التحليل الحجمي 

ينقسم التحليل الكيميائي إلى قسمين :-

            1- تحليل كيفي (  Qualitative analysis)

                   تحديد نوع الذرات المكونة للمركب   

         2- تحليل كمي (Quantitative analysis)

                  تحديد كمية (تركيز) مكونات العينة

 

التحليل الحجمي

التحليل الوزني

التحليل الآلي

يعتمد على

السحاحة

الميزان

الأجهزة المعقدة

نستدل على التركيز

الحجم

الوزن

الخواص الطبيعية للمادة

يقيس

الحجوم

الأوزان

الطاقة

التفاعل

تام

تام

لا يحدث تفاعل

 وينقسم التحليل الكمي إلى

       أهم القوانين المستخدمة لحساب التركيز                      

1- المولارية

             وهي عبارة عن عدد المولات مقسومة على الحجم باللتر

2- المولالية

              وهي عبارة عن عدد المولات مقسومة على كتلة المذيب بالكيلوجرام

3- العيارية

وهي عبارة عن عدد الأوزان المكافئة على الحجم باللتر

4- النسبة المئوية

1- النسبة المئوية الوزنية

 

2-   النسبة المئوية الحجمية

3- النسبة المئوية الحجمية الوزنية

5- جم/لتر

وهي عبارة عم عدد الجرامات المذابة في لتر من المحلول

        التحليل الحجمي يعتمد على تقدير كمية المادة المجهولة (تركيزها) عن طريق معرفة الحجوم

المعايرة هي العملية التي يتم بواسطتها تقدير كمية المادة عن طريق قياس حجم محلول معروف التركيز لمادة أخرى تتفاعل معها

نقطة التكافؤ هي النقطة التي يكون عندها التفاعل تام

نقطة النهاية  هي النقطة التي يلاحظ عندها تغير في الخواص الطبيعية للمحلول

ونظرا لان الفرق بين نقطة التكافؤ ونقطة النهاية  صغير جدا فبمكن اعتبار نقطة التكافؤ مطابقة لنقطة النهاية

أنواع تفاعلات التحليل الحجمي:-

1-      تفاعلات غير مصحوبة بتغير في الحالة التاكسدية

مثل تفاعلات التعادل والترسيب وتكوين متراكب

2-    تفاعلات مصحوبة بتغير في الحالة التاكسدية

مثل تفاعلات الأكسدة والاختزال

شروط التفاعل الكيميائي

1- أن يكون التفاعل اتحادي أي يوصف التفاعل بمعادلة كيميائية  موزونة

2-أن يكون التفاعل سريع

3- أن يكون التفاعل مميزspecific أو انتقائي selective

4- أن يكون هناك تغير حاد ومفاجئ في إحدى الخواص الطبيعية للمحلول المعاير(اللون،التوصيلية)

5- أن يكون التفاعل تام وكمي

 

 

التجربة الأولى:- تعيين الدقة والمصداقية لتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم

الدقة: precision

مدى توافق النتائج التي نحصل عليها من تجربة واحدة أعيدت أكثر من مرة مع بعضها البعض

نعبر عن الدقة عن طريق

1-      المدى range:- وهو مقدار الفرق بين اكبر قراءة واصغر قراءة من مجموع القراءات التي حصلنا عليها أثناء إعادة التجربة

Range = x2-x1

حيث أن  x1اصغر قراءة و x2 أعلى قراءة

وكلما كان المدى صغير كلما دل على دقة التجربة والمحلل

2-   

1

متوسط الحيود( (d:- وهو مفيد في معرفة متوسط حيود كل نتيجة عن المتوسط الحسابي أي الفرق بين النتيجة والمتوسط الحسابي بغض النظر عن كونه موجب او سالب

n

?x i   -  x  ?                                                                        ∑        d  =

3-    الحيود القياسي standard deviation :-  ويرمز له بالرمز s  و يأخذ إشارة موجبة أو سالبة  وكلما صغرت قيمته  كلما دلت على دقة الطريقة

 

 

n =1

2         ( x i   -  x)n=i∑                 S =

n - 1

 

 

 

              =  x   المتوسط الحسابي وهو عبارة عن مجموع القراءات  مقسوم على عددها

              x i    = القراءة

                   n  = عدد القراءات

ولتسهيل استنتاج الدقة نستخدم الحيود القياسي النسبيrelative standard deviation

 

x 

RS =            X    100                                     

المصداقية accuracy                                                   

قرب كل نتيجة من النتائج التي نحصل عليها من تجربة واحدة أعيدت أكثر من مرة م القيمة الصحيحة لهذه التجربة

ونعبر عن المصداقية عن طريق

1- الخطأ المطلق للمعدل                            μ e x− = x  -

X 100

e x−             

=

2- الخطأ النسبي للمعدل                                 μ  x  -

 μ

                                 

 

3-الخطأ المطلق للقراءة                          μ e xi = xi  -

4-   

X 100

 

e xi =        

الخطأ النسبي للقراءة                         μ xi  -

μ

 

 

حيث أن μ هي القيمة الحقيقية

 الأساس النظري:-  

 يتفاعل حمض الهيدروكلوريك(حمض قوي) مع هيدروكسيد الصوديوم(قاعدة قوية) حسب المعادلة التالية

NaOH  +HCl                     NaCl  +H2O                              

خطوات العمل:-

1-                  نغسل الأدوات(السحاحة ،الماصة ، البيكر) بالماء العادي ثم الماء المقطر ثم المحلول الذي سيوضع فيها ماعدا الكونيكل يغسل بالماء العادي والمقطر فقط

2-                نأخذ 10 ملليلتر من NaOH مجهول التركيز بواسطة الماصة ونضعه في الكونيكل ثم نضيف قطرتين من دليل ph.ph أو M.O

