الدرس السادس ... التحليل المائى

التحلـــل المائـــــى
 تجربـــة
1- احضر 4 أنابيب اختبار وضع في الأولى كربونات صوديوم وفى الثانية كلوريد أمونيوم والثالثة اسيتات أمونيوم وفى الرابعة كلوريد صوديوم
2- اكشف عن المحاليل الأربعة بواسطة ورقة عباد شمس
* الملاحظــة :-
التجربة المشاهدة الاستنتاج
1-تأثير محلول Na2CO3 يزرق قاعدي التأثير
2-تأثير محلولNH4Cl يحمر حمضي التأثير
3-تأثير اسيتات الأمونيوم متعادل (لا يؤثر ) متعادل التأثير
تأثير كلوريد الصوديوم متعادل ( لا يؤثر ) متعادل التأثير

التميــــــــؤ
 تعريف التميــؤ
-تفاعل الأملاح الذائبة مع الماء وينتج الحمض والقلوي المشتق منهما الملح
-يكون المحلول حمضي أو قلوي التأثير أو متعادل حسب النسبة بين درجة تأين الحمض والقلوي
* ملحوظــة التميؤ عكس التعادل
 التعــادل
هو تفاعل حمض مع قلوي لتكوين ملح وماء
H+ + OH- → H-OH
*امثلة
الحمض القلوى الملح تأثير الملح PH POH
قوى قوى Na Cl متعادل يساوى 7 يساوى 7
ضعيف ضعيف CH3COONH4 متعادل يساوى 7 يساوى 7
ضعيف قلوى Na2CO3 يزرق (قلوى) اكبر من 7 اقل من 7
قوى ضعيف NH4Cl يحمر ( حمضى) اقل من 7 اكبر من 7
قوى ضعيف FeCl3 يحمر حمضى) اقل من 7 اكبر من 7
ضعيف قوى KCN يزرق(قلوى) اكبر من 7 اقل من 7
علل محلول كلوريد الصوديوم متعادل التأثير على ورقة عباد الشمس
علل لايتكون حمض الهيدروكلوريك وهيدروكسيد الصوديوم عند اذابة ملح الطعام فى الماء
لأن ملح كلوريد الصوديوم ناتج من تأين حمض قوى مع قاعدة قوية
عند ذوبان كلوريد الصوديوم في الماء يتأين إلى طبقا للمعادلة الآتية
H2O →H+ + OH –
NaCl →Na+ + Cl-
NaCl + H2O →H+ + Cl- + Na+ + Cl-
من خلال التفاعل نجد أن :-
-حمض الهيدروكلوريك لا يتكون لأنة إلكتروليت قوى تام التأين
-هيدروكسيد الصوديوم لا يتكون لأنة إلكتروليت قوى تام التأين
تظل أيونات H+ , OH- موجودة في المحلول ويكون الرقم الهيدروجيني للمحلول = 7 لأن تركيز أيون الهيدروجين = تركيز أيون الهيدروكسيل
علل محلول كربونات الصوديوم قلوي التأثير على ورقة عباد الشمس
- لأن كربونات الصوديوم مشتق من حمض ضعيف وقلوي قوى
-يتأين الماء كا إلكتروليت ضعيف إلى أيونات هيدروجين وهيدروكسيل
2H2O →2H+ + OH – --------(1)
-يتفكك كربونات الصوديوم عند ذوبانه في الماء كالآتي
Na2CO3 →2Na+ + CO3 –2 --------(2)
بجمع المعادلتين 1و 2
Na2CO3 + 2H2O→H2CO3 + 2Na+ + 2OH-
من التفاعـل السابــق نــلاحظ أن :
1- تتحد أيونات الهيدروجين مع أيونات الكربونات ويتكون حمض الكربونيك وهو حمض ضعيف التأين فيقل تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول فيختل الاتزان
2- تتأين جزيئات الماء إلى أيونات هيدروجين وأيونات هيدروكسيل لكي يعود الاتزان طبقا لقاعدة لوشاتيلية لكي تعوض النقص في أيونات الهيدروجين
