??????? ??????? ?? ???????? Normality N by aBfW1js

VIEWS: 282 PAGES: 24

									                                                  ‫التحليل الكيميائي‬

     ‫تعتبر الكيمياء التحليلية أحد فروع علم الكيمياء الهامة التي تبحث في التعرف على التركيب الكيميائي للمواد الطبيعية والصناعية وفصلها‬
                                     ‫ومعرفة مكوناتها وتقديرها تقديراً كميا ً . ينقسم هذا الفرع إلى عدة طرق يمكن إستخدامها منها:‬
                                                                                  ‫1 / التحليل الوصفي ‪: Qualitative Analysis‬‬
   ‫هو مجموعة العمليات التي يتم فيها الكشف عن تركيب المواد أو المركبات أو العناصر الداخلة في تركيب مادة معينة أو خليط من المواد .‬
                                               ‫العمليات التي تتبع في التحليل الوصفي قد تكون سهلة مثل التعرف علي األيونات غير‬
                                                                        ‫العضوية الشائعة وقد تكون معقدة مثل التحليل النوعي للسبائك .‬
        ‫في التحليل الوصفي نجد اإلجابة علي السؤال ماهي مكونات العينة المحللة وهو تحليل يمكن من معرفة العناصر الكيميائية‬
                                    ‫المكونة للمادة تحت اإلختيار أو معرفة األيونات أو المجموعات الذرية التي تدخل في تركيبها.‬
     ‫يستخدم الدارس في التحليل الوصفي حاسة اإلبصار لإلستدالل علي تصاعد الغازات أو تكوين الرواسب أو تغير لون .‬
                                                                       ‫2 / التحليل الكمي ‪: Quantitative Analysis‬‬
     ‫يعني التحليل الكمي للمواد بتقدير كمية (مقدار) المادة كوحدة واحدة عند وجودها في أي من الحاالت الثالث (سائل , غاز ,‬
                               ‫صلب) أو تقدير نسبة وجود بعض أو كل العناصر الداخلة في تركيب المركب الكيميائي أو الخليط.‬
                   ‫ويمكن تقسيم طرق التحليل الكمي إلى ثالثة أقسام رئيسية وذلك اعتماداً على الوسيلة المستخدمة إلجراء التحليل:‬
  ‫أ / التحليل الحجمي : يهدف التحليل الحجمي إلى تعيين الحجم من محلول معلوم التركيز (محلول قياسي) الذي يتفاعل كميا ً مع‬
                                                                     ‫حجم معين من المحلول المجهول التركيز والمطلوب تعيينه.‬
    ‫ب / التحليل الوزني : يعرف التحليل الوزني بانه تلك العمليات التي تتضمن فصل المكون المطلوب تقديره في أنقى صورة‬
 ‫ممكنة (غير قابلة للذوبان) يسهل وزنها ويمكن حساب مقدار المكون (أو الشق أو العنصر) بعد ذلك بطريقة الحساب الكيميائي.‬
                                                                               ‫ج / التحليل بإستخدام األجهزة (التحليل اآللي) :‬
 ‫تعتمد هذه الطرق على بعض الخواص الفيزيائية والكيميائية في أغراض التحليل الكيميائي ولذلك فإنها تستخدم بعض األجهزة‬
‫لقياس خصائص محددة للمواد المطلوب تحليلها شريطة أن يتناسب مقدار الخاصية تناسبا ً طرديا ً مع مقدار المادة تحت االختيار.‬
  ‫إنهاء‬
                                                  ‫التحليل الكيميائي‬

