تعادل المواد الكيميائية

تحدث عملية التعادل عند تفاعل كميات (حجوم) محددة من حمض وقاعدة ويكون الناتج ملحاً وماءً، وفي معايرة التعادل يتفاعل محلول حمضي مع آخر قاعدي حيث يكون أحدهما معلوم التركيز (محلول قياسي) والآخر مجهول التركيز، وبمعرفة حجم المحلول القياسي وتركيزه وحجم المحلول الآخر يحسب تركيز المحلول المجهول، ولا تقتصر معايرة التعادل على معايرة حمض وقاعدة بل يتضمن معايرة محلول حمض مع محلول ملح قاعدي التأثير، مثل كربونات الصوديوم، أو معايرة محلول قاعدي (قلوي) مع محلول ملح حمضي التأثير. مثل كلوريد الأمونيوم، كما في المعادلات التالية:


طرق الحساب في المعايرة:
بفرض وجود محلول حمض الهيدروكلوريك تركيزه (0.1) مول/لتر تقريباً، والمطلوب معايرته بمحلول معلوم التركيز من هيدروكسيد الصوديوم تركيزه (0.1) مول/لتر، فإذا تعادل (20) ملل من الحمض مع (18.2) ملل من القاعدة كما في الشكل .


كيف تحسب تركيز حمض الهيدروكلوريك بالضبط؟


- تكتب معادلة التفاعل موزونة.

نلاحظ من المعادلة تفاعل (1) مول من القاعدة مع (1) مول من الحمض أي بنسبة 1:1
تعلم أن عدد مولات (ن) = الحجم (ح) × التركيز (م)
عدد مولات الحمض = حجم الحمض × تركيز الحمض
عدد مولات القاعدة حجم القاعدة × تركيز القاعدة
أي: ن1 = ح1 × م1
ن2 ح2 × م2
بالتعويض:
1 = 20 × م1
1000

1 18.2 × 0.1
1000

إذاً: تركيز حمض الهيدروكلوريك (م1) = 0.1 × 18.2 = 0.091 مول/لتر
20



أمثلة محلولة على المعايرة
مثال:
يتعادل (11.2) ملل من حمض الكبريتيك تركيزه 0.8 مول/لتر مع (20) ملل من محلول الأمونيا، احسب تركيز محلول الأمونيا.

الحل:
معادلة التفاعل:

ن1 = ح1 × م1 (للحمض)
ن2 ح2 × م2 (الأمونيا)
1 = 11.2 × 0.08
1000

2 20 × م2
1000

تركيز محلول الأمونيا (م2) = 0.8 × 11.2 × 2 = 0.896 مول/لتر


مثال:
احسب تركيز محلول هيدروكسيد الصوديوم NaOH إذا تفاعل (54) ملل منه مع (2) جم من حمض الإيثانويك
(CH3COOH)، علماً بأن كتلة المول من حمض الإيثانويك = 60 جم.

الحل:
معادلة التفاعل:


في هذه الحالة تستخدم العلاقة التالية لحساب عدد مولات حمض الإيثانويك:
عدد المولات = الكتلة بالجرام (ك) (بدلاً من ن = ح × م)
كتلة المول (ك مـ)

ن1
= ح1 بالليتر × م1
ك
ن2

كم



1
= 54 × م1
1000
1

2
60

تركيز محلول هيدروكسيد الصوديوم (م1) = 0.62 مول/لتر.

مثال:
عينة غير نقية من كربونات الصوديوم كتلتها (1.5) جم، أذيبت في كمية مناسبة من الماء المقطر، ثم عويرت بوساطة (96.4) ملل من حمض الهيدروكلوريك تركيز (0.25) مول/لتر، احسب درجة نقاء عينة كربونات الصوديوم، علماً بأن كتلة المول منها = 106 جم، وأن الشوائب لا تتفاعل مع الحمض.

الحل:

ن1 (للحمض)
=
ح1 باللتر × م1

ن2 (للكربونات)

ك (الكربونات النقية)
ك مـ

كتلة كربونات الصوديوم النقية (ك) = 106 × 0.25 × 96.4 = 1.28 جم
2 × 1000
النسبة المئوية لنقاء العينة = الكتلة النقية × 100
كتلة العينة
= 1.28 × 100 = 85.3%
1.50

التحليل الكيميائي


1 ـ هناك نوعان من التحليل الكيميائي للمادة هما: التحليل الكيفي (الوصفي) والتحليل الكمي.

2 ـ يشتمل التحليل الكمي على التحليل الوزني والحجمي.

3 ـ يقسم التحليل الحجمي تبعاً لنوع التفاعل إلى تفاعلات التعادل، تفاعلات الترسيب وتفاعلات
الأكسدة والاختزال.

4 ـ المحلول القياسي هو محلول معلوم التركيز.

5 ـ المادة القياسية الأولية هي التي يمكن أخذ وزنه منها مباشرة وإذابتها في الماء للحصول على محلول
معلوم التركيز، ويتوفر فيها شروط معينة.

6 ـ تستخدم عدة طرق للتعبير عن تركيز المحاليل الكيميائية، وأكثرها شيوعاً التركيز بالمول/لتر (المولارية).
ـ تستخدم العلاقة التالية في عمليات معايرة التعادل:
عدد مولات المحلول (أ) = الحجم (باللتر) × التركيز(مول/لتر) (للمحلول أ)
عدد مولات المحلول (ب) الحجم (باللتر) × التركيز(مول/لتر) (للمحلول ب)

8 ـ تعرّف الأدلة بأنها أحماض أو قواعد عضوية ضعيفة التأين، تكتسب لوناً معيناً يتوقف على قيمة
الرقم الهيدروجيني للوسط الذي هي فيه.

9 ـ يختلف لون جزيئات الدليل عن لون أيوناته، ويسود لون أحدهما تبعاً لقيمة الرقم الهيدروجيني للوسط
الذي هي فيه.

10 ـ لكل عملية تعادل دليل أو أدلة خاصة بها تعتمد على قوة الحمض أو القاعدة الداخلين في العملية.

11 ـ يعرّف التحليل الكروماتوجرافي بأنه طريقة لفصل مكونات نقية من مخلوط لعدة مواد، ويستخدم في
التحليل الوصفي والكمي.