3- يزداد تراكم أيونات الهيدروكسيل في المحلول ولا يتكون هيدروكسيد الصوديوم لأنة إلكتروليت قوى تام التأين
4- يكون تركيز أيونات الهيدروكسيل أكبر من تركيز أيونات الهيدروجين ويكون الرقم الهيدروجيني أكبر من 7
علل محلول كلوريد الأمونيوم حمضي التأثير على ورقة عباد الشمس
-ملح كلوريد الأمونيوم ينتج من حمض قوى وقاعدة ضعيفة
2H2O →2H+ + OH –
NH4Cl →Cl- + NH4+ بالجمع ينتج أن
NH4Cl + H2O →H+ + Cl- + NH4OH
 من التفاعل السابق نلاحظ ان :-
-تتحد أيونات الهيدروكسيل مع أيونات الأمونيوم الضعيفة ويتكون جزيء من هيدروكسيد الأمونيوم الضعيفة
-نتيجة لذلك يقل تركيز أيون الهيدروكسيل الناتج من الماء فيختل الاتزان
طبقا لقاعدة لوشاتيلية يتحلل جزيئات من الماء إلى مجموعات هيدروكسيل وأيونات هيدروجين لتعويض النقص في تركيز أيون الهيدروكسيل لكي يعود الاتزان
-نتيجة ذلك يزداد تركيز أيون الهيدروجين في المحلول لأن حمض الهيدروكلوريك إلكتروليت قوى تام التأين فلا يتكون
- يظل أيون الهيدروجين فى وسط الحمض ويكون الرقم الهيدروجيني له أقل من 7
علل محلول اسيتات الأمونيوم في الماء متعادل التأثير على ورقة عباد الشمس
علل يتكون حمض الاستيك وهيدروكسيد الامونويم عن ذوبات اسيتات الامونيوم فى الماء
لأن اسيتات الأمونيوم يتكون من حمض ضعيف وقاعدة ضعيفة
عند ذوبان اسيتات الأمونيوم في الماء بتأين طبقا للمعادلة الآتية
H2O →H+ + OH-
CH3COONH4 → CH3COO- + NH4+بالجمع
CH3COONH4 + H2O →CH3COO-H+ + NH4+ OH-
 من خلال التفاعل نجد أن :-
-حمض الخليك يتكون لأنة إلكتروليت ضعيف
-هيدروكسيد الأمونيوم يتكون لأنة إلكتروليت ضعيف
يصبح المحلول متعادل التأثير ويكون الرقم الهيدروجيني للمحلول = 7
لأن تركيز أيون الهيدروجين = تركيز أيون الهيدروكسيل

علل الرقم الهيدروجيني لمحلول اسيتات الامونيوم يساوى الرقم الهيدروجينى لمحلول كلوريد الصوديوم
لآن اسيتات الامونيوم ملح يتكون من حمض ضعيف و قلوي ضعيف فيكون متعادل التأثير على ورقة عباد الشمس
H2O →H+ + OH-
CH3COONH4 → CH3COO- + NH4+بالجمع
CH3COONH4 + H2O →CH3COO-H+ + NH4+ OH-
اما كلوريد الصوديوم يتكون من حمض قوى وقلوي قوى فيكون متعادل التأثير على ورقة عباد الشمس
H2O → H+ + OH –
NaCl → Na+ + Cl- بالجمع
NaCl + H2O →H+ + Cl- + Na+ + Cl-
علل الرقم الهيدروجينى لمحلول اسيتات الصوديوم اكبر من الرقم الهيدروجينى لمحلول كلوريد الصوديوم
كلوريد الصوديوم يتكون من حمض قوى وقلوى قوى فيكون متعادل التاثير على ورقة عباد الشمس وتكون قيمة الرقم الهيدروجينى اقل من 7
H2O →H+ + OH –
NaCl → Na+ + Cl- بالجمع
NaCl + H2O →H+ + Cl- + Na+ + Cl-
اما اسيتات الصوديوم ملح يتكون من حمض ضعيف وقاعد قوية فيزرق ورقة عباد الشمس وتكون قيمة الرقم الهيدروجينى اكبر من 7