3-                نملا السحاحة ب HCl   ذو تركيز 0.1 N

4-                نبدأ المعايرة بإضافة  HCl  على المحلول الموجود في الكونيكل حتى نصل الى نقطة النهاية

5-                نكرر التجربة 6مرات ونسجل الحجم النازل من السحاحة

النتائج:-

التجربة

الحجم النازل من السحاحة

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

الحسابات:-

                                          N  X V    =   N   X   V   

 

التجربة

تركيز  NaOH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1- الدقة:-

     أ-المدى

            ب- الحيود القياسي والحيود القياسي النسبي

              ج-  متوسط الحيود

2- المصداقية:- حيث أن  μ =

التجربة

الخطأ المطلق للقراءة

الخطأ النسبي للقراءة

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

الخطأ المطلق للمعدل =

الخطأ النسبي للمعدل=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

التجربة الثانية:-

أ- تقييس محلول NaOH بواسطة محلول قياسي من حمض الاكساليك

ب- تقدير حمض HCl بمعيرته بمحلول قياسي من NaOH

 

من مميزات تفاعلات التعادل أنها سريعة وسهلة التطبيق وعلى درجة عالية من الدقة والمصداقية

أ-  تفاعلات التعادل:

          مثل تفاعل الأحماض مع القواعد ويكون الوزن المكافئ (جم.مكافئ) للحمض أو القاعدة كالآتي:

     الوزن الجزيئي (جم.جزيئي)

الوزن المكافئ للحمض =  

     عدد أيونات الهيدروجين المتفاعلة

 

الوزن الجزيئي

الوزن المكافئ للقاعدة =  

 عدد أيونات الهيدركسيل المتفاعلة

 

حساب الوزن المكافئ للأملاح البسيطة:

                                                     الوزن الجزيئي

الوزن المكافئ للملح =  

                                              شحنة الفلز × عدد ذراته

 

يستخدم في تفاعلات التعادل محاليل قياسية محضرة من حموض أو قواعد لها مواصفات المواد القياسية الأولية أو محاليل قياسية ثانوية

يعرف المحلول القياسي أو العياري standard solution بأنه هو المحلول الذي يحضر من مادة قياسية ويظل تركيزه ثابت مع مرور الزمن.   

المادة القياسية:-

هي المادة التي يمكن تحضير محاليل قياسية منها بإذابة حجم معين من هذه المادة في حجم معين من المذيب

أنواع المواد القياسية:-

1-                  مادة قياسية أولية وهي المادة التي يتغير تركيزها بمرور الزمن ولذلك فان المحاليل المحضرة منها تحتاج إلى عملية تقييس

2-                مادة قياسية ثانوية

شروط المادة القياسية

1- أن تكون نقية   100% أو يمكن تنقيتها بسهولة

2- يجب أن تكون تابثة و لا تتأكسد بواسطة الهواء ولا تمتص الرطوبة ولا تتأثر بثاني أكسيد الكربون ولا تميل إلى امتصاص الرطوبة لذلك فان معظم المواد الأولية تجفف (110-120ه م) قبل تحضير محاليلها ومن هنا يشترط أن تكون المادة الأولية تابثة أثناء عملية التجفيف

3- أن تكون ذات وزن مكافيء عالي حتى يقلل من الخطأ أثناء الوزن

4- أن تكون متوفرة وبسعر رخيص

5- أن تكون سهلة الذوبان

6- أن يكون تفاعلها مع المادة المراد تقديرها واضحا ومحددا 

 

 أ-  المحاليل الحامضية والقاعدية Acid and Basic Solutions :

إن أفضل الطرق لتحضير محلول قياسي هي إذابة وزن معلوم من مادة أولية نقية وتخفيف المحلول لحجم معلوم وبهذه الطريقة يمكن حساب التركيز بدقة متناهية. ومع هذا فهناك مواد يصعب وزنها بدقة, مثل هيدروكسيد الصوديوم والبوتاسيوم، نظراً لسرعة امتصاصها لرطوبة الجو زيادة على أن معظم الأحماض المعروفة توجد في شكل سائل وفي مثل هذه الحالات فإن الطريقة العملية لضبط عيارية مثل هذه المواد هي الطريقة الغير مباشرة، حيث يحضر محلول منها بعيارية تقريبية وتضبط عياريته بواسطة محلول قياسي أولي Primary standard معلوم النقاوةفي وجود الدليل والادلة عبارة عن حموض عضوية ضعيفة أو قواعد عضوية ضعيفة يتغير لونها من الوسط الحامضي إلى الوسط القاعدي

 

الأساس النظري:-

  H2C2O4(aq)  +  2 NaOH(aq) à  2 H2O(l)  +  Na2C2O4(aq)

                                                                                                                       

الطريقة  Procedure :-

أ-  تحضير محلول قياسي من حمض الاكساليك

             1-                   توزن بدقة( كمية من) المادة القياسية الأولية، (حمض الاكساليك  oxalic acid )

نحسب كمية حمض الاكساليك اللازمة لتحضير محلول قياسي  من القانون

             الوزن المطلوب بالجرام = المولارية × الحجم المطلوب بالليتر × الوزن الجزيئي

               الوزن المطلوب بالجرام = العيارية × الحجم المطلوب بالليتر × الوزن المكافيء

g = 0.1 x  0.25 x63 = 1.575 g

             2-                   تنقل المادة القياسية الأولية بعد وزنها مباشرة إلى بيكر  (250مل) نظيف ومجفف.