     ‫تعتبر الكيمياء التحليلية أحد فروع علم الكيمياء الهامة التي تبحث في التعرف على التركيب الكيميائي للمواد الطبيعية والصناعية وفصلها‬
                                     ‫ومعرفة مكوناتها وتقديرها تقديراً كميا ً . ينقسم هذا الفرع إلى عدة طرق يمكن إستخدامها منها:‬
                                                                                  ‫1 / التحليل الوصفي ‪: Qualitative Analysis‬‬
   ‫هو مجموعة العمليات التي يتم فيها الكشف عن تركيب المواد أو المركبات أو العناصر الداخلة في تركيب مادة معينة أو خليط من المواد .‬
                                               ‫العمليات التي تتبع في التحليل الوصفي قد تكون سهلة مثل التعرف علي األيونات غير‬
                                                                        ‫العضوية الشائعة وقد تكون معقدة مثل التحليل النوعي للسبائك .‬
        ‫في التحليل الوصفي نجد اإلجابة علي السؤال ماهي مكونات العينة المحللة وهو تحليل يمكن من معرفة العناصر الكيميائية‬
                                    ‫المكونة للمادة تحت اإلختيار أو معرفة األيونات أو المجموعات الذرية التي تدخل في تركيبها.‬
     ‫يستخدم الدارس في التحليل الوصفي حاسة اإلبصار لإلستدالل علي تصاعد الغازات أو تكوين الرواسب أو تغير لون .‬
                                                                       ‫2 / التحليل الكمي ‪: Quantitative Analysis‬‬
     ‫يعني التحليل الكمي للمواد بتقدير كمية (مقدار) المادة كوحدة واحدة عند وجودها في أي من الحاالت الثالث (سائل , غاز ,‬
                               ‫صلب) أو تقدير نسبة وجود بعض أو كل العناصر الداخلة في تركيب المركب الكيميائي أو الخليط.‬
                   ‫ويمكن تقسيم طرق التحليل الكمي إلى ثالثة أقسام رئيسية وذلك اعتماداً على الوسيلة المستخدمة إلجراء التحليل:‬
  ‫أ / التحليل الحجمي : يهدف التحليل الحجمي إلى تعيين الحجم من محلول معلوم التركيز (محلول قياسي) الذي يتفاعل كميا ً مع‬
                                                                     ‫حجم معين من المحلول المجهول التركيز والمطلوب تعيينه.‬
    ‫ب / التحليل الوزني : يعرف التحليل الوزني بانه تلك العمليات التي تتضمن فصل المكون المطلوب تقديره في أنقى صورة‬
 ‫ممكنة (غير قابلة للذوبان) يسهل وزنها ويمكن حساب مقدار المكون (أو الشق أو العنصر) بعد ذلك بطريقة الحساب الكيميائي.‬
                                                                               ‫ج / التحليل بإستخدام األجهزة (التحليل اآللي) :‬
 ‫تعتمد هذه الطرق على بعض الخواص الفيزيائية والكيميائية في أغراض التحليل الكيميائي ولذلك فإنها تستخدم بعض األجهزة‬
‫لقياس خصائص محددة للمواد المطلوب تحليلها شريطة أن يتناسب مقدار الخاصية تناسبا ً طرديا ً مع مقدار المادة تحت االختيار.‬
  ‫إنهاء‬
                                            ‫التحليل الحجمي‬



                                                                                        ‫طرق التحليل الحجمي:‬
    ‫تعتبر طرق التحليل الحجمي من الطرق المستخدمة كثيرا في التحليل الكيميائي الكمي وذلك لسرعتها وسهولة التعامل‬
     ‫معها إضافة لبساطة األدوات المستعملة فيها وتعتمد هذه الطرق في تقدير تركيز المجهول من معرفة‬
   ‫حجم محلول الكاشف (‪ )Reagent‬ذي التركيز المعلوم الالزم إلتمام التفاعل ، فهو عبارة عن‬
        ‫تقدير الحجم في محلول معلوم التركيز بالضبط الذي يتفاعل تفاعال كميا مع محلول المادة‬
       ‫المراد تقديرها. الطريقة المستخدمة في التحليل الحجمي هي المعايرة والتي تعرف بانها :‬
   ‫العملية التي تتم بها اإلضافة البطيئة لمحلول قياسي من السحاحة للمادة المحللة حتي يتم التفاعل‬
                                                                               ‫بصورة كاملة .‬
                                                ‫من الشروط الواجب توافرها إلجراء المعايرة :‬
                                                   ‫1 / تمثيل التفاعل بمعادلة كيميائية موزونة .‬
                                                                   ‫2 / أن يكون التفاعل سريع .‬
                                                           ‫3 / أال تكون هناك تفاعالت جانبية .‬
                               ‫4 / أن يكون التفاعل كامال تتحول فيه المتفاعالت لنواتج معلومة .‬
         ‫5 / أن يستدل علي نهاية التفاعل بتغير مرئي في احد خصائص المحلول كتغير اللون أو‬
                                                                        ‫تكوين راسب وغيرها .‬

‫إنهاء‬
                                         ‫المحلول القياسي‬


                                                                                       ‫نقطة النهاية :‬
       ‫هي النقطة التي يظهر فيها أن التفاعل قد تم وذلك بحدوث تغير فيزيائي كتغير لون المحلول أو‬
                                                                                      ‫ظهور راسب .‬
                                                                                        ‫نقطة التكافؤ :‬
     ‫هي النقطة التي يكون عندها كمية المحلول القياسي المضاف من السحاحة يكافيء كيميائيا كمية‬
  ‫المادة المحللة يصعب تحديدها بدقة متناهية ويجب أن يكون فرقها عن نقطة النهاية قليل جدا بحيث‬
                                                                                      ‫يمكن إهماله .‬
                                                                                 ‫المحلول القياسي :‬
  ‫هو المحلول المعلوم التركيز (‪ )Standard Solution‬وهو يحتوي علي مقدار معلوم من‬
                        ‫المادة المذابة في لتر من المحلول (ويعبر عنه بوحدات الموالرية أو العيارية).‬
                    ‫والمحلول القياسي يجب أن يتميز ببعض الخصائص نذكرها فيما يلي:‬
  ‫1يجب أن يبقى تركيز المحلول القياسي ثابتا لبضعة أشهر بعد تحضيره كي ال يحتاج إلى معايرة أو‬
                                                                          ‫ضبط للتركيز مرة أخرى.‬
        ‫2يجب أن يكون التفاعل بين مادة المحلول القياسي والمادة المراد تقديرها تفاعال آنيا وسريعا .‬
                ‫3يجب أن يكون التفاعل تاما ً أي يسير نحو الكمال للحصول علي نقطة تكافؤ واضحة.‬
                                           ‫4إمكانية التعبير عن التفاعالت بمعادالت كيميائية موزونة.‬
 ‫5يجب أن يعطي المحلول القياسي نقطة تكافؤ واضحة يعول عليها حسابيا في تقدير المادة المجهولة.‬
‫إنهاء‬
                                    ‫المادة القياسية األولية‬

