الصف الثالث الثانوي - كيمياء
الباب الثاني: التحليل الكيميائي الوصفي والكمي
الكشف عن الشقوق الحامضية: مجموعة أنيونات HCl المخفف
انقر على أي جملة للاستماع إليها مباشرة 👆
يُعد التحليل الكيميائي الوصفي (الكيفي) أحد أهم أركان علم الكيمياء الحديثة، حيث يهدف إلى التعرف على مكونات المادة ونوع العناصر والشقوق الأيونية المكونة لها قبل الانتقال إلى التقدير الكمي. يعتمد الكشف عن الأنيونات في أملاح الأحماض غير العضوية على أساس علمي راسخ؛ وهو أن الحمض الأكثر ثباتاً (الأعلى في درجة الغليان والأقل تطايراً) يطرد الحمض الأقل ثباتاً من محاليل أملاحه على هيئة غاز يمكن التعرف عليه بسهولة بكواشف نوعية مميزة. وتضم مجموعة حمض الهيدروكلوريك المخفف ستة أنيونات مشتقة من أحماض متوسطة وضعيفة الثبات: الكربونات والبيكربونات، الكبريتيت والكبريتيد، الثيوكبريتات، والنيتريت، حيث يتصاعد مع كل منها غاز مميز برائحته أو لونه أو تفاعله مع الأوراق المبللة بالمحاليل الكاشفة.
1. الأساس العلمي للكشف عن الأنيونات
يستند الكشف على التدرج في ثبات الأحماض؛ فحمض الهيدروكلوريك المخفف (HCl) أكثر ثباتاً من الأحماض التالية:
- حمض الكربونيك (H2CO3) المكون لأنيوني الكربونات (CO3²⁻) والبيكربونات (HCO3⁻).
- حمض الكبريتوز (H2SO3) المكون لأنيون الكبريتيت (SO3²⁻).
- حمض الهيدروكبريتيك (H2S) المكون لأنيون الكبريتيد (S²⁻).
- حمض الثيوكبريتيك (H2S2O3) المكون لأنيون الثيوكبريتات (S2O3²⁻).
- حمض النيتروز (HNO2) المكون لأنيون النيتريت (NO2⁻).
2. جدول التجارب الأساسية والتأكيدية لأنيونات HCl
| الأنيون | التجربة الأساسية (الملح الصلب + HCl مخفف) | التجربة التأكيدية والملاحظة المميزة |
|---|---|---|
| الكربونات (CO3²⁻) والبيكربونات (HCO3⁻) | فوران وتصاعد غاز CO2 الذي يعكر ماء الجير الرائق لفترة قصيرة لتكون CaCO3 | محلول الملح + MgSO4: مع الكربونات يتكون راسب أبيض على البارد (MgCO3)، ومع البيكربونات راسب أبيض بعد التسخين |
| الكبريتيت (SO3²⁻) | تصاعد غاز SO2 ذو الرائحة النفاذة ويخضر ورقة مبللة بـ K2Cr2O7 المحمضة | محلول الملح + AgNO3: يتكون راسب أبيض يسود بالتسخين (Ag2SO3) |
| الكبريتيد (S²⁻) | تصاعد غاز H2S ذو الرائحة الكريهة ويسود ورقة مبللة بأسيتات الرصاص II لتكون PbS | محلول الملح + AgNO3: يتكون راسب أسود على البارد مباشرة (Ag2S) |
| الثيوكبريتات (S2O3²⁻) | تصاعد غاز SO2 مع ظهور معلق أصفر من الكبريت في المحلول | محلول الملح + محلول اليود البني: يزول لون اليود البني لتكون يوديد الصوديوم ورباعي ثيونات الصوديوم (Na2S4O6) |
| النيتريت (NO2⁻) | تصاعد غاز NO عديم اللون يتحول عند فوهة الأنبوبة إلى أبخرة بنية حمراء من NO2 | محلول الملح + برمنجانات البوتاسيوم المحمضة KMnO4: يزول لون البرمنجانات البنفسجي لأكسدة النيتريت إلى نترات |
السؤال: كيف تميز عملياً بين كربونات الصوديوم وبيكربونات الصوديوم دون استخدام حمض الهيدروكلوريك؟
الإجابة النموذجية: بإضافة محلول كبريتات المغنسيوم (MgSO4) إلى محلول كل منهما:
1) مع كربونات الصوديوم: يتكون راسب أبيض على البارد من كربونات المغنسيوم (MgCO3) يذوب في الأحماض.