H2O → H+ + OH-
CH3COONa → CH3COO- + Naبالجمع
CH3COONa + H2O →CH3COO-H+ + Na+ + OH-
علل الرقم الهيدروجينى لحمض الخليك اكبر من الرقم الهيدروجينى لمحلول لحمض الهيدروكلوريك
لآن حمض الخليك الكتروليت ضعيف غير تام التاين فيكون تركيز ايون الهيدروجين فى محلولة قليل
CH3COOH → CH3COO- + H+
اما حمض الهيدروكلوريك الكتروليت قوى تام التاين فيكون تركيز ايون الهيدروجين فى محلولة عالى
HCl → H+ + Cl-
علل الرقم الهيدروجينى لمحلول هيدروكسيد الصوديوم اكبر من الرقم الهيدروجينى لمحلول هيدروكسيد الامونيوم
لآن هيدروكسيد الصوديوم محلول تام التاين فيكون هناك وفرة من تركيز ايون الهيدروكسيل NaOH → Na+ + OH-
لآن هيدروكسيد الامونيوم محلول غير تام التاين فلايكون هناك وفرة من تركيز ايون الهيدروكسيل NH4OH → NH4+ + OH
علل يتعكر محلول مشبع من كلوريد الفضة فى حالة اتزان مع ايوناتة عند اضافة حمض الهيدروكلوريك
AgCl(s) Ag(aq) + Cl (aq)
HCl(aq) → H+ (aq) + Cl(aq)
نظرا لان حمض الهيدروكلوريك الكتروليت قوى فانة يكون تام التاين ويتفكك إلى ايونات الهيدروجين وايونات الكلوريد فيزداد تركيز ايون الكلوريد ويختل اتزان الناظم فيسير فى اتجاة يقلل تركيز ايونات الكلوريد فيتحد ايونات الفضة مع ايونات الكلوريد لتكوين كلوريد الفضة

حاصـــل الاذابــــــة
-عند إضافة مذاب إلى كمية معينة من المذيب عند درجة حرارة معينة نجد أن المذيب يذيب كميات المذاب المضاف الية ولا تستمر عملية الذوبان إلى مالا نهاية حيث إننا نصل إلى مرحلة يتشبع فيها المحلول ولا يكون لة قدرة على إذابة المزيد طالما بقى حجم المحلول ثابتا ودرجة الحرارة ثابتة وبذلك فان إضافة اى كمية من المذاب تترسب فى المحلول وتنشا حالة اتزان ديناميكي بين المادة الصلبة (المذاب ) والمحلول (المذيب)وتكون سرعة الذوبان مساوية لسرعة الترسيب ويبقى تركيز المحلول ثابتا ويمكن تطبيق قانون فعل الكتلة فى هذة الحالة
-عند إذابة بروميد الرصاص شحيح الذوبان فى الماء
PbBr2 Pb2 + 2Br
-فإن ثابت الاتزان
Kc= [Pb+2][Br-1]2
PbBr2
-وحيث أن تركيز Pb Br2 الصلب يظل ثابتاً تقريباً فإن :
Ksp = [Pb2+ ] [ Br -]2
ويعرف K sp بحاصل الإذابة
حاصل الإذابة لاى مركب ايوني شحيح الذوبان فى الماء
هو حاصل ضرب تركيز ايوناتة مقدرة بالمول /لتر و التى توجد فى حالة اتزان مع محلولها المشبع
-حاصل الإذابة لمركب أيونى شحيح الذوبان فى الماء يساوى حاصل ضرب تركيز ايوناتة كل مرفوع لأس يساوى عدد الأيونات مقدرة بالمول / لتر
ملاحظات :-
العلاقة بين حاصل الإذابة لمركب أيونى شحيح الذوبان فى الماء وتركيز ايوناتة فى المحلول
Am Bn m A+ n + n B-m
عندما يعطى فى المعطيات تركيز الايونات فى المحلول المشبع (مول /لتر ) نستخدم العلاقة
Ksp =[A+n]m[B-m]n
-عندما يعطى فى المعطيات درجة إذابة الملح نستخدم العلاقة