                ‫المادة المستعملة في تحضير المحلول القياسي تسمى المادة القياسية األولية.‬
 ‫إن الصفات المدونة أدناه يجب توفرها (أو توفر معظمها) في المادة القياسية األولية التي يمكن‬
                                                ‫تحضير المحلول القياسي منها بالوزن مباشرة:‬
   ‫1يجب أن تكون ذات درجة عالية من النقاوة مع وجود طرق للتأكد من النقاءواالحتفاظ بها‬
                                                                     ‫لفترات طويلة بحالة نقية.‬
        ‫2يجب أن تكون المادة ثابتة (‪ )Stable‬فال تتأثر بمكونات الجو لها صيغة كيميائية ثابته .‬
            ‫3يجب أال تكون متميعة أي تمتص الماء من الجو أوتفقد بعض جزيئات ماء تبلورها.‬
          ‫4يجب أن تكون المادة القياسية األولية متوفرة ورخيصة الثمن يسهل الحصول عليها.‬
        ‫5 يجب أن تكون للمادة القابلية علي الذوبان في المذيب المستعمل ضمن ظروف التجربة.‬
    ‫6يفضل أن تكون المادة القياسية األولية ذات وزن جزيئي عال بحيث يمكن إهمال األخطاء‬
                                                                          ‫الناجمة عن الوزن.‬


‫إنهاء‬
                         ‫طرق التعبير عن تراكيز المحاليل .‬
                                                ‫التعبير عن التركيز بالجرامات لكل وحدة حجم.‬

       ‫يمكن التعبير بهذه الطريقة عن التركيز بالجرامات (أو المليجرامات) من المذاب في لتر (أو‬
                                                                          ‫مللتر) من المحلول.‬
      ‫فعندما يعبر عن محلول كربونات الصوديوم ب 01 جرامات في اللتر ‪ 10 g/lits‬فيعني هذا‬
    ‫التعبير إذابة 01 جرامات من ملح كربونات الصوديوم في كمية من الماء حتى يتم الذوبان ومن‬
                                                        ‫ثم يكمل الحجم إلى لتر بالماء المقطر.‬
                                                          ‫التعبير عن التركيز بالنسبة المئوية‬
                                    ‫النسبة المئوية الوزنية (‪:)Weight Percent‬‬
     ‫ويشير هذا النوع من التركيز إلى عدد جرامات المذاب في 001 جرام من المحلول (أي وزن‬
    ‫في وزن) أو في 001 مللتر في المحلول (أي وزن في حجم) فمحلول 5% من ملح الطعام في‬
      ‫الماء يشير إلى خمسة جرامات من ملح الطعام مذابة في 001 جرام في المحلول أوفي 001‬
                                                                           ‫مللتر في المحلول.‬
                                  ‫النسبة المئوية الحجمية (‪:)Volume Percent‬‬
     ‫في بعض األحيان يستعمل حجم المذاب بدال من وزن المذاب مثل إذابة 5 مللترات من الكحول‬
       ‫في 001 مللتر من المحلول المائي. فيشار إلى هذا المحلول باحتوائه علي 5% من الكحول‬
                                                                   ‫حجما (أي حجم في حجم).‬


‫إنهاء‬
                                       ‫تابع وحدات التركيز‬
                                                   ‫ويمكن التعبير عن الحاالت الثالث أعاله كما يلي:‬


                                                       ‫= ‪Weight Percent‬‬                          ‫=‬

                                        ‫= ‪Weight – Volume Percent‬‬                                ‫=‬

                                                    ‫= ‪Volume Percent‬‬                             ‫=‬

           ‫تستعمل طريقة التعبير عن التركيز بالنسبة المئوية الوزنية (‪ )Weight Percent‬بصورة‬
         ‫أكثر شموال في الكيمياء التحليلية لعدم تأثر الوزن بدرجة الحرارة. أما النوعان اآلخران فيتأثر‬
                                                               ‫فيهما الوزن بتغير درجات الحرارة.‬
         ‫وتستعمل في بعض األحيان نسب حجميه تتعلق بعدد مرات تخفيف المحلول المركز وقد اعتيد‬
        ‫علي استعمالها في المختبرات خاصة إذا كان تركيز المحلول المركز غير معلوم أو عندما يراد‬
         ‫استعمال تراكيز تقريبية فمحلول حامض الهيدروكلوريك الذي يشار إليه بالنسبة 1:1فيعنى ان‬
        ‫حجما واحدا من الحامض المركز مضافا إليه حجم واحد من الماء المقطر والنسبة 1:4 حامض‬
          ‫الهيدروكلوريك تشير إلى حجم واحد من الحامض المركز مضاف إليه أربعة حجوم من الماء‬
                                                                                             ‫المقطر‬