             3-                   نضيف كمية من الماء المقطر إلى البيكر لإذابة حمض الاكساليك

             4-                   نسخن ببطء حتى نسرع عملية ذوبان الحمض في الماء 

             5-                   ننقل الحمض بعد ذوبانه( نقل كمي) بواسطة القمع إلى( volumetric flask (100-250 ml ونكمل للعلامة بالماء المقطر

             6-                   نرج المحلول المحضر جيدا ثم نتركه فترة على البنش حتى يستقر المحلول

             7-                   نأخذ بالماصة 10 مل من المحلول القياسي  ونضعه في الكونيكل ثم نضيف 1-2 نقط من دليل الفينولفثالين إلى الكونيكل

8-        تملأ سحاحة (سعة 50مل) بمحلول هيدروكسيد الصوديوم القياسي(0.1 N).

  9 -       نعاير المحلول القياسي  مع محلول هيدروكسيد الصوديوم (0.1 N)  إلى نقطة النهاية End point              حيث يتحول اللون من الشفاف إلى الوردي

 

 

10-           يسجل حجم محلول هيدروكسيد الصوديوم المطلوب لمعايرة محلول حمض الاكساليك  تكرر عملية التسحيح ثلاث مرات أخرى ويؤخذ المعدل.

11-          نحسب تركيز  NaOH ( محلول قياسي ثانوي ) وقوته ثم نعاير به محلول مجهول التركيز من حمض الهيدروكلوريك بنفس الخطوات السابقة

12-        نحسب تركيز حمض الهيدروكلوريك وقوته من القانون

N  X  V   =  N   X   V

                           g/l              Strength  =   N   X eq wt

 

 

           يجب أن تحفظ المحاليل المحضرة في زجاجات محكمة القفل وعليها بطاقات بالاسم والتاريخ والعيارية لأنها سوف تستخدم في تجارب لاحقة.

  

النتائج:-

1-

التجربة

حجم NaOH النازل من السحاحة

 

 

 

 

 

 

ب-

التجربة

حجمNaOH  النازل من السحاحة

 

 

 

 

 

 

 

الحسابات:-

              أ- تركيز NaOH وقوته

 

 

 

 

              ب- تركيز HCl وقوته

 

 

 

 

 

 

 

التجربة الثالثة:- 

أ‌-    تقدير محلول الهيدروكلوريك بواسطة محلول قياسي من كربونات الصوديوم

ب‌-                        تقدير مخلوط من الكربونات والهيدروكسيد بمعايرته بحمض الهيدروكلوريك

 

أ- تقدير محلول الهيدروكلوريك بواسطة محلول قياسي من كربونات الصوديوم

الأساس النظري:-

 

 

 

 

 

فإذا استعملنا دليل Ph.Ph  فان لونه يتغير عند انتهاء التفاعل الأول فقط..

 أما إذا استخدمنا دليل M.O  فان لونه يتغير عند انتهاء التفاعلين الأول والثاني.

اتحادية التفاعل الأول 1:1 وحجم الحمض يكافئ نصف الكربونات

 اتحادية التفاعل الثاني 1:2 وحجم الحمض يكافئ كل الكربونات

 

خطوات العمل:-

     1- نوزن بدقة (         ) جرام من كربونات الصوديوم في بيكر نظيف وجاف ونحسب الوزن من القانون

               الوزن المطلوب بالجرام = العيارية × الحجم المطلوب بالليتر × الوزن المكافيء

حيث أن عياريه الكربونات 0.1 N

g =    x      x      =        g

 

2-انقليها بعد إذابتها في الماء إلى دورق قياسي سعته 100 مل وأكملي الحجم  بالماء المقطر

3-انقل بالماصة 10 مل من محلول كربونات الصوديوم إلى دورق مخروطي ثم أضيف دليل M.O.

4-عاير بإضافة حمض الهيدروكلوريك من السحاحة مع الرج المستمر حتى يتغير اللون من الأصفر إلى البرتقالي.

5-كرري المعايرة ثلاث مرات واحسبي المتوسط من قراءات السحاحة

6-اوجدي العيارية والقوة لحمض الهيدروكلوريك.

7-تعاد التجربة باستخدام دليل Ph.Ph. ونلاحظ أن اللون يتغير من الوردي إلى عديم اللون عند نقطة التكافؤ.

 

 

 

 

 

 

الحسابات :-

 عند استخدام دليل Ph.Ph:

 

0.1  X   10   =  N    X    2V

  S HCl =  N  X    eq.wt

 

  عند استخدام دليل M.O:

    

0.1  X   10   =  N    X    V

  S HCl =  N  X    eq.wt

 

ب-تعيين تركيز كلا من كربونات الصوديوم وهيدروكسيد الصوديوم في مخلوط منهما باستخدام حمض الهيدروكلوريك (0.1 N)

الأساس النظري:-

عند معايرة مخلوط من كربونات الصوديوم وهيدروكسيد الصوديوم مع حمض الهيدروكلوريك باستخدام دليل Ph.Ph فان حجم الحمض المتفاعل يكافئ كل الهيدروكسيد ونصف الكربونات. وعند معايرة المخلوط في وجود دليل M.O  فان الحمض يتفاعل مع كل الهيدروكسيد  وكل الكربونات..

 

 

خطوات العمل:

1-      انقلي بالماصة 10 مل من المخلوط إلى الدورق المخروطي ثم أضيفي قطرتين من Ph.Ph.

2-    عايري المخلوط بواسطة محلول حمض الهيدروكلوريك حتى نقطة التكافؤ وسجلي الحجم عند حدوث التغير في لون الدليل من الوردي حتى يصبح عديم اللون وليكن الحجم V1

3-    انقلي بالماصة 10 مل من المخلوط إلى الدورق المخروطي ثم أضيفي قطرتين من M.O. واستمري في المعايرة حتى نقطة التكافؤ وسجلي الحجم عند حدوث التغير في لون الدليل من الأصفر حتى يصبح برتقالي وليكن الحجم V2

4-    كرري المعايرة ثلاث مرات واحسبي المتوسط.