Ksp=( m S)m (nS)n
-درجة إذابة الملح S تعنى تركيز المحلول المشبع منة (مول /لتر )
-تركيز المحلول المشبع = درجة اذابتة

مسائل محلولة
1-احسب درجة إذابة كبريتات الفضة Ag2SO4 فى الماء علما بان حاصل اذابتة يساوى 1.4 × 10 -5
Ag2SO4 → 2Ag+1 +SO4-2
S 2S S
Ksp=[2S]2[S]=4S3
1.4x10-5=4S3
S=3 1.4x10-5 = 0.015M/L
4
======================================================
2-احسب حاصل إذابة كبريتات الفضة Ag2SO4 فى الماء علما بان حاصل اذابتة يساوى 1.4 × 10 -2
Ag2SO4 → 2Ag+1 +SO4-2
KsP=[Ag]2[SO4]=[2x1.4x10-2][ 1.4x10-2]=10.967 x10-6
===========================================================
3-احسب قيمة حاصل الإذابة لكلوريد الفضة إذا علمت أن درجة ذوبانة = 1.3 × 10 -5 مول /لتر
AgCl → Ag+ + Cl-
من المعادلة يتضح ان عدد ايونات الفضة =عدد ايونات الكلوريد
تركيز ايون الفضة = تركيز ايون الكلوريد =1.3 × 10 -5
Ksp = [Ag+ ] [ Cl -] =
= ] 1.3 × 10 -5[ ] 1.3 × 10 -5[= 0.69 × 10 -10 مول /لتر
======================================================
4-احسب حاصل إذابة فوسفات الكالسيوم إذا علمت أن تركيز ايون الكالسيوم =2×10-8 مول / لتر وتركيز ايون الفوسفات = 1× 10-3 مول /لتر
Ca3(PO4)3 (s)  3Ca+2 (aq) + 2PO4-3(aq)
Ksp =[Ca+2 ]3 [PO4-3 ]2 =[2x10-8]3[1x10-3]2 =8x10-30
======================================================

5-احسب درجة ذوبان كربونات الكالسيوم إذا كان ثابت حاصل الإذابة لها هو 0.49 × 10 -10 مول /لتر
CaCO3 → Ca+2 + CO3
من المعادلة يتضح أن عدد ايونات الكالسيوم =عدد ايونات الكربونات
CaCO3 → Ca+2 + CO3
S S S
Ksp= [S][S]=S2
0.49 x10-10=S2
S= 0.49 x10-10 M/L
====================================================
6- اذا كانت درجة ذوبان كلوريد الفضة هى 10 -5 مول /لتر احسب قيمة حاصل الاذابة
AgCl → Ag+ + Cl-
Ksp = [Ag+ ] [ Cl -] = 10 -5 ×10-5=10-10
====================================================
7-احسب ذائبية ثاني كرومات الفضة Ag2Cr2O7 علما بان قيمة ثابت حاصل الإذابة = 1,1 ×10-12
Ag2Cr2O7  2Ag+1 + Cr2O7-2
S 2S S
بفرض ان قيمة الذائبة =S
Ksp = [Ag+1]2[ Cr2O7-2] =( 2S)2xS=4S3 =4x1.1 x10-12
====================================================
8-احسب حاصل الإذابة Ksp لملح كرومات الفضة Ag2Cr2O7 تبعا للمعادلة علما بان درجة إذابة الملح 6.5 × 10 -5 مول /لتر
Ag2Cr2O7 (s)  2Ag+1(aq) +Cr2O7-2(aq)
S 2S S
Ksp = [2S]2.[S] =4S3= 4x(6.5x10-5) =1.1 x10-12
====================================================
9-ملح كلوريد الرصاصPbCl2 شحيح الذوبان فى الماء احسب قيمة حاصل الإذابة للملح علما بان تركيز ايونات الرصاص Pb+2 =0.016 مولر