‫إنهاء‬
        ‫تابع وحدات التركيز‬

              ‫التركيز الفور مالي أوالفورماليه (‪:F )Formality‬‬
                             ‫وزن المذاب في لترمن المحلول‬
                          ‫الوزن الفور مالي الغرامي للمذاب‬


             ‫(الصيغي) أو (الصيغية) التركيز الفور مالي (‪= )F‬‬




               ‫التركيز الموالري أو الموالريه (‪: M )Molarity‬‬

                              ‫وزن المذاب في لترمن المحلول‬
                               ‫الوزن الجزيئي الغرامي للمذاب‬

                                    ‫التركيز الموالري (‪= )M‬‬
‫إنهاء‬
        ‫تابع وحدات التركيز‬

                ‫التركيز ألعياري أو العيارية (‪:N )Normality‬‬

                             ‫وزن المذاب في لترمن المحلول‬
                              ‫الوزن المكافئ الغرامي للمذاب‬
                                        ‫التركيز العياري =‬




                                  ‫الموالليه (‪: m )Molility‬‬

             ‫هي عدد موالت المذاب في 0001 جرام من المذيب‬


                       ‫عدد موالت المذاب في كجم من المذيب‬
                                 ‫وزن المذيب‬
                                               ‫الموالليه =‬
‫إنهاء‬
        ‫تابع وحدات التركيز‬
                ‫التركيز الموالري أو الموالريه (‪: M )Molarity‬‬

                              ‫وزن المذاب في لترمن المحلول‬
                               ‫الوزن الجزيئي الغرامي للمذاب‬

                                     ‫التركيز الموالري (‪= )M‬‬




                 ‫التركيز ألعياري أو العيارية (‪:N )Normality‬‬

                              ‫وزن المذاب في لترمن المحلول‬
                               ‫الوزن المكافئ الغرامي للمذاب‬
                                         ‫التركيز العياري =‬



‫إنهاء‬
        ‫وحدات التركيز‬

                                  ‫الموالليه (‪: m )Molility‬‬

           ‫هي عدد موالت المذاب في 0001 جرام من المذيب‬


                      ‫عدد موالت المذاب في كجم من المذيب‬
                                ‫وزن المذيب‬
                                              ‫الموالليه =‬



                         ‫الكسر المولي (‪:)Mole Fraction‬‬

                             ‫عدد موالت المذاب‬
                    ‫عدد موالت المذاب + عدد موالت المذيب‬

                                           ‫الكسر المولي =‬

‫إنهاء‬
          ‫الكسر المولي للمذاب + الكسر المولي للمذيب =‬
                                      ‫تابع وحدات التركيز‬
            ‫التعبير عن التركيز بأجزاء المذاب في مليون من المحلول (‪:)part per million , ppm‬‬
          ‫يستعمل هذا النوع من التراكيز في المحاليل المخففة جدا أو في حاالت التحليل التي يكون فيها‬
         ‫كمية المادة المذابة المراد استخراجها قليلة جدا ويسمى التحليل بالدقيق (‪)Trace Analysis‬‬
            ‫يستعان بهذا النوع من التركيز عادة لكثرة األصفار في الكسور العشرية عن استعمال النسبة‬
                                                                                       ‫المئوية مثال‬
                                           ‫ويعبر عن أجزاء المذاب في مليون من المحلول كما يلي:‬


    ‫فالمحلول المائي الذي يحتوي علي 3000.0% بالوزن من النيكل يعبر عنه ب ‪ 3ppm‬فإذا كان‬
   ‫الماء مذيبا وكمية المادة المذابة قليلة جدا إلي الحالة التي يمكن اعتبار كثافة المحلول مساوية لجرام‬
                                                            ‫واحد في المللتر الواحد (‪ )1g/ml‬فإن‬



        ‫فالمحلول الذي يحوي (3.36) جزءا في المليون (‪ )63.3ppm‬يعني أن اللتر الواحد منه يحوي‬
                                                                          ‫3.36 مليجراما.‬


           ‫كما يمكن استعمال مصطلح أجزاء المذاب في بليون من المحلول (‪ )ppb‬في المحاليل األكثر‬
‫إنهاء‬                                                                                ‫تخفيفا:‬
                      ‫تحضير المحاليل المستخدمة في المعايرة‬

                                     ‫تحضير محاليل الكواشف المستخدمة في التحليل الحجمي:‬

     ‫إن الكواشف المعطاة والتي توجد في المختبرات إما أن تكون على هيئة محاليل مركزة أو على‬
  ‫هيئة مواد صلبة لذا من الضروري معرفة تحضير الكواشف في المحاليل المركزة والمواد الصلبة‬
                                                 ‫على هيئة محاليل مخففة بتراكيز مضبوطة.‬

