חומצה היא תרכובת המתפרקת בתמיסה מימית ליצירת רכיב שלילי ופרוטון (+H). ככל שהקשר בין הרכיב השלילי לפרוטון חלש יותר כך החומצה הינה חזקה יותר (או כפי שהגדרת בשאלתך, "אלימה" יותר). הפרוטונים המשוחררים אל התמיסה מגיבים עם מולקולות מים ליצירת יוני הידרוניום (+H3O), אשר ככל שריכוזם גבוה כך עולה החומציות של התמיסה ויורד ערך ההגבה שלה (ה-pH). כלומר, אלימות או חוזק של חומצה באים לתאר את החומצה כחומר והפוטנציאל שלו להשפיע על תמיסה מימית. לעומת זאת, חומציות הוא מושג המתאר את ריכוז יוני ההידרונים בתמיסה.

ניתן לקרוא באתר עוד על חומצות ובסיסים ועל ערך ה-pH.

הדגמה של ההבדל בין חומצה חזקה לחומצה חלשה: חומצה חזקה כמעט ולא מתחרה עם מולקולות מים על אחיזת הפרוטונים, ולכן כאשר נוסיף לתמיסה מימית חומצה חזקה, כמעט כל מולקולות החומצה החזקה יאבדו את הפרוטונים שלהן לטובת מולקולות המים. לעומת זאת, אם נוסיף חומצה חלשה למים היא תחל לשחרר פרוטונים, אך רק עד לנקודה מסוימת בה ריכוז הפרוטונים שנבנה בתמיסה יאפשר שיווי משקל בין קצב שחרור הפרוטונים מהחומצה אל התמיסה לקצב קליטת הפרוטונים חזרה מהתמיסה אל הרכיב השלילי של החומצה.

נדמה שבשאלה התעניינת גם במנגנון האלימות של חומצה: אלימות של חומצה היא בראש ובראשונה תוצאה של חוזק החומצה, ולרמת החומציות של התמיסה בה היא נמצאת יש חשיבות משנית (לרוב, תמיסות של חומצות חזקות יהיו מאוד חומציות אך חוזק החומצה ולא חומציות התמיסה הוא שקובע את "אלימות" החומר).


מימין: כוויה כימית - תוצאה אפשרית של מגע חומצה חזקה עם חומר ביולוגי. משמאל - הסמל האירופי הרשמי לסימון חומרים קורסיביים (מקור התמונות מויקיפדיה).

כאשר חומצה חזקה נמצאת בבקבוק זכוכית, אשר אינו בנוי מחומר שיודע לקלוט פרוטונים אין שום תגובה אלימה. זאת למרות שהפרוטונים שהחומצה יודעת לשחרר הם מאוד בלתי יציבים. בתוך בקבוק הזכוכית אפשר להמשיל את הפרוטון לאדם מאוד כועס ואלים הממוקם בלב מדבר; סביבו רק חול ולמרות כל הכעס העצור בו, אין לאדם הזה שום יכולת לפרוק את מטענו באופן אפקטיבי, פרט לצעקות שאף אחד לא ישמע.

לעומת זאת, כאשר חומצה חזקה באה במגע עם חומרים שיודעים לקלוט פרוטונים היא תפרוק את הפרוטונים שלה מהר ככל שיתאפשר. מאחר והפרוטונים מאוד בלתי יציבים ונמצאים בריכוז מיקומי מאוד גבוה, הם יגיבו עם החומרים בכל אופן אפשרי, ישיר או עקיף; תגובות סתירה, חמצון ופירוק או יצירה של קשרים כימיים. חלק מהתגובות יכול להיות גם מלווה בשחרור אנרגית חום. כאשר החומר איתו באה החומצה החזקה במגע הוא חומר ביולוגי דוגמת גוף האדם, אזי התוצאה הרפואית של אותה שרשרת תגובות נקראת כוויה כימית.

אופי כזה של תגובה מכונה תגובה קורוסיבית והוא אינו ייחודי רק לחומצות חזקות; לצידן ניתן למצוא חומרים בלתי-יציבים נוספים כמו הבסיסים החזקים. לצד "אי-היציבות" של חומר, משפיעים על עצמת התגובה גם מאפיינים נוספים דוגמת זמן החשיפה. משום כך, לצד החומצות החזקות, ניתן למצוא בין החומרים הקורוסיבים גם מספר חומצות חלשות, אשר בהינתן זמן חשיפה מספיק הן יכולות גם כן לגרור תגובה קורוסיבית.

לסיכום, בתשובה ניסיתי לגעת בשתי דרכים בהן ניתן היה לפרש את שאלתך: מה הקשר בין חוזק של חומצה לחומציות של תמיסה? ומה הופך חומצה לאלימה?

מאת: דניאל בן הלוי
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

4 תגובות

  • DALIT

  • ריטה קגן

  • חיים חביב

    טיפול בכוויה כימית

    הטיפול המיידי הוא שטיפה בהרבה הרבה מים ופינוי מידי לבית החולים.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    2 מנגנוני אלימות נוספים

    כתוספת לתשובה, אפשר לציין שיש חומצות שהן "אלימות" (בכוונה של תוקפות חומרים אחרים, בייחוד ביולוגים) במנגנונים אחרים, שלא קשורים ליכולת שיחרור הפרוטון:
    מנגנון 1, חומצה גופרתית מרוכזת, H2SO4, היא חומר מאוד היגרוסקופי - כלומר סופח מים, וכל דבר שבא איתה במגע מתייבש באופן מיידי, ועובר תגובות כימיות מסוג דהידרציה, למשל סוכר שבא במגע עם ח. גופרתית הופך לפחם.
    מנגנון 2, יש חומצות בהן החלק השני של החומצה (האניון שקשור לפרוטון) הוא מחמצן מאוד חזק, למשל חומצה חנקתית HNO3 - שבה היון  -NO3 הוא מחמצן, ולכן כל מה שבא איתה במגע נפגע על ידי תהליכי חימצון אלימים ביותר.