|
التجربة الأولى :- تطبيق عملي على حساب الحيود المعياري .
ستكون التجربة عبارة عن معايرة محلول هيدروكسيد الصوديوم مع حمض اليهدروكلوريك حيث نكرر التجربة 10 مرات من أجل تقدير تركيز محلول هيدروكسيد الصوديوم ويتم التفاعل بين المحلولين وفقاً للتالي :
وحيث أن التغير في الرقم الهيدروجيني عند نقطة التكافؤ من 2 إلى 11 فإنه يمكن استخدام M.O. أو Ph.Ph. كدليل.
المحلول القياسي : حمض الهيدروكلوريك HCl
المحلول المجهول التركيز : هيدروكسيد الصوديوم NaOH
الأدلة المستخدمة : الميثيل البرتقالي أو الفينولفتين
المدى الهيدروجيني لدليل الميثيل البرتقالي 4.3 – 3.0 : M.O.
المدى الهيدروجيني لدليل الفينولثالين 9.6 – 8.0 : Ph.Ph.
خطوات إجراء التجربة :
1- إملأ السحاحة بمحلول حمض الهيدروكلوريك القياسي .
2- خذ بواسطة الماصة 10 مل من محلول هيدروكسيد الصوديوم المجهول التركيز والقه إلى الدورق المخروطي .
3- أضف قطرتين من الدليل المناسب .
4- عاير بواسطة إضافة محلول حمض الهيدروكلوريك من السحاحة إلى المحلول المجهول التركيز وحتى الوصول إلى نقطة التكافؤ.
5- كرر المعايرة 10 مرات ودون نتائج القراءات في جدول .
6- أوجد متوسط حجم الحامض اللازم لمعايرة الحجم المعلوم من المحلول المجهول التركيز .
7- أحسب عيارية محلول هيدروكسيد الصوديوم .
8- أحسب تركيز محلول هيدروكسيد الصوديوم بوحدة ( القوة (Strength
التجربة الثانية :- تقدير عيارية حمض الهيدروكلوريك HCl بمعايرته بمحلول قياسي من كربونات الصوديوم Na2CO3 .
يتم التفاعل بين المحلولين على مرحلتين وفقاً للتالي :
وبجمع المعادلتين يكون التفاعل الكلي كالآتي :
وواضح من قيم الرقم الهيدروجيني لكلا من التفاعلين الأول والثاني أن دليل الفينولثالين يغطي التفاعل الأول فقط ( تكوين بيكربونات الصوديوم ) أما دليل الميثيل البرتقالي فإنه ي غطي التفاعلين الأول والثاني وبالتالي فإن الدليل المناسب هو دليل الميثيل البرتقالي ويتبع ذلك أنه إذا استعمل دليل الفينولفثالين فإن حجم الحامض المستهلك يكافئ نصف الكربونات . أما إذا استعمل دليل الميثيل البرتقالي فإن حجم الحامض المستهلك يكافئ كل الكربونات .
المحلول القياسي : كربونات الصوديوم
المحلول المجهول التركيز : حمض الهيدروكلوريك HCl
الأدلة المستخدمة : الميثيل البرتقالي M.O أو الفينولفتين Ph. Ph.
المدى الهيدروجيني لدليل الميثيل البرتقالي 4.3 – 3.0
المدى الهيدروجيني لدليل الفينولثالين 9.6 – 8.0 :
خطوات إجراء التجربة:-
1. إملأ السحاحة بعد تنظيفها بمحلول حمض الهيدروكلوريك المجهول المخفف.
2. خذ بواسطة الماصة 10 مل من محلول كربونات الصوديوم القياسي وانقله إلى الدورق المخروطي.
3. أضف قطرتين من دليل الميثيل البرتقالي.
4. عاير بواسطة إضافة محلول حمض الهيدروكلوريك من السحاحة إلي المحلول القياسي و حتى الوصول إلى نقطة التكافؤ(ظهور لون احمر ثابت).
5. كرر المعايرة 5 مرات ودون نتائج القراءات في جدول.
6. أوجد متوسط حجم الحامض اللازم لمعايرة الحجم المطلوب من المحلول القياسي.