                                               ‫تحضير محاليل الكواشف من المحاليل المركزة:‬

    ‫توجد المحاليل المركزة معبأة في قنان خاصة ثبت عليها الصق ورقي (‪ )Label‬يتضمن بعض‬
                                     ‫المعلومات بصورة تقريبية علي المحلول ألنها مواد تجارية‬
       ‫ومن هذه المعلومات الكثافة (‪ )density‬أو الوزن النوعي (‪( )Specific gravity‬ويفضل‬
                          ‫استعمال الوزن النوعي علي الكثافة ألنه يمثل نسبة خالية من الوحدات)‬
    ‫والنسبة المئوية للكاشف في المحلول وصيغته الكيميائية ووزنه الجزيئي أو الفورمالي. ومن هذه‬
          ‫المعلومات يمكن استخراج تركيز المحلول المركز ويكون التركيز المستخرج تقريبيا ألن‬
                                                    ‫المعلومات المستعملة في استخراجه تقريبية.‬
    ‫يؤخذ حجم معين من المحلول المركز ويخفف إلى الحجم المطلوب بالماء المقطر للحصول علي‬
                                                          ‫التركيز المرغوب ويكون أيضا تقريبيا‬

‫إنهاء‬
                                    ‫محاليل الكواشف‬

                                   ‫وبصورة عامة تستخرج تراكيز المحاليل المركزة كما يلي:‬




                                                ‫تحضير محاليل الكواشف من المواد الصلبة:‬



                                                                                 ‫تمارين:‬

    ‫(1) إذا علمت بأن كثافة محلول حامض ألخليك الذي يحتوي اللتر منه علي 8.08 جم في 02‬
    ‫درجة مئوية هي 7900.1 جم/مل عبر عن التركيز المحلول بالموالرية والمواللية وبالتركيز‬
                                                                   ‫المئوي وبالكسر المولي؟‬

    ‫(2) حضر محلوال ذا تركيز ‪ 0.1N‬ومحوال ذا تركيز ‪ 0.1M‬من حامض الكبريتيك في 052‬
         ‫مللتر علما بأن كثافة حامض الكبريتيك في القنينة 90.1 جم/مل والنسبة المئوية 89%‬
                                             ‫وأن الوزن الجزيئي له يساوي 89 جم/مول.‬
‫إنهاء‬
                                     ‫االوزان المكافئة‬
                                                                 ‫حساب األوزان المكافئة:‬
                                         ‫(1) الوزن المكافئ في تفاعالت األحماض والقواعد:‬

                                                                ‫(أ) الوزن المكافئ لحمض:‬
        ‫هو وزن الحمض الذي يحرر جراما ذريا واحدا من أيون الهيدروجين (بروتونا‬
                                                                                 ‫واحدا)‬
                                                                       ‫الوزن الجزيئي‬
                                                                  ‫عدد أيونات الهيدروجين‬
                                                                         ‫الوزن الجزبئى‬
                                                                          ‫قاعدية الحمض‬

                                                ‫=‬                ‫الوزن المكافئ لحمض =‬

             ‫ويقصد بقاعدية الحمض عدد أيونات الهيدروجين التي يمكن استبدالها بقاعدة في جزئ‬
                                                                                 ‫الحمض.‬

                   ‫أمثلة: (1) حمض الهيدروكلوريك (‪ ، )HCl‬الوزن المكافئ = الوزن الجزيئي‬
                                                              ‫1‬

‫إنهاء‬             ‫2‬       ‫(2) حمض الكبريتيك ( 4‪ ،) H2SO‬الوزن المكافئ= الوزن الجزيئي‬
                                                  ‫األوزان المكافئة‬

                                                                              ‫األوزان المكافئة في تفاعالت التأكسد واالختزال:‬   ‫•‬
                            ‫يمكن حساب الوزن المكافئ لعامل مؤكسد والوزن المكافئ لعامل مختزل بإحدى الطرق اآلتية:‬                 ‫•‬
                                                                                                   ‫حساب عدد اإللكترونات:‬       ‫•‬
‫في هذه الطريقة يمكن تعريف الوزن المكافئ لعامل مؤكسد (أو عامل مختزل) علي أنه الوزن الجزيئي مقسوما علي عدد اإللكترونات‬           ‫•‬
                                                                            ‫التي يكتسبها (أو يفقدها) جزئ واحد من تلك المادة.‬
                                                                                                                               ‫•‬
                                                                                                       ‫التفاعل:‬        ‫مثال:‬   ‫•‬
                                                                                                            ‫يتضمن‬              ‫•‬
                                                                                                                ‫عملية أكسده:‬   ‫•‬
                                                                                                             ‫الوزن الجزيئي‬     ‫•‬
                                                                                                                           ‫2‬   ‫•‬
                                                                                   ‫وبذلك يكون: الوزن المكافئ للقصدير (‪= )II‬‬    ‫•‬
                                                                                                                               ‫•‬
                                                                                                 ‫عملية اختزال:وبذلك يكون:‬
                                                                                  ‫الوزن المكافئ للحديد (‪ = )III‬الوزن الجزيئي‬   ‫•‬
                                                                                                                               ‫•‬
                                                                                          ‫(ب) حساب التغير في عدد التأكسد:‬      ‫•‬
                   ‫ويعرف الوزن المكافئ لعامل مؤكسد (أو مختزل) علي أنه الوزن الجزيئي مقسوما علي التغير في عدد التأكسد.‬          ‫•‬
                                                                  ‫الوزان المكافئة‬