PbCl2(s)  Pb+2 (aq) +2Cl1-(aq)
S S 2S
Ksp = [S].[2S] 2 =4S3 =4 (0.016)3 =1.6x10-5
10-يذوب ملح فوسفات الكالسيوم فى الماء طبقا للمعادلة
Ca3(PO4)3 (s)  3Ca+2 (aq) + 2PO4-3(aq) Ksp=1x10-33
========================================================
احسب تركيز ايونات الفوسفات عندما يكون تركيز ايونات الكالسيوم 1 × 10 -9 مولر
Ca3(PO4)3 (s)  3Ca+2 (aq) + 2PO4-3(aq)
Ksp=[3Ca+2]3 [PO4-3]2 =
1x10-33=[1x10-9]3[PO4-3]2
[PO4-3]2=1x10-33 / [1x10-9]3
[PO4-3] = 1x10-33 / [1x10-9]3 =0.001 M
====================================================
11-عند تسخين 50 سم3 من محلول مشبع من هيدروكسيد الماغنسيوم Mg(OH)2 حتى تمام التطاير تبقى 2.9 × 10 -3 جم من الملح احسب حاصل إذابة الملح ودرجة اذابتة (Mg=24 ,O=16 ,H=1)
Mg(OH)2 =24+32+2=58gm
عدد مولات هيدروكسيد الماغنسيوم =2.9 × 10 -3 / 58= 0.05 × 10-3 مول
التركيز = عدد المولات / الحجم باللتر = 0.05 × 10-3 /0.050 = 0.001 مولر
نظرا لان تركيز المحلول المشبع = درجة اذابتة
درجة اذابتة = 0.001 مولر
Mg(OH)2  Mg+2 + 2OH-
S S S
Ksp= [0.001][2X0.001]2 =4x10-9
12-احسب درجة إذابة ملح بروميد الفضة Ag Br علما بان حاصل الإذابة Ksp =7.7 × 10 -13
AgBr(s)  Ag+1 + Br-1
S S S
Ksp=[S][S] =S2
(7.7X10-13) = S2
S= 7.7X10-13 =0.733x10-6
========================================================
13-ملح كلوريد الرصاصPbCl2 شحيح الذوبان فى الماء وحاصل اذابتة Ksp يساوى 3.2 × 10-5 احسب
درجة اذابتة و كذلك أكير كتلة من الملح يمكن أن تذوب فى الماء لتكوين محلول حجمة 250 سم3
PbCl2(s)  Pb+2 (aq) +2Cl1-(aq)
S S 2S
Ksp = [S].[2S] 2 =4S3
3.2 x10-5=4S3
S=3 3.2 x10-5 = 0.02M
4
نظرا لان درجة الإذابة هي تركيز المحلول المشبع
التركيز =0.02 مول / لتر
عدد المولات =التركيز × الحجم باللتر = 0.02 × 0.25 = 0.005 مول
PbCl2 = 207+71= 278 gm
كتلة الملح = 278 × 0.005 = 1.39 جم
========================================================
14-يتكون محلول مشبع حجمة 100 ملل من ثاني كرومات الفضة عند إذابة 0.16 جم منة فى الماء عند درجة حرارة 25 درجة مئوية احسب قيمة حاصل الإذابة لهذا الملح Ag=108 ,Cr =52,o=16
Ag2Cr2O7 =2x108 +2x52+7x16=432 gm
عدد المولات = 0.16 / 432 = 3.7 × 10 -4
نظرا لان تركيز المحلول المشبع =درجة اذابتة
درجة الإذابة = 3.7 × 10 -4 مولر
Ag2Cr2O7 (s)  2Ag+1(aq) +Cr2O7-2(aq)
S 2S S
Ksp = [2S]2.[S] =4S3=) 2x3.7 x10-4)2 (3.7 x10-3 ) =2.02 x10-7

» الدرس الخامس ... التحليل الكهربى
» الدرس الرابع ... التحليل الكمة الوزنى
» الدرس السادس ... المــــرايـــــا
» الدرس السادس ...الطحالب
» الدرس السادس ... الانعكاس فى الصوت