 

 

 

 

 

 

 

الحسابات:

 V1= حجم الحمض المكافئ لكل الهيدروكسيد ونصف الكربونات

V2 = حجم الحمض المكافئ لكل الهيدروكسيد  وكل الكربونات

2 (V2-V1)= حجم الحمض المكافئ لكل الكربونات

 2V1-V2= حجم الحمض المكافئ لكل الهيدروكسيد.

 

أ‌-     حساب تركيز هيدروكسيد الصوديوم وقوته

 

نسبة التفاعل 1:1

0.1  X  (2V1-V2)HCl  =   N   x  10    NaOH

                               g/l           S NaOH =  N  X    eq.wt

 

ب- حساب تركيز الكربونات وقوتها

 

0.1  X  2 (V2-V1)HCl  =   N   x  10(  Na2CO3)

                                     g/l     S Na2CO3=  N  X    eq.wt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

التجربة الرابعة:-

تعيين تركيز كلا من كربونات الصوديوم وهيدروكسيد الصوديوم في مخلوط منهما باستخدام حمض الهيدروكلوريك (0.1 N)

 

الأساس النظري:-

عند معايرة مخلوط من كربونات الصوديوم وبيكربونات الصوديوم مع حمض الهيدروكلوريك باستخدام دليل Ph.Ph فان حجم الحمض المتفاعل يكافئ نصف الكربونات. وعند معايرة المخلوط في وجود دليل M.O  فان الحمض يتفاعل مع البيكربونات   وكل الكربونات..

 

خطوات العمل:

1-انقلي بالماصة 10 مل من المخلوط إلى الدورق المخروطي ثم أضيفي قطرتين من Ph.Ph.

2-عايري المخلوط بواسطة محلول حمض الهيدروكلوريك حتى نقطة التكافؤ وسجلي الحجم عند حدوث التغير في لون الدليل من الوردي حتى يصبح عديم اللون وليكن الحجم V1

3-انقلي بالماصة 10 مل من المخلوط إلى الدورق المخروطي ثم أضيفي قطرتين من M.O. واستمري في المعايرة حتى نقطة التكافؤ وسجلي الحجم عند حدوث التغير في لون الدليل من الأصفر حتى يصبح برتقالي وليكن الحجم V2

4-كرري المعايرة لكل دليل ثلاث مرات واحسبي المتوسط.

 

الحسابات:

 V1= حجم الحمض المكافئ لنصف الكربونات

V2 = حجم الحمض المكافئ لكل البيكربونات  وكل الكربونات

2 V1= حجم الحمض المكافئ لكل الكربونات

 V2-2V1= حجم الحمض المكافئ لكل البيكربونات

 

ب‌- حساب تركيز بيكربونات الصوديوم وقوتها

0.1  X  (V2-2V1)HCl  =   N   x  10    NaHCO3

                               g/l          S NaHCO3 =  N  X    eq.wt

 

ب- حساب تركيز الكربونات وقوتها

0.1  X  2 V1HCl  =   N   x  10(  Na2CO3)

                                     g/l     S Na2CO3=  N  X    eq.wt

 

 

 

التجربة الخامسة:

أ- تقدير حمض الفسفوريك بواسطة هيدروكسيد الصوديوم

                               ب- تقدير الحمضية الكلية للخل التجاري

 

أ-الأساس النظري

حيث أن الحمض ثلاثي القاعدية فانه يتأين في محلولة المائي على ثلاث مراحل ولدلك يتبع ثلاثة أنواع من الأملاح عند تفاعله مع هيدروكسيد الصوديوم

 

 

 

 

 

 

 

المرحلة الأولى: إذا استخدمنا دليل M.O   فان لونه يتغير عند تكون Na2H2PO4 ويكون حجم القاعدة مكافئا ا ثلث الحمض لان ذرة واحدة من Na حلت محل درة واحدة من H الحمض.

المرحلة الثانية: إذا استخدمنا دليل Ph.Ph. فان لونه يتغير عند تكون Na2HPO4 ويكون حجم القاعدة مكافئا لضعف الحجم المستخدم مع دليل M.O

أما بالنسبة للمرحلة الثالثة لا يوجد دليل مناسب عند نقطة التكافؤ.

 

خطوات التجربة:

1-      انقلي بالماصة 10 مل من محلول الحمض إلى دورق مخروطي ثم أضيفي دليل M.O

2-    عايري بإضافة القاعدة من السحاحة حتى يتغير اللون من الأحمر إلى الأصفر.

3-    كرري المعايرة ثلاث مرات واحسبي المتوسط

4-    كرري التجربة باستخدام دليل Ph.Ph .

 

الحسابات

V1 = حجم هيدروكسيد الصوديوم المكافيء لثلث الحمض في حالة استخدام دليل M.O

1

 

 

3

V1 =             H3PO4                                                 

 

0.1  X  (3V1)NaOH  =   N   x  10    H3PO4

 

                                     g/l     S H3PO4 =  N  X    eq.wt

 

 

 

 

 

V2 = حجم هيدروكسيد الصوديوم المكافيء لثلثي الحمض في حالة استخدام دليل ph.ph

2

 

 

 

3

     V2 =             H3PO4                                                 

3

 

 

2

0.1  X  (            V2)NaOH  =   N   x  10    H3PO4

 

                                     g/l             S H3PO4 =  N  X    eq.wt

 

ب- الأساس النظري

CH3COOH    +     NaOH                   CH3COONa   +H2O                       

خطوات العمل:-

1-      نأخذ 1 ملليلتر من الخل التجاري بواسطة الماصة أو السحاحة ونضعه في الكونيكل ثم نضيف 20 مل من الماء المقطر