                                                                 ‫) الوزن المكافئ في تفاعالت الترسيب والتفاعالت التي تتضمن تكوين مركب معقد :‬     ‫• 3‬
      ‫يفضل كثير من الكيميائيين استعمال األوزان الجزيئية في تفاعالت الترسيب وتكوين المركبات المعقدة على استعمال األوزان المكافئة ألنه وجد في كثير من‬     ‫•‬
     ‫الحاالت أن استخراج األوزان المكافئة يرافقها كثير من الغموض وااللتباس، فليس من السهولة تعريف الوزن المكافئ للمواد المساهمة في تفاعالت الترسيب‬
   ‫وتكوين المركبات المعقدة. إال إنه يمكن تعريف الوزن المكافئ لعامل الترسيب أو عامل التعقيد بأنه الوزن الجزيئي مقسوما علي عدد األوزان المكافئة من أيون‬
‫الفلز التي تتفاعل مع جزيء واحد من أنيون العامل وبمعنى آخر يمكن تعريف الوزن المكافئ ألي مادة داخلة في هذه التفاعالت بأنه يساوي وزنها الذي يتفاعل مع‬
                                                                                                        ‫أو يحتوي على وزن مكافئ واحد من أيون الفلز.‬
                                                                                                                                       ‫الوزن الجزيئي‬    ‫•‬
                                                                                                                                                    ‫1‬   ‫•‬
                                                                                                ‫أمثلة: (1) الوزن المكافئ لنترات الفضة (3‪= )AgNO‬‬         ‫•‬
                                                                                                                                                        ‫•‬
                                                                                                                                      ‫الوزن الجزيئي‬     ‫•‬
                                                                                                                                                  ‫2‬     ‫•‬
                                                                                                                                                        ‫•‬
                                                                                                       ‫(2) الوزن المكافئ لكلوريد الباريوم (2‪= )BaCl‬‬
                                                                                                                                                        ‫•‬
                                                                                    ‫تصنف التفاعالت التي تجرى في التحليل الحجمي إلى أربعة أصناف:‬         ‫•‬
                                                                                                                 ‫تفاعالت التعادل (حامض - قاعدة)‬         ‫•‬
                                                                                                                                  ‫تفاعالت الترسيب‬       ‫•‬
                                                                                                                         ‫تفاعالت التأكسد واالختزال‬      ‫•‬
                                                                                                                   ‫تفاعالت تكوين المركبات المعقدة.‬      ‫•‬
                                                                                                                                                        ‫•‬
                                                      ‫معايرات التعادل‬

                                                                   ‫معايرات الحوامض والقواعد (‪)Acid Base Titrations‬‬                    ‫•‬
                                   ‫معايرات التعادل تتم بين األحماض والقواعد قد يكون الحمض والقاعدة قوية أو ضعيفة .‬                    ‫•‬
                                                ‫يتم تعين نقطة النهاية في معايرات التعادل بواسطة االدلة أو رسم منحني المعايرة .‬        ‫•‬
                                               ‫الدالئل المستخدمة في معايرة الحوامض والقواعد (‪:)Acid Base Indicators‬‬                   ‫•‬
                                                                                                                                      ‫•‬
‫غالبا ما نالحظ أن المحاليل المائية لألحماض أو القواعد عديمة اللون ويمكننا تعين نقطة النهاية في معايرتها بواسطة األدلة ، تتميز هذه‬     ‫•‬
    ‫الدالئل بأنها حوامض عضوية ضعيفة أو قواعد عضوية ضعيفة ذات ألوان مميزة ولمعظم هذه الدالئل لونان متباينان يظهر أحدهما في‬
    ‫الوسط الحمضي ويظهر اآلخر في الوسط القاعدي وتعرف بالدالئل ثنائية اللون كما يوجد بعض الدالئل أحادية اللون مثل الفينولفثالين.‬
  ‫ولنفترض أن لدينا دليال حمضيا نرمز إليه بالصيغة ‪ HIn‬ولونه في الوسط الحمضي أصفر وفي الوسط القاعدي أزرق وحيث أنه حامض‬                  ‫•‬
                                                                                                             ‫ضعيف فيتأين كما يلي:‬
                                                                                                                                      ‫•‬
‫فالجزيء غير المتأين يكون ذا لون أصفر أما األنيون فازرق اللون فإذا ما أضيف حامض إلى محلول الدليل فإن التفاعل يتجه نحو اليسار‬
                                   ‫وبذلك يظهر اللون األصفر، أما إذا اضيفت قاعدة فإن التفاعل سيتجه إلى اليمين ويظهر اللون األزرق.‬
                                                                                           ‫ويمكن تعيين ثابت تأين الدليل من العالقة:‬   ‫•‬
                                                                                                                                      ‫•‬
                                                 ‫تابع معايرات التعادل‬