7. أحسب عيارية حمض الهيدروكلوريك.
8. أحسب تركيز حمض الهيدروكلوريك بوحدة gl-1 ( القوة strength ).
التجربة الثالثة: تقدير عيارية هيدروكسيد الصوديوم NaOH بمعايرته بمحلول قياسي من حمض الهيدروكلوريك HCl .
يتم التفاعل بين المحلولين وفقا" للتالي:
NaOH + HCl ® NaCl + H2O pH=7
وحيث أن التغير في الرقم الهيدروجيني عند نقطة التكافؤ من 2 إلى 11 فإنه يمكن استخدام M.O. أو Ph.Ph. كدليل.
المحلول القياسي: حمض الهيدروكلوريك HCl .
المحلول المجهول التركيز: هيدروكسيد الصوديوم NaOH .
الأدلة المستخدمة: الميثيل البرتقالي أو الفينولفثالين.
المدى الهيدروجيني لدليل الميثيل البرتقالي M.O. : 3 – 3.4
المدى الهيدروجيني لدليل الفينولفثالين Ph.Ph : 8 - 9.6 .
خطوات إجراء التجربة:
1- إملأ السحاحة بمحلول حمض الهيدروكلوريك القياسي الذي استخدمته في التجربة الثانية.
2- خذ بواسطة الماصة 10 مل من محلول هيدروكسيد الصوديوم المجهول التركيز وانقله إلي الدورق المخروطي.
3- أضف قطرتين من الدليل المناسب.
4- عاير بواسطة إضافة محلول الهيدروكلوريك من السحاحة إلى المحلول المجهول التركيز في الدورق المخروطي وحتى الوصول إلى نقطة التكافؤ.
5- كرر المعايرة 5 مرات و دون نتائج القراءات في جدول.
6- أوجد متوسط حجم الحامض اللازم لمعايرة الحجم المعلوم من المحلول المجهول التركيز.
7- احسب عيارية محلول هيدروكسيد الصوديوم.
8- احسب تركيز محلول هيدروكسيد الصوديوم بوحدة gl-1 (القوة strength ).
التجربة الرابعة:- تعيين الوزن الجزيئي لحمض قلوي ضعيف H2A .
يتم التفاعل بين المحلولين وفقا" للتالي:
H2A +2NaOH ® Na2A +2 H2O
وحيث الرقم الهيدروجيني الناتج أكبر من 7 فإن الدليل الذي يتغير لونه في هذا المحلول هو دليل الفينولفثالين وليس دليل الميثيل البرتقالي.
المحلول القياسي: هيدروكسيد الصوديوم NaOH .
المحلول المجهول التركيز: الحمض العضوي.
الدليل المستخدم: دليل الفينولفثالين Ph.Ph. .
المدى الهيدروجيني لدليل الفينولفثالين Ph.Ph : 8 – 9.6.
خطوات إجراء التجربة:
1- إملأ السحاحة بعد تنظيفها بمحلول هيدروكسيد الصوديوم القياسي الذي استخدمته في التجربة الثالثة.
2- خذ بواسطة الماصة 10 مل من محلول الحامض العضوي الضعيف المجهول التركيز وانقله إلي الدورق المخروطي.
3- أضف قطرتين من دليل الفينولفثالين.
4- عاير بواسطة إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم من السحاحة إلى المحلول المجهول التركيز وحتى الوصول إلى نقطة التكافؤ.
5- كرر المعايرة 5 مرات و دون نتائج القراءات في جدول.
6- أوجد متوسط حجم هيدروكسيد الصوديوم اللازم لمعايرة الحجم المعلوم من محلول الحمض العضوي الضعيف المجهول التركيز.
7- احسب عيارية محلول الحامض العضوي الضعيف.
8- احسب الوزن المكافئ للحامض العضوي الخفيف.
9- الحسب الوزن الجزيئي للحامض العضوي الضعيف.
التجربة الخامسة: تحليل مزيج من كربونات الصوديوم Na2CO3 و هيدروكسيد الصوديوم NaOH .
يتم التفاعل بين هيدروكسيد الصوديوم وحامض الهيدروكلوريك وفقا" للتالي:
NaOH + HCl ® NaCl + H2O pH=7
بينما تتفاعل كربونات الصوديوم مع حامض الهيدروكلوريك على مرحلتين:
Na2CO3 + HCl ® NaHCO3 + NaCl pH=8.3
NaHCO3 + HCl ® NaCl +CO2+ H2O pH=3.8
ويمكن تقدير الكمية الكلية من كربونات الصوديوم و هيدروكسيد الصوديوم في مزيج منهما و ذلك بمعايرة المزيج بمحلول قياسي من حامض الهيدروكلوريك في وجود دليل الميثيل البرتقالي ودليل الفينولفثالين.
فعند معايرة حجم معين من محلول هذا المزيج بمحلول الحامض القياسي باستعمال دليل الفينولفثالين فإن الدليل يتغير لونه أي يصبح عديم اللون عندما يتعادل كل من هيدروكسيد الصوديوم الموجود في المزيج ونصف الكربونات حيث تتحول الكربونات إلى بيكربونات عند هذه النقطة.
أما عندما يعاير نفس المزيج بنفس الحامض باستعمال دليل الميثيل البرتقالي فإن الدليل يتغير لونه من أصفر إلي أحمر عندما يتعادل كل من هيدروكسيد الصوديوم و كل الكربونات الموجودة في المزيج.
فإذا كان حجم الحامض المستخدم في المعايرة عند استعمال دليل الفينولفثالين هو V1 .
وحجم الحامض المستخدم في المعايرة عند استعمال دليل الميثيل البرتقالي هو V2 فإن:
وبطرح العلاقة الأولي من الثانية نحصل على:
ومنه
ويمكن حساب حجم الحامض المكافئ لكل الهيدروكسيد من العلاقة :
ومن ذلك يمكن حساب تركيز كل من كربونات الصوديوم و هيدروكسيد الصوديوم في المزيج باستخدام قانون المعايرة:-
المحلول القياسي: حمض الهيدروكلوريك HCl .
المحلول المجهول التركيز: مزيج من هيدروكسيد الصوديوم NaOH و كربونات الصوديوم Na2CO3 .
الأدلة المستخدمة: الميثيل البرتقالي . M.O و الفينولفثالين Ph.Ph .
المدى الهيدروجيني لدليل الميثيل البرتقالي: 3 – 4,3 .
المدى الهيدروجيني لدليل الفينولفثالين Ph.Ph : 8-9,6.
خطوات إجراء التجربة:-
1- إملأ السحاحة بعد تنظيفها بمحلول حمض الهيدروكلوريك القياسي.
2- خذ بواسطة الماصة 10 مل من المزيج وانقله إلي الدورق المخروطي.
3- أضف قطرتين من دليل الفينولفثالين.
4- عاير بواسطة إضافة محلول حامض الهيدروكلوريك من السحاحة إلى محلول المزيج في الدورق المخروطي وحتى الوصول إلى نقطة التكافؤ.
5- كرر المعايرة 5 مرات و دون نتائج القراءات في جدول.
6- أوجد متوسط حجم الحامض(V1 ) اللازم لمعايرة كل الهيدروكسيد ونصف البيكربونات.
7- كرر الخطوات 2و3و4و5 ولكن باستخدام دليل الميثيل البرتقالي.
8- أوجد متوسط حجم الحامض(V2 ) اللازم لمعايرة كل الهيدروكسيد وكل البيكربونات.
9- احسب عيارية كلا من هيدروكسيد الصوديوم و كربونات الصوديوم في المزيج.
10- احسب تركيز كلا" من هيدروكسيد الصوديوم و كربونات الصوديوم في المزيج بوحدة gl-1 (القوة strength ).
التجربة السادسة:-تقدير النسبة المئوية للبوراكس.
يتميه واحد مول من البوراكس لينتج عنه 2 مول من هيدروكسيد الصوديوم و4 مولات من حامض البوريك وبالتالي يمكن تقدير البوراكس كالتالي:-
1- عن طريق معايرة هيدروكسيد الصوديوم الناتج عن عملية التميه بواسطة محلول حامضي قياسي.
2- عن طريق معايرة حامض البوريك الناتج عن عملية التميه بواسطة محلول قاعدي قياسي.