2-    نضيف قطرتين من دليل ph.ph

3-    نملا السحاحة ب NaOH   ذو تركيز 0.1 N

4-    نبدأ المعايرة بإضافة  NaOH  على المحلول الموجود  في الكونيكل حتى نصل إلى نقطة النهاية والتي عندها يتحول اللون من عديم اللون إلى الوردي

5-    نكرر التجربة ثلاث مرات ونسجل الحجم النازل من السحاحة

الحسابات:-

                                      ) N  X  1   =   0.1   x  V  (  NaOH     (CH3COOH)

                                                    g/l    S CH3COOH =  N  X    eq.wt

 

                                                                             g/l    =  X

 

1L(1000 ml)                                   x

 

                                                     100 ml                         y

 

 

Wt (g)

Y  =  g/100ml

 

                                                     X   100                            =  %CH3COOH

Vol. sol(ml)

                                                                           

y

 

 

 

                                                                  X 100                     =

                                                                                100

 

تفاعلات الترسيب

في هدا النوع من المعايرات يتم تكوين رواسب شحيحة الذوبان في الماء وغالبا ما يستخدم ايون الفضة في هذا النوع من المعايرات ولذا يطلق عليها أحيانا المعايرات الفضية ونترات الفضة محلول قياسي أولي درجة نقاوته 99.9%ويلزم حفظ محاليل الفضة في زجاجات بنية أو مغطى حتى لاتتحلل الفضة

باستخدام نترات الفضة يمكن تقدير كل من الكلوريد  والبروميد  واليوديد  والثيوسيانات وتحدد نقطة النهاية بإحدى الطرق التالية

1-طريقه موهر

في هذه الطريقة يعاير محلول الكلوريد والبروميد مع نترات الفضة باستخدام محلول كرومات البوتاسيوم كدليل حيث تتفاعل ايونات الفضة مع ايونات الكلوريد مكونة راسب ابيض من كلوريد القضة أولا

 

ثم تتفاعل ايونات الفضة مع ايونات الكرومات مكونة راسب بني محمر(يتلون المحلول باللون البني الباهت أول درجات البني) من كرومات الفضة

 

تستخدم طريقة موهر في وسط متعادل:

السبب؟ كرومات الفضة تدوب في الوسط الحمضي وفي الوسط القاعدي يتكون راسب ابيض من هيدروكسيد الفضة يترسب قبل كرومات الفضة

التجربة السادسة:-

أ-تعيين مولارية وتركيز محلول كلوريد الصوديوم بطريقة موهر

طريقة العمل:

1-      انقلي بالماصة 10 مل من محلول كلوريد الصوديوم إلى الدورق المخروطي ثم أضيفي 1 -2مل من دليل كرومات البوتاسيوم تركيزه 0.01M

2-    عايري بإضافة محلول نترات الفضة0.1N  من السحاحة تدريجيا مع الرج المستمر ويلاحظ تكون راسب ابيض من كلوريد الفضة وراسب احمر من كرومات الفضة يزول بالتحريك

3-    استمري في إضافة محلول نترات الفضة حتى أول نقطة يثبت عندها لون بني باهت لايزول بالتحريك

4-    كرري المعايرة واحسبي المتوسط

الحسابات:-

N x V = N x  V

 

g/l                       S NaCl =  N  X    eq.wt

 

 

 

 

2-  طريقة فولها رد الغير مباشرة

يتم في هده الطريقة اجراء  المعايرة الخلفية حيث يتم  اضافة زيادة معلومة من نترات الفضة فيترسب كلوريد الفضة وتتفاعل الكمية الزائدة من ايوانات الفضة مع اثيوسيانات وعند نهاية التفاعل تتفاعل ايونات الثيوسيانات مع ايون الحديد لتكوين امعقد الاحمر الدائب.

 

 

ب- تعيين مولارية وتركيز محلول كلوريد الصوديوم  بطريقة فولهارد (المعايرة الخلفية)

طريقة العمل:

1- انقلي بالماصة 10 مل من محلول كلوريد الصوديوم إلى الدورق المخروطي ثم  انقلي بالماصة 20 مل من محلول نترات الفضة إلى الدورق المخروطي فيتكون راسب ابيض من كلوري الفضة  نأخذ المحلول ونرشحه ونغسل الراسب بالماء المقطر

2- ثم اضيفي 5 مل من حمض النتروجين الى الراشح(السبب؟منع تحلل ايونات الحديديك تحللا مائيا. منع ترسيب هيدروكسيد الحديديك الذي يلون المحلول بلون بني يصعب معه رؤية التغير في لون الدليل عند نقطة التكافؤ) و 1 مل من دليل نترات الحديديك او كلوريد الحديديك .

3- عايري باضافة محلول ثيوسيانات البوتاسيوم من السحاحة تدريجيا مع الرج المستمر ( لانه قد يحدث امتزاز لايونات الفضة  على سطح الراسب وبالتاي تكون نقطة التكافؤ غي واضحة) ويلاحظ تكون راسب ابيض من ثيوسيانات الفضة

4-استمري في اضافة محلول ثيوسيانات البوتاسيوم حتى أول نقطة يظهر عندها لون بني لا يزول بالتحريك

5-كرري المعايرة واحسبي المتوسط 

الحسابات:-

V1=حجم ثيوسيانات البوتاسيوم النازلة من السحاحة تكافئ نترات الفضة التي لم تتفاعل مع كلوريد الصوديوم

          V2= حجم نترات الفضة الكلية

حجم نترات الفضة المتفاعلة مع كلوريد الصوديو م    V3=     V2- V1

 