                ‫أما دليل القاعدة فيرمز إليه بالصيغة ‪ InOH‬معطيا الكاتيون +‪ In‬وهو الحامض ولونه يختلف عن لون القاعدة ‪InOH‬‬            ‫•‬
                                                                                                                                  ‫•‬
                                                                                                                                  ‫•‬
                                                                                                                                  ‫•‬
‫وقد دلت المشاهدات أن العين البشرية ال يمكن أن تميز لونا بوجود لون آخر إال إذا كانت درجة تركيزه عشرة أضعاف علي األقل وعلي‬
                                                             ‫ذلك فإن لون الحامض ال يظهر للعين إال عندما تتحقق العالقة::‬
                                                                                                                                  ‫•‬
                                                                                                                                  ‫•‬
                                                                                                                                  ‫•‬
                                                                                                                                  ‫•‬
                                                                       ‫كما أن لون القاعدة ال يظهر للعين إال عندما تتحقق العالقة‬   ‫•‬
                                                                                                                                  ‫•‬
                                                                                                                                  ‫•‬
                                                                                                                                  ‫•‬
                                                                                                                                  ‫•‬
‫وعندما تتراوح نسبة القاعدة إلى الحامض بين هاتين القيمتين أي بين 1.0 و 01 يكون لون الدليل وسطا بين لون الحامض ولون القاعدة‬
 ‫ومما هو جدير بالذكر أن هذه النسبة تمثل معدال إذ إن بعض الدالئل تستلزم نسبا أكبر أو أقل من المذكورة وبوضع النسب المذكورة في‬
                   ‫معادلة ثابت تأين الدليل يمكن تعيين األس الهيدروجيني للمحلول الذي يظهر بلون الحامض أو بلون القاعدة كاآلتي:‬
                                                                                                                                  ‫•‬
                                                                                                                                  ‫•‬
                                                     ‫معايرات التعادل‬



                                                                                           ‫فيظهر لون الحامض عندما تكون:‬        ‫•‬
                                                                                                                               ‫•‬
                                                                                                                   ‫اى:‬         ‫•‬
                                                                                             ‫ويظهر لون القاعدة عندما تكون:‬     ‫•‬
                                                                                                                               ‫•‬
                                                                        ‫وعلى ذلك فالفرق بين األس الهيدروجيني في الحالتين هو‬    ‫•‬
                                                                                                                               ‫•‬
                                                   ‫2 = = -)1+‪pH(basic)-pH(acidic( (pKa-1) (pKa‬‬                                 ‫•‬
                                                                                                                               ‫•‬
‫وإذا افترضنا أن ‪ pKa‬تساوي 5 مثال فإن التغير في لون الدليل يحدث عندما يتغير األس الهيدروجيني للمحلول من (5-1) إلى (5+1) أي‬      ‫•‬
     ‫من 4-6 ويعرف هذا المدى في األس الهيدروجيني بمدى الدليل. ويبين الجدول اآلتي هذا المدى لبعض الدالئل المستخدمة في معايرة‬
                                                                                                           ‫الحوامض والقواعد.‬
                                                                                                                               ‫•‬
                                                                                                                               ‫•‬
              ‫أمثلة ألدلة التعادل‬

‫لون القاعدة‬   ‫لون الحامض‬                 ‫المدى‬              ‫اسم الدليل‬

     ‫أصفر‬            ‫أحمر‬            ‫1.3 – 4.4‬         ‫المثيل البرتقالي‬

     ‫أزرق‬           ‫أصفر‬             ‫8.3 – 4.5‬   ‫بروموكريزول األخضر‬

     ‫أصفر‬            ‫أحمر‬            ‫2.4 – 3.6‬           ‫المثيل األحمر‬

     ‫أزرق‬           ‫أصفر‬               ‫6 – 6.7‬     ‫بروموثيمول األزرق‬

      ‫أحمر‬          ‫أصفر‬             ‫4.6 – 0.8‬          ‫الفينول األحمر‬

    ‫قرمزي‬           ‫أصفر‬             ‫4.7 – 0.9‬      ‫الكر يزول القرمزي‬

      ‫أحمر‬      ‫عديم اللون‬             ‫8 – 6.9‬             ‫الفينولفثالين‬

     ‫أزرق‬       ‫عديم اللون‬          ‫3.9 – 5.01‬            ‫الثيمولفثالين‬
                                                   ‫منحني المعايرة‬