ويمكن تمثيل البوراكس بالمعادلة التالية:-
Na2B4O7+7H2O®2NaOH+4H3BO3
أولا":- معايرة هيدروكسيد الصوديوم NaOH الناتج عن تميه البوراكس بمحلول قياسي من حامض الهيدروكلوريك HCl .
يتم التفاعل بين المحلولين وفقا" للتالي:-
NaOH + HCl ® NaCl + H2O pH=7
المحلول القياسي:حامض الهيدروكلوريك HCl .
المحلول المجهول التركيز: هيدروكسيد الصوديوم الناتج عن تميه محلول البوراكس.
الدليل المستخدم: الميثيل البرتقالي.
المدى الهيدروجيني لدليل الميثيل البرتقالي M.O. : 3-4,3 .
خطوات إجراء التجربة:-
1- إملأ السحاحة بمحلول حمض الهيدروكلوريك القياسي.
2- خذ بواسطة الماصة 10 مل من محلول البوراكس وانقله إلي الدورق المخروطي.
3- أضف قطرتين من دليل الميثيل البرتقالي.
4- عاير بواسطة إضافة محلول حامض الهيدروكلوريك القياسي من السحاحة إلى المحلول المجهول التركيز في الدورق المخروطي وحتى الوصول إلى نقطة التكافؤ(ظهور لون احمر باهت).
5- كرر المعايرة 5 مرات و دون نتائج القراءات في جدول.
6- أوجد متوسط حجم الحامض(V1 ) اللازم لمعايرة الحجم المعلوم من هيدروكسيد الصوديوم الناتج عن تميه محلول البوراكس.
7- احسب عيارية هيدروكسيد الصوديوم الناتج عن تميه محلول البوراكس.
8- احسب تركيز محلول البوراكس بوحدة gl-1 (القوة strength ).
9- احسب النسبة المئوية للبوراكس.
وحيث أن الرقم الهيدروجيني للمحلول الناتج أكبر من 7 فإن الدليل الذي يتغير لونه في هذا المجال هو دليل الفينولفثالين وليس دليل الميثيل البرتقالي.
المحلول القياسي: هيدروكسيد الصوديوم NaOH .
المحلول المجهول التركيز:حمض البوريك H3BO3 الناتج عن تميه البوراكس.
الدليل المستخدم:الفينولفثالين.
المدى الهيدروجيني لدليل الفينولفثالين Ph.Ph : 8-9,6.
معايرات الترسيب
تعتبر معايرات الترسيب من أقدم الطرق التحليلية المعروفة ولها أهمية كبيرة في تقدير الهاليدات وبعض الأيونات الأخرى حيث أنها تعطي نتائج ممتازة. ويوجد ثلاث طرق لهذه المعايرات.و الاختلاف الرئيسي بين هذه الطرق نوع الدليل المستخدم في كل طريقة لتحديد نقطة التكافؤ.
وهذه الطرق هي:
1- طريقة مور Mohr method .
2- طريقة فاجان Fajan method .
3- طريقة فولهارد Volhard method .
طريقة مور
سوف نستخدم هذه الطريقة في تقدير تركيز نترات الفضة بالضبط وذلك بمعايرتها بمحلول قياسي من محلول الكلوريد " عادة محلول كلوريد الصوديوم". وتعتمد هذه الطريقة على تكوين راسب آخر له لون مميز عند نقطة التكافؤ.ويستخدم أيون الكرومات كدليل.وتعرف نقطة التكافؤ بظهور رواسب كرومات الفضة ذو اللون الأحمر الطوبى. ويجب أن تكون المحاليل متعادلة أو قاعدية ضعيفة.نظرا" لتأثير أيون الهيدروجين على أيون الكرومات طبقا" للمعادلات التالية:
وواضح أن التفاعل يتجه نحو اليمين كلما زاد تركيز أيون الهيدروجين و هذا بالطبع يسبب خطأ في حساب الحجوم حيث أن ثاني كرومات الفضة أكثر ذوبانا" من كرومات الفضة.
أما في الوسط القاعدي القوى فسوف تترسب الفضة على شكل أكسيد الفضة طبقا" للمعادلة:
ولهذا ينبغي أن يكون الرقم الهيدروجيني في المجال من 7-10 أما إذا كان الوسط حامضيا" فيمكن التغلب على ذلك بإضافة كمية قليلة من بيكربونات الصوديوم أو ملح البوراكس حتى يجعل تركيز أيون الهيدروجين في الحدود المناسبة.
التجربة السابعة:- تقدير عيارية نترات الفضةAgNO3 بطريقة مور.
يتم التفاعل بين المحلولين وفقا" للتالي:-
AgNO3+NaCl®AgCl+NaNO3
وعند نقطة التكافؤ:
2AgNO3+K2CrO4®Ag2CrO4+2KNO3
المحلول القياسي:كلوريد الصوديوم NaCl .
المحلول المجهول التركيز:نترات الفضة AgNO3 .
الدليل المستخدم : كرومات البوتاسيوم K2CrO4 .
خطوات إجراء التجربة:-
1- إملأ السحاحة بمحلول نترات الفضة المجهول التركيز.
2- خذ بواسطة الماصة 10 مل من محلول كلوريد الصوديوم القياسي وانقله إلي الدورق المخروطي.
3- أضف بلورات من بيكربونات الصوديوم NaHCO3 (عامل منظم).
4- أضف 1 مل تقريبا" من محلول كرومات البوتاسيوم تركيزه 5%.
5- عاير بواسطة إضافة محلول نترات الفضة المجهول التركيز من السحاحة إلى المحلول القياسي في الدورق المخروطي وحتى الوصول إلى نقطة التكافؤ(ظهور لون احمر طوبي).
6- كرر المعايرة 5 مرات و دون نتائج القراءات في جدول.
7- أوجد متوسط حجم نترات الفضة اللازم لمعايرة الحجم المعلوم من المحلول القياسي.
8- احسب عيارية نترات الفضة.
9- احسب تركيز نترات الفضة بوحدة gl-1 (القوة strength ).
طــريقة فاجـــان
تعتمد هذه الطريقة على استخدام أدلة الإدمصاص.وهذه الأدلة تظهر لونا" معينا" على سطوح حبيبات الراسب,وتحت ظروف معينة فإن الإدمصاص يحدث أثناء المعايرة عند نقطة التكافؤ,وعلى ذلك فإن ظهور أو اختفاء اللون على سطح الراسب يشير إلى نقطة التكافؤ. وعند معايرة كلوريد الصوديوم بواسطة محلول قياسي من نترات الفضة فإن دليل الإدمصاص المستخدم هو الفلوريسين وهو صبغة عضوية تتأين جزيئاته في المحاليل المائية إلى أيونات الهيدروجين وأيونات الفلوريسين ذات الشحنة السالبة والتي تظهر بلون أخضر مصفر في الوسط المائي.ويكون أيون الفلوريسين مع الفضة ملح شحيح الذوبان وردى اللون عند نقطة التكافؤ.
التجربة الثامنة:- تحليل عينة من ملح الطعام بطريقة فاجان.
يتم التفاعل بين المحلولين وفقا" للتالي:
AgNO3+NaCl®AgCl+NaNO3
وعند نقطة التكافؤ يتكون راسب وردي من فلوريسينات الفضة.
المحلول القياسي:نترات الفضة AgNO3 .
المحلول المجهول التركيز: محلول عينة ملح الطعام ] عينة الكلوريد رقم (1) [ .
الدليل المستخدم :الفلوريسين.
خطوات إجراء التجربة:-
1- إملأ السحاحة بمحلول نترات الفضة القياسي الذي استخدمته في التجربة السابعة.
2- خذ بواسطة الماصة 10 مل من محلول الكلوريد رقم (1) المجهول التركيز وانقله إلي الدورق المخروطي.
3- أضف حوالي خمس قطرات من دليل الفلوريسين.
4- عاير بواسطة إضافة محلول نترات الفضة القياسي من السحاحة إلى المحلول المجهول التركيز في الدورق المخروطي وحتى الوصول إلى نقطة التكافؤ(ظهور لون وردى).
5- كرر المعايرة 5 مرات و دون نتائج القراءات في جدول.
6- أوجد متوسط حجم نترات الفضة اللازم لمعايرة الحجم المعلوم من المحلول المجهول التركيز.
7- احسب عيارية كلوريد الصوديوم في العينة رقم(1).
8- احسب تركيز كلوريد الصوديوم في العينة رقم(1) بوحدة gl-1 (القوة strength ).
طريقة فولهارد
تستخدم هذه الطريقة أساسا" في تقدير الفضة بواسطة معايرتها بمحلول قياسي من الثيوسيانات,ويستخدم في هذه الطريقة ايون الحديد الثلاثي كدليل.
ويجب أن تجرى المعايرة في وسط حامضي حتى تمنع تميه ايونات الحديد الثلاثي.وسيكون الخطأ في المعايرة بسيط جدا" لأن تفاعل ايونات الحديد الثلاثي مع الثيوسيانات تفاعل حساس جدا".
ويمكن أن تظهر نقطة التكافؤ مبكرة وذلك لأن ثيوسيانات الفضة لها ميل لادمصاص ايونات الفضة الموجودة حولها.ويمكن التغلب على هذه الصعوبة بالرج الشديد أثناء المعايرة حتى الحصول على لون ثابت لا يتغير.
ولعل أهم تطبيق لطريقة فولهارد هو التقدير غير المباشر للهاليدات حيث تضاف في هذه الطريقة كمية زائدة ومعلومة من محلول نترات الفضة القياسي إلى محلول الهاليد ثم تعاير الزيادة من الفضة بمحلول الثيوسيانات القياسي.
التجربة التاسعة:- تحليل عينة من ملح الطعام بطريقة فولهارد.
في هذه الطريقة تضاف كمية زائدة ومعلومة من محلول نترات الفضة القياسي إلى محلول عينة الكلوريد حيث يتفاعل كل الكلوريد الموجود في العينة ثم تعاير الزيادة من الفضة بمحلول الثيوسيانات القياسي , ويتم التفاعل بين ا لمحلولين وفقا" للتالي:-
1- AgNO3+NaCl®AgCl+NaNO3
2- AgNO3+KSCN®AgSCN+KNO3
وعند نقطة التكافؤ:-
SCN-+Fe+3®[Fe(SCN)]+2
متراكب أحمر
المحاليل القياسية:(1) نترات الفضة (2) ثيوسيانات البوتاسيوم
المحلول المجهول التركيز:محلول عينة من ملح الطعام ] عينة الكلوريد رقم(2) [ .
الدليل المستخدم: أيون الحديد الثلاثي Ferric Alum .
خطوات إجراء التجربة:-
1- إملأ السحاحة بمحلول نترات الفضة القياسي الذي استخدمته في التجربة السابعة.
2- إملأ سحاحة أخري بعد تنظيفها بمحلول ثيوسيانات البوتاسيوم القياسي.
3- خذ بواسطة الماصة 10 مل من محلول الكلوريد رقم (2) المجهول التركيز وانقله إلي الدورق المخروطي.
4- أضف بواسطة السحاحة 25 مل من محلول نترات الفضة القياسي إلى محلول الكلوريد رقم (2) في الدورق المخروطي.
5- أضف بواسطة مخبار مدرج حوالي 3 مل من حمض النيتريك تركيزه 6 عياري.
6- أضف حوالي 3 مل من دليل ايون الحديد الثلاثي Ferric Alum .
7- عاير الزيادة من محلول نترات الفضة وذلك بإضافة محلول ثيوسيانات البوتاسيوم من السحاحة إلى الزيادة من محلول نترات الفضة الموجودة في الدورق المخروطي وحتى الوصول إلى نقطة التكافؤ(ظهور لون أحمر).
8- كرر المعايرة 5 مرات و دون نتائج القراءات في جدول.
9- أوجد متوسط حجم ثيوسيانات البوتاسيوم اللازم لمعايرة الزيادة من نترات الفضة.
10- احسب عيارية كلوريد الصوديوم في العينة رقم(2).
11- احسب تركيز كلوريد الصوديوم في العينة رقم(2) بوحدة gl-1 (القوة strength ).
|