2) مع بيكربونات الصوديوم: لا يتكون راسب على البارد، ولكن عند التسخين يتكون راسب أبيض لتحلل بيكربونات المغنسيوم بالحرارة إلى كربونات مغنسيوم وماء وثاني أكسيد كربون.
الإجابة النموذجية: بإضافة محلول كبريتات المغنسيوم (MgSO4) إلى محلول كل منهما:
1) مع كربونات الصوديوم: يتكون راسب أبيض على البارد من كربونات المغنسيوم (MgCO3) يذوب في الأحماض.
2) مع بيكربونات الصوديوم: لا يتكون راسب على البارد، ولكن عند التسخين يتكون راسب أبيض لتحلل بيكربونات المغنسيوم بالحرارة إلى كربونات مغنسيوم وماء وثاني أكسيد كربون.
المعادلة الوزارية:
التفسير: يزول لون البرمنجانات البنفسجي لاختزال أيون المنجنيز VII البنفسجي إلى أيون المنجنيز II في كبريتات المنجنيز عديمة اللون.
5NaNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 ⟶ 5NaNO3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2Oالتفسير: يزول لون البرمنجانات البنفسجي لاختزال أيون المنجنيز VII البنفسجي إلى أيون المنجنيز II في كبريتات المنجنيز عديمة اللون.
اضغط على أي بطاقة لاكتشاف المعنى الدقيق، واضغط على أيقونة الصوت للاستماع للنطق:
التحليل الكيميائي الوصفي
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
سلسلة من العمليات لمعرفة نوع ومكونات المادة النقية أو المخلوط
💡 إضاءة وتوضيح: يسبق دائماً التحليل الكمي
ثبات الحمض
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
مقاومة الحمض للتفكك والتطاير عند درجات الحرارة المرتفعة
💡 إضاءة وتوضيح: الأكثر ثباتاً يطرد الأقل ثباتاً
ماء الجير الرائق
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
محلول هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2 في الماء
💡 إضاءة وتوضيح: يتعكر بغاز ثاني أكسيد الكربون
كبريتات المغنسيوم
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
الكاشف التأكيدي النوعي للتمييز بين الكربونات والبيكربونات
💡 إضاءة وتوضيح: MgSO4 محلول مائي
ثاني أكسيد الكبريت
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
غاز خانق ذو رائحة نفاذة يخضر محلول ثاني كرومات البوتاسيوم
💡 إضاءة وتوضيح: SO2 غاز مختزل
كبريتيد الهيدروجين
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
غاز كريه الرائحة يشبه رائحة البيض الفاسد ويسود ورقة أسيتات الرصاص
💡 إضاءة وتوضيح: H2S غاز كاشف
الثيوكبريتات
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
أنيون يحتوي على الكبريت في حالتي تأكسد وينفصل عنه راسب أصفر معلق
💡 إضاءة وتوضيح: S2O3²⁻
الكبريت المعلق
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
راسب أصفر دقيق يبقى معلقاً في المحلول عند تحلل الثيوكبريتات بالحمض
💡 إضاءة وتوضيح: S راسب غروي أصفر
رباعي ثيونات الصوديوم
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
المركب الناتج عن أكسدة ثيوكبريتات الصوديوم بواسطة اليود
💡 إضاءة وتوضيح: Na2S4O6 عديم اللون
أكسيد النيتريك
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
غاز عديم اللون يتأكسد فور ملامسته لأكسجين الهواء إلى غاز NO2 بني محمر
💡 إضاءة وتوضيح: NO غاز غير ثابت في الهواء
ثاني كرومات البوتاسيوم
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
مادة مؤكسدة برتقالية اللون تتحول إلى اللون الأخضر عند اختزالها
💡 إضاءة وتوضيح: K2Cr2O7 محمضة بـ H2SO4
الشق الحامضي (الأنيون)
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
الأيون السالب المