ثانوية أرشيف المدونة

التحليل الحجمي: المحاليل القياسية والمعايرة والأدلة

درس التحليل الكيميائي الكمي: نبدأ بالحسابات الأساسية للمحاليل،‏ ثم نتعلم المعايرة وكيف نعين تركيز محلول مجهول بمحلول قياسي. وفي صفحة الأسئلة تجد باقي الدرس.

المولارية والتخفيف

M=nV(L)=massmolar mass×V(L)M = \frac{n}{V(L)} = \frac{\text{mass}}{\text{molar mass} \times V(L)}
M1V1=M2V2M_1 V_1 = M_2 V_2
M=M1V1+M2V2V1+V2M = \frac{M_1 V_1 + M_2 V_2}{V_1 + V_2}
سؤال من درس «التحليل الكيميائي الكمي»
اعرض الحل

عدد المولات ثابت،‏ فنحسب الحجم الكلي بعد التخفيف:

3×20=0.5×V2⇒V2=120 mL3 \times 20 = 0.5 \times V_2 \Rightarrow V_2 = 120\ mL

حجم الماء المضاف = 120 − 20 = 100 mL.

الإجابة (ب).

سؤال من درس «التحليل الكيميائي الكمي»
اعرض الحل

عدد مولات HCl الكلي:

n=3×0.25+2×0.35=0.75+0.7=1.45 moln = 3 \times 0.25 + 2 \times 0.35 = 0.75 + 0.7 = 1.45\ mol

الحجم الكلي 0.25 + 0.35 = 0.6 L،‏ فالتركيز = 1.45 ÷ 0.6 ≈ 2.42 M.

الإجابة (ب).

المحلول القياسي والمعايرة

سؤال من درس «التحليل الكيميائي الكمي»
اعرض الحل
  • محاليل NaCl وNa₂SO₄ وNaOH تركيزها 1 M معلوم،‏ فهي محاليل قياسية.
  • المركبات AgCl وBaSO₄ وFe(OH)₃ تتكوّن كراسب،‏ فالتفاعلات تفاعلات ترسيب.

الإجابة (د).

خطوات المعايرة:

  1. ننقل حجمًا معلومًا من المحلول القلوي بالماصة إلى دورق مخروطي.
  2. نضيف قطرات من دليل مناسب.
  3. نسجل قراءة السحاحة الابتدائية للحمض.
  4. ننقّط الحمض من السحاحة حتى يتغير لون الدليل.
  5. نسجل قراءة السحاحة النهائية،‏ والفرق بين القراءتين هو حجم الحمض المستهلك.
سؤال من درس «التحليل الكيميائي الكمي»
اعرض الحل

الترتيب المنطقي: ننقل القلوي (3)،‏ ثم نضيف الدليل (2)،‏ ثم نسجل القراءة الابتدائية (4)،‏ ثم نُنقّط الحمض (1)،‏ وأخيرًا نسجل القراءة النهائية (5).

الإجابة (ب).

سؤال من درس «التحليل الكيميائي الكمي»
اعرض الحل
  • في الدورق 10 mL من NaOH تركيزه 1 M،‏ أي 10 mmol من NaOH.
  • يتعادل معها 10 mmol من HCl،‏ وحجمه = 10 ÷ 2 = 5 mL.
  • القراءة النهائية للسحاحة = القراءة الابتدائية + الحجم المستهلك = 6.5 + 5 = 11.5 mL.

الإجابة (د).

قانون المعايرة

عند التعادل يكون عدد مولات الحمض (بعد مراعاة المعاملات) مساويًا لعدد مولات القاعدة:

MaVana=MbVbnb\frac{M_a V_a}{n_a} = \frac{M_b V_b}{n_b}

حيث n هو معامل كل مادة في المعادلة الموزونة. فمثلًا حمض الكبريتيك يتعادل مع ضعف عدد مولات NaOH:

H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}

ومن الحسابات المهمة أيضًا: إذا خلطنا حمضًا وقاعدة ولم يتعادلا بالكامل،‏ فنحسب عدد مولات الزائد ونقسمها على الحجم الكلي.

سؤال من درس «التحليل الكيميائي الكمي»
اعرض الحل
3KOH+H3PO4→K3PO4+3H2O3\text{KOH} + \text{H}_3\text{PO}_4 \rightarrow \text{K}_3\text{PO}_4 + 3\text{H}_2\text{O}
  • مولات الحمض = 0.1 × 25 = 2.5 mmol.
  • مولات KOH اللازمة = 3 × 2.5 = 7.5 mmol.
  • حجم KOH = 7.5 ÷ 0.2 = 37.5 mL.

الإجابة (أ).

سؤال من درس «التحليل الكيميائي الكمي»
اعرض الحل
  • HCl: 100 × 0.1 = 10 mmol،‏ وNaOH: 100 × 0.2 = 20 mmol.
  • يتبقى 10 mmol من NaOH في 200 mL،‏ فالتركيز = 10 ÷ 200 = 0.05 M.

المحلول الناتج قاعدي تركيزه 0.05 M.

الإجابة (ج).

الأدلة

الدليل مادة يتغير لونها بتغير نوع المحلول (حمضي أو قاعدي)،‏ ونختار الدليل المناسب لتحديد نقطة النهاية.

الدليلفي الحمضفي المتعادلفي القاعدة
الميثيل البرتقاليأحمربرتقاليأصفر
أزرق بروموثيمولأصفرأخضرأزرق
عباد الشمسأحمرأرجوانيأزرق
الفينولفثالينعديم اللونعديم اللونأحمر وردي
سؤال من درس «التحليل الكيميائي الكمي»
اعرض الحل
  • الدليل (2): أصفر في HNO₃ (حمض)،‏ أزرق في Na₂CO₃ (قاعدة)،‏ فهو أزرق بروموثيمول.
  • الدليل (1): أحمر في HCl (حمض)،‏ أزرق في Na₂CO₃ (قاعدة)،‏ فهو عباد الشمس.

الإجابة (د).

سؤال من درس «التحليل الكيميائي الكمي»
اعرض الحل
  • عدد مولات H⁺ = 2 × (40 × 0.5) = 40 mmol.
  • عدد مولات OH⁻ = 50 × 0.4 = 20 mmol.
  • الحمض زائد،‏ فالمحلول حمضي.

في الوسط الحمضي: الميثيل البرتقالي أحمر،‏ وعباد الشمس أحمر،‏ وأزرق بروموثيمول أصفر.

الإجابة (د).

معايرة الأكسدة والاختزال

في هذه المعايرة نستخدم محلول KMnO₄ المحمض كمحلول قياسي،‏ وهو بنفسجي فيعمل كدليل ذاتي: عند اختزاله إلى Mn²⁺ يزول لونه،‏ وعند نقطة النهاية يبقى لونه ثابتًا.

MnO4−+5Fe2++8H+→Mn2++5Fe3++4H2O\text{MnO}_4^- + 5\text{Fe}^{2+} + 8\text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 5\text{Fe}^{3+} + 4\text{H}_2\text{O}
سؤال من درس «التحليل الكيميائي الكمي»
اعرض الحل
  • مولات MnO₄⁻ = 0.015 × 22.52 = 0.3378 mmol.
  • من المعادلة كل 1 mol من MnO₄⁻ يؤكسد 5 mol من Fe²⁺،‏ فمولات Fe²⁺ = 5 × 0.3378 = 1.689 mmol.
  • التركيز = 1.689 ÷ 25 ≈ 0.0676 ≈ 0.068 M.

الإجابة (ب).

وجدت خطأ في المقال أو عندك اقتراح؟ 📧 تواصل معنا

← كل المقالات