N x V   NaCl = N x  V3  AgNO3

 

g/l                       S NaCl =  N  X    eq.wt

 

 

 

 

 

 

 

تفاعلات الأكسدة والاختزال

تشمل تفاعلات الأكسدة والاختزال تلك التفاعلات التي تتضمن انتقالات الكترونية بين المواد المتفاعلة الأمر الذي يودي إلى تغير في عدد الأكسدة لبعض العناصر الداخلة في التفاعل

عملية الأكسدة:

هي العملية التي يحدث فيها فقد الالكترونات

عملية الاختزال:

هي العملية التي يكتسب فيها العنصر الالكترونات

تعتبر عملية الأكسدة والاختزال عمليتان متلازمتان

العامل المؤكسد:

المادة لديها ميل لاكتساب الالكترونات وتتحول نتيجة دلك إلى حالة حالة تاكسدية اكثر سالبية

 

العامل المختزل:

المادة التي لديها ميل لفقد الالكترونات وتتحول نتيجة دلك الى حالة تاكسدية اكثر ايجابية

 

يستخدم ايون البرمنجنات كعامل مؤكسد قوي وبسبب لونه فانه يستخدم كدليل ذاتي أثناء المعايرة

تتأكسد معظم المواد بواسطة برمنجنات البوتاسيوم في وسط حمضي ماعدا الاكساليك الذي يحتاج الى حرارة ويعتبر حمض الكبريت المخفف هو الحمض المناسب السبب ان حمض النيتروجين عامل مؤكسد قوي وكذلك عند استخدام حمض الكلور نجد ان البرمنجنات تؤكسد ايون الكلوريد الى كلور

اما في الوسط المتعادل والمحاليل الحمضية المخففة والقاعدية المخففة يتكون راسب بني من ثاني اكسيد المنجنيز.

التجربة السابعة:-

1-     تعيين تركيز وقوة برمنجنات البوتاسيوم باستخدام حمض الاكساليك.

فكرة التجربة:-

يتأكسد حمض الاكساليك بواسطة برمنجنات البوتاسيوم إلى ثاني أكسيد الكربون ويتم التفاعل عند درجة حرارة في المدى 60-90 C

 

خطوات العمل:-

1-      انقلي 10 مل بالسحاحة من حمض الاكساليك ذو تركيز 0.1N إلى الدورق المخروطي

2-    أضيفي 20 مل من حمض الكبريت المخفف 2N بالمخبار المدرج

 

 

 

3-    سخني المحلول من 60-90 درجة لإسراع التفاعل حتى ظهور فقاعات على فوهة الدورق (تصاعد أبخرة من المحلول وقبل الغليان)

4-    املئي السحاحة بمحلول برمنجنات البوتاسيوم مجهول التركيز

5-    عايري المحلول ساخنا بإضافة محلول البرمنجنات من السحاحة تدريجيا مع الرج المستمر حتى أول نقطة يتلون بها المحلول وردي فاتح

6-    كرري التجربة واحسب المتوسط

 

+

 

 

 

نسبة التفاعل 2:5

N x V   KMnO4= N x  V3  H2C2O4

 

g/l                       S KMnO4 =  N  X    eq.wt

Mwt/5 =    eq.wt

 

2-   تعيين تركيز كبريتات الحديدوز النشادرية باستخدام محلول ثنائي كرومات البوتاسيوم

فكرة التجربة

لمعرفة نقطة التكافؤ عند معايرة ثاني كرومات البوتاسيوم مع كبريتلت الحديدوز النشادرية يستخدم دليل ثنائي فنيل الأمين وهو عديم اللون في حالته المختزلة وبنفسجي في حالتة المؤكسدة

 

خطوات العمل:

1-      انقلي بالماصة 10 مل من محلول كبريتات الحديدوز النشادرية إلى الدورق المخروطي

2-    أضيفي 10 مل من حمض الكبريت المخفف 2N و4 قطرات من دليل داي فنيل الأمين

3-    عايري بإضافة محلول ثاني كرومات البوتاسيوم من السحاحة مع الرج المستمر حتى ظهور أول نقطة يتلون فيها المحلول بالأزرق الداكن مرورا بالأخضر.

4-    كرري المعايرة واحسبي المتوسط

 

 

 

نضرب المعادلة الثانية في 6

 

 

 

 

N x V  FeSO4= N x  V  K2Cr2O7

 

g/l                       S FeSO4 =  N  X    eq.wt

Mwt/1 =      eq.wt

 

 

 

 

 

 

 

                

 

 

 

 

 

 

 

 

التجربة الثامنة:-

تعيين تركيز وقوة حمض الاكساليك واكسالات الصوديوم في مخلوط منهما.

الأساس النظري:-

 

 

خطوات العمل:

1-      انقلي بالماصة 10 مل من محلول المخلوط إلى الدورق المخروطي

2-    أضيفي قطرتين من دليل Ph.Ph

3-    عايري بإضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم تركيزه 0.1N من السحاحة حتى ظهور أول نقطة يتلون فيها المحلول بالوردي.

4-    كرري المعايرة واحسبي المتوسط. =V1 حجم هيدروكسيد الصوديوم المكافئ للحمض فقط

5-    انقلي بالماصة 10 مل من محلول المخلوط إلى الدورق المخروطي

6-    أضيفي 20 مل من حمض الكبريتيك المخفف وسخني من 60-90ه م

7-   عايري المخلوط ساخنا بمحلول برمنجنات البوتاسيوم ذات تركيز 0.1N من السحاحة مع الرج المستمر حتى ظهور لون وردي فاتح

8-   كرري المعايرة واحسبي المتوسط V2= حجم البرمنجنات المكافئ لكل الحمض واكسالات الصوديوم V2-V1=V3 حجم البرمنجنات المكافئ للملح فقط

9-    احسبي تركيزوقوة كلا من حمض الاكساليك واكسالات الصوديوم

الحسابات:-

N x V   NaOH  = N x  V1  H2C2O4

                                                                             

g/l                       S  H2C2O4 =  N  X    eq.wt

Mwt/2 =    eq.wt

N x V   KMnO4= N x  V3  Na2C2O4

 

 

g/l                       S Na2C2O4 =  N  X    eq.wt

Mwt/2 =    eq.wt

 

 

 

 

 

          الأكسدة والاختزال بواسطة اليود

الأساس النظري:-

يشترك اليود في العديد من المعايرات حسب المعادلة التالية

 

وتنقسم معايرات اليود الى قسمين:

أ‌-     الطريقة المباشرة:

يعتبر اليود عامل مؤكسد ضعيف لذا يستخدم في هذه الطريقة محلول قياسي من اليود لمعايرة المواد المختزلة القوية(سهلة التأكسد)

تجرى هذه المعايرات في وسط متعادل أو قاعدي ضعيف أو حمضي ضعيف ويجب تجنب الوسط القاعدي القوي لان اليود يتحول في هذا الوسط إلى هيبوايودات ويوديد:

 

اما في الوسط الحمضي القوي فنجد أن النشا الذي يستخدم كدليل يميل إلى التميؤ والتحلل في هذا الوسط مما يؤثر على نقطة النهاية

يتأكسد أيضا ايون اليود بفعل أكسجين الهواء الجوي في الوسط الحمضي القوي.

 

ب‌- الطريقة الغير مباشرة:

تستخدم هذه الطريقة لمعايرة المواد المؤكسدة حيث يضاف إلى محلول المادة المؤكسدة المراد معرفة تركيزها كمية زائدة من يوديد البوتاسيوم ثم يعاير اليود المتحرر نتيجة ذلك بواسطة محلول قياسي من ثيوكبريتات الصوديوم وكمية اليود المتحرر تكافئ كمية المادة المؤكسدة الموجودة في الوسط .يعتبر اليود في هذه الطريقة عاملا مختزلا فمثلا في حالة تقدير ثاني كرومات البوتاسيوم تضاف كمية زائدة من اليوديد في وجود الوسط الحمضي.

 

ثم يعاير اليود المتحرر في هذا التفاعل والذي يكافئ ثاني كرومات البوتاسيوم بواسطة محلول ثيوكبريتات الصوديوم

 

الكشف عن نقطة النهاية في الطرق الغير مباشرة:

يتم الكشف عن نقطة النهاية باستخدام دليل النشا وحيث يدل اختفاء اللون الأزرق على انتهاء التفاعل . يراعى عدم إضافة النشا في بداية المعايرة والسبب أن تركيز اليود يكون عالي وهدا يؤدي إلى امتزازة على سطح النشا المعلق .أضف الى ذلك ان الوسط يكون حمضيا مما يؤدي الى تفكك النشا. لذا يجب ان يضاف النشا عندما يتحول لون اليود الى الاصفر الباهت.

 

 

 

 

معايرات اليود الغير مباشرة:

أ‌-     تعيين تركيز ثيوكبريتات الصوديوم باستخدام  محلول ثاني كرومات البوتاسيوم

طريقة العمل:

1-      انقلي بالماصة 10 مل من محلول ثنائي كرومات البوتاسيوم ذات تركيز 0.1Nإلى الدورق المخروطي

2-    اضيفي 20 مل من يوديد البوتاسيوم 0 2 %

3-    اضيفي 20 مل من حمض الكبريت 2N

4-    عايري المحلول بإضافة محلول ثيوكبريتات الصوديوم من السحاحة تدريجيا مع الرج المستمر حتى يصبح لون المحلول اصفر باهت

5-    اضيقي ا مل من النشا فيتكون لون ازرق

6-    اكملي المعايرة حتى يختفي اللون  الازرق

7-   كرري المعايرة ثلاث مرات واحسبي المتوسط

8-   احسبي تركيز ثيوكبريتات الصوديوم

 

 

ثم يعاير اليود المتحرر المكافئ لثاني كرومات البوتاسيوم بواسطة الثيوكبريتات

 

 

الحسابات:-

N x V   Na2S2O3  = N x  V1 K2Cr2O7

S  Na2S2O3 =  N  X    eq.wt

Mwt/1 =    eq.w

 

المعايرة المباشرة:- تعيين تركيز وقوة محلول اليود باستخدام ثيوكبريتات الصوديوم

 

الأساس النظري:-

 

 

 

 

 

 

 

 

خطوات العمل:

1-      انقلي بالماصة 10 مل من محلول اليود إلى الدورق المخروطي

2-    عايري المحلول بإضافة محلول الثيوكبريتات من السحاحة تدريجيا مع الرج المستمر حتى يصبح لون المحلول اصفر

3-     أضيفي امل من دليل النشا فيصبح لون المحلول ازرق

4-    استمري في المعايرة حتى يختفي اللون الأزرق

5-    كرري المعايرة واحسبي المتوسط.

احسبيي تركيز وقوة محلول اليود

الحسابات:-

N x V   Na2S2O3  = N x  V1  I2

  S  I2=  N  X    eq.wt

Mwt/2 =    eq.wt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ب-تعيين مولارية وتركيز محلول كبريتات النحاس باستخدام ثيوكبريتات الصوديوم

 

الأساس النظري:-

تتفاعل كبريتات النحاس مع يوديد البوتاسيوم في وسط حمضي وينطلق اليود وذلك طبقا للمعادلة التالية

 

ويمكن معايرة اليود المنطلق مع ثيوكبريتات الصوديوم باستخدام دليل النشا وهدا اليود المنطلق يكافئ كبريتات النحاس

 

 

خطوات العمل:

1-      انقلي بالماصة 10 مل من محلول كبريتات النحاس المائية إلى دورق مخروطي (اليود) + 10 مل من يوديد البوتاسيوم + 5 مل من حمض الكبريتيك المخفف وننتظر 5 دقائق

2-    عايري المحلول بإضافة محلول ثيوكبريتات الصوديوم من السحاحة تدريجيا مع الرج المستمر حتى يصبح لون المحلول اصفر باهت

 

3-    اضبفي 1 مل من دليل النشا

4-    أكملي المعايرة حتى يختفي اللون الأزرق ويتكون راسب ابيض

5-    كرري التجربة واحسبي المتوسط ثم تركيز  وقوةكبريتات النحاس المائية

الحسابات:-

 

 

 

 

 

 

 

N x V   Na2S2O3  = N x  V1 CuSO4

S  CuSO4 =  N  X    eq.wt

 

 

 

 

تفاعلات التعقيد

فكرة نظرية

في هذا النوع من المعايرات يتحد الكاشف الذي غالبا عامل تعقيد مخلبي مع المادة المعايرة (ايون الفلز) مثل الحديد والزنك لينتج مركب معقد دائب في الماء

تعتبر الاديتاEDTA من اهم عوامل التعقيد المخلبيةالمستخدمة ويتم الكشف عن نقطة التكافؤ عن طريق استخدام دليل مناسب ومن اهم الادلة المستخدمة(مايسمى بالادلة الفلزية) والتي تكون مركبات معقدة ملونة مع ايونات الفلزات مثل الميروكسيد والايروكروم بلاك تي.

معايرات التعقيد

اولا: تعين العسر الكلي:

املاح الكالسيوم والمغنيسيوم هي السبب الرئيسي لعسر الماء والعسر الكلي ينقسم الى قسمين : عسر دائم وعسر مؤقت.

العسر الدائم:

تسبب املاح الكبريتات والكلوريدات هدا النوع من العسر ولا يزول بالغليان ولذلك يمكن تقدير العسر الكلي عن طريق معايرة ايونات المغنسيوم والكالسيوم بمحلول قياسي من  EDTA ودليل الايروكروم بلاك تي. ويعبر مقدار العسر الكلي بوحدة الجزء من المليون او عدد الملجرام لكل لتر.

العسر المؤقت

تسبب املاح البيكربونات هدا النوع من العسر ولكن يمكن التخلص منة بالغليان حيث تتحول املاح البيكربونات الى الكربونات. ويتم تقدير الكربونات الناتجة عن الغليان بمحلول قياسي من EDTA.

2-تعيين العسر الكلي للماء:

1-انقلي بالماصة 50 مل من ماء الصنبور الى دورق مخروطي واضيفي الية 1 مل من المحلول المنظم وقطرتين من دليل الايروكروم بلاك تي.

2-عايري باضافة محلول EDTA من السحاحة مولاريتة 0.01 مولر مع الرج المستمر حتى يتغير اللون من الاحمر الى الازرق.

3- كرري المعايرة ثلاث مرات واحسبي المتوسط

4- احسبي العسر الكلي للماء بوحدة p.p.m علما بان كل 1 مل من EDTA بتركيز 0.01 يكافئ وجود 1 ملجرام من كربونات الكالسيوم في العينة

 

 

 

 

 

 

 

العسر الكلي:

 

 

 

3- تعيين العسر الدائم للماء

1-انقلي بواسطة المخبار 250 مل من ماء الصنبور الى كاس واغلي الماء لمدة 30 دقيقة واتركية لكي يبرد ثم رشحية في دورق قياسي سعتة 250 مل مع مرعاة عدم غسل ورقة الترشيح

2-اكملي الراشح بالماء المقطر حتى العلامة ورجي جيدا ثم خدي منة 50 مل واضيفي 1مل من المحلول المنطم وقطرتين من دليل الايروككروم بلاك تي.

3- عايري باضافة محلول EDTA  من السحاحة بتركيز 0.01 مولر تدريجيا مع الرج المستمر حتى يتحول اللون من الاحمر الى الازرق.

4- كرري المعايرة واحسبي المتوسط

5- احسبي العسر الدائم بوحدة p.p.m علما بان كل 1 مل من EDTA بتركيز 0.01 يكافئ وجود 1 ملجرام من كربونات الكالسيوم في العينة

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

العسر الدائم

 

العسر المؤقت= العسر الكلي- العسر الدائم

 

4-تطبيق معايرات التعقيد في تقدير النحاس

تتفاعل محاليا النحاس مع الاديتا بنسبة1:1 بغض النظر عن تكافؤ العنصر ويستخدم دليل الميروكسيد في هدة المعايرات . يتم التفاعل في وسط قاعدي يمكن ضبطة وهذة الطريقة تستخدم لتقدير بعض الكاتيونات مثل الحديد والكالسيوم

خطوات التجربة:

1-    انقلي بالماصة 10 مل من محلول كبريتات النحاس المائية الى دورق مخروطي ثم اضيفي الية كمية قليلة من الامونيا المخففة حوالي 1مل حتى يتكون راسب يذوب بالرج ثم اضيف الية حوالي 10 مل من الماء المقطر وبضع حبيبات من دليل الميروكسيد.

2-    عايري  باضافة محلول EDTA  من السحاحة بتركيز 0.05 مولر تدريجيا مع الرج المستمر حتى يتحول اللون من الاصفر الى البنفسجي.

3-    كرري المعايرة واحسبي المتوسط

4-    احسبي تركيز النحاس في العينة