                                            ‫اختيار الدليل المناسب في معايرة الحوامض والقواعد – منحنيات المعايرة:‬       ‫•‬
   ‫تعرف نقطة النهاية عند معايرة األحماض والقواعد بتغير لون الدليل عند نقطة التكافؤ ولكي نختار الدليل المناسب يجب‬       ‫•‬
           ‫تعيين مدى التغير في األس الهيدروجيني عند نقطة التكافؤ ثم نختار الدليل الذي يتفق مداه مع مقدار هذا المدى.‬
  ‫ولمعرفة التغير في األس الهيدروجيني للمحلول أثناء المعايرة برسم ما يعرف بمنحنى المعايرة (‪)Titration curve‬‬             ‫•‬
‫ويبين التغير في األس الهيدروجيني بتغير كمية الحامض أو القاعدة المضافة وفيما يلي أمثلة لهذه المنحنيات وكيفية اختيار‬
                                                                                                     ‫الدليل المناسب.‬
                                                                  ‫منحني المعايرة: يمكن تعيين هذا المنحنى بطريقتين:‬     ‫•‬
                        ‫أ- الطريقة الحسابية: وفيها يحسب األس الهيدروجيني من كميات الحامض أو القاعدة المضافة.‬           ‫•‬
       ‫ب- الطريقة العملية: وفيها يقاس األس الهيدروجيني عمليا باستخدام مقياس خاص يبين قيمة األس الهيدروجيني.‬            ‫•‬
                                                                               ‫أوال معايرة حامض قوي بقاعدة قوية:‬       ‫•‬
 ‫يمكن التمثيل لهذا النوع بمعايرة 05 مل من حامض الهيدروكلوريك بهيدروكسيد الصوديوم ولنفرض أن موالرية كل‬                  ‫•‬
 ‫من المحلولين ‪ 0.1M‬وسنوضح فيما يلي طريقة حساب األس الهيدروجيني قبل نقطة التكافؤ وعند نقطة التكافؤ وبعد هذه‬
                                                                                                             ‫النقطة.‬
                                                     ‫قبل إضافة القاعدة يمكن بسهولة حساب األس الهدروجيني للحامض‬         ‫•‬
                                                                                                                       ‫•‬
                                                                                                                       ‫•‬
                                                                                                                       ‫•‬
                                                                                                                       ‫•‬
                                             ‫معايرة حمض قوي بقاعدة قوية‬



                                                                                         ‫أوال معايرة حامض قوي بقاعدة قوية:‬   ‫•‬
 ‫يمكن التمثيل لهذا النوع بمعايرة 05 مل من حامض الهيدروكلوريك بهيدروكسيد الصوديوم ولنفرض أن موالرية كل من المحلولين‬           ‫•‬
                   ‫‪ 0.1M‬وسنوضح فيما يلي طريقة حساب األس الهيدروجيني قبل نقطة التكافؤ وعند نقطة التكافؤ وبعد هذه النقطة.‬
                                                                ‫قبل إضافة القاعدة يمكن بسهولة حساب األس الهدروجيني للحامض‬    ‫•‬
                                                                                                                             ‫•‬
                                                                                        ‫بعد إضافة 01 مل من ‪NaOH‬‬              ‫•‬
                                                            ‫أوال نحسب عدد الملي مول للحامض في األصل = الحجم × التركيز‬        ‫•‬
‫= 05× 1.0 = 5 ملمول‬                                                                                                          ‫•‬
                                                                                                                     ‫‪HCl‬‬
             ‫للقاعدة المضافة = 01 × 1.0 = 1 ملمول‬                                                                            ‫•‬
                                                ‫ملي مول الحامض المتبقي = 5 – 1 = 4‬                                           ‫•‬
                                                                                                                             ‫•‬
         ‫وبإتباع هذه الطريقة يمكن حساب األس الهيدروجيني للمحلول بعد إضافة كميات من القاعدة أقل من الكمية المكافئة للحامض.‬    ‫•‬
                                                                                                                             ‫•‬
                                                                                                        ‫ج-عند نقطة التكافؤ‬
                                                                                                                             ‫•‬
                                                                 ‫د-بعد نقطة التكافؤ: أي بعد إضافة 10.05 مل مثال من القاعدة‬   ‫•‬
                                                                   ‫عدد ملموالت الحامض في األصل = 05 ×1.0 = 5 ملمول‬           ‫•‬
                                                   ‫تابع معايرة التعادل‬



                                                    ‫= 100.5 – 00.5 = 100.0 ملمول‬       ‫عدد ملموالت القاعدة الزائدة‬              ‫•‬
                                           ‫= 10.05 × 1.0 = 100.5 ملمول‬           ‫عدد ملموالت القاعدة‬                            ‫•‬
                                                                                                                                ‫•‬
‫بالمثل يمكن حساب األس الهيدروجيني للمحلول بعد إضافة كميات من القاعدة حتى تصل 001 مل ويبين الجدول اآلتي النتائج المحسوبة‬         ‫•‬
                                                                                                                                ‫•‬
                                                                           ‫حجممممممم القاعممممممدة حجممممممم القاعممممممدة ‪pH‬‬
                                                                                               ‫(مل)‬                    ‫(مل)‬
                                                                          ‫00.7‬             ‫00.05‬                      ‫صفر‬
                                                                          ‫00.9‬                ‫10.05‬                 ‫00.01‬
                                                                         ‫00.01‬                ‫01.05‬                 ‫00.52‬
                                                                         ‫00.11‬                ‫00.15‬                   ‫00.04‬

                                                                         ‫69.11‬                ‫00.06‬                   ‫00.94‬

                                                                         ‫03.21‬                ‫00.57‬                   ‫99.94‬

                                                                         ‫25.21‬              ‫00.001‬                  ‫00.04‬

								
To top