي لها القابلية في التفاعل مع ايون‬:‫االكاسيد المترددة‬
‫الهيدروجين والهيدروكسيد وهي توجد بالقرب من منتصف الجدول الدوري‬
General Rules:
In general, the electropositive character of the oxide's central atom will determine
whether the oxide will be acidic or basic. The more electropositive the central atom the
more basic the oxide. The more electronegative the central atom, the more acidic the
oxide. Electropositive character increases from right to left across the periodic table
and increases down the column.
:‫قواعد عامة‬
‫ فان الشحنة الكهروموجبة للذرة المركزية لألوكسيد هي التي تحدد ماذا كان االوكسيد قاعدي او حامضي وتقيس ايضا مدى‬، ‫عامة‬
‫ فكلما كانت الشحنة الكهروموجبة كبيرة كلما كان االوكسيد قاعدي قوي وعلى العكس كلما‬,‫قوة حامضية وقاعدية هذه االكاسيد‬
. ‫كانت الشحنة الكهروسالبة كبيرة كلما كان االوكسيد حامضي قوي‬
.‫خالل الجدول الدوري فان الشحنات الكهرروموجبة تزداد كلما اتجهنا من اليمين الى اليسار ومن االعلى الى االسفل‬
32
Exercises
Q.1: state weither the statement is true or fules then correct the fules
one
‫قرر ماذا كانت العبارات التالية صحيحة ام خاطئة ثم صحح العبارات الخاطئة‬
a)
In oxide acidity character increase across a row in the periodic table from left
to right (
).
‫في االكاسيد فان الصفات الحامضية تزداد عبرعناصر الدورة الواحدة كلما اتجهنا من اليسار الى اليمين في الجدول الدوري‬
b) In oxide basicity character decrease down a group in the periodic table.(
).
‫في االكاسيد فان الصفات القاعدية تقل عبر المجموعة الواحدة كلما اتجهنا اسفل الجدول الدوري‬
(c) The stronder acid oxide tend to be found down the Periodic Table (
‫اقوى االكاسيد الحامضية يوجد اسفل الجدول الدوري‬
(d) The most basic oxide tend to be found right the Periodic Table
‫اقوى االكاسيد القاعدية يوجد يمين الجدول الدوري‬
(
).
).
Q.2: List some typical characteristics of basic oxides.
‫عدد بعض صفات االكاسيد القاعدية‬
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
Q.3: List some typical characteristics of acidic oxides.
‫عدد بعض صفات االكاسيد الحامضية‬
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
Q.4: Give an example of an amphoteric oxide and give two typical reactions:
‫عدد بعض االمثلة عن االكاسيد التي فيها الصفات القاعدية والحامضية مع بعض واكتب تفاعلين كيميائيين لها‬
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
33
Unit 4: pH and acids
Brønsted–Lowry theory
21.7 Understand and use the Brønsted–Lowry theory of acids and bases.
‫يفهم ويستخدم نظرية ”برونستيد“ – الوري’ لألحماض والقواعد والتي تقول أن التفاعالت بين األحماض والقواعد هي مجرد تحويل بروتون من‬21.7
.‫مادة الى أخرى‬
Key Vocabulary:
Objectives:
Bronsted _lowry theory
Explain and use the Brønsted–Lowry
theory of acids and bases.
Brønsted-Lowry for Acids and Bases
Johannes Brønsted
(1879-1947)
Denmark
Thomas Lowry
(1874-1936)
England
Acid = substance that donates a proton.
‫الحامض هو المادة التي تمنح بروتون‬
Base = substance that accepts a proton.
‫ هي المادة التي تستقبل بروتون‬:‫القاعدة‬
dd+
1+
1-
+
NH3
(base)
H2O
(acid)
OHNH4+
ammonium ion hydroxide ion
34
Q.1: - According to Brønsted –Lowry theory of acids and bases
‫استنادا الى نظرية برونستد_لوري للحامض والقاعدة‬
Define the following:
‫عرف مايلي‬
a) Acid ‫الحامض‬:…………………………….
‫القاعدة‬:……………………………
b) Base
Q.2:- Use Brønsted –Lowry theory of acids and bases to state which is the acid and which
is the base in the following reactions. ‫حسب نظرية برونستد_لوري قرر اين الحامض والقاعدة في المعادالت‬
‫الكيميائية ادناه‬
H3O+ + NO3-
a) HNO3 + H2O
……………………………………………………………………….
NH4+ +Br-
b) NH3 + HBr
……………………………………………………………………..
‫اكمل مايلي‬
Q3 :Complete the following
+
+
(acid)
+
water
HCl
-
H2O
-
…………
…………
…………….
…………….
-
+
+
+
(base)
Water
NH3
H2O
ammonium ion
NH4+
………………….
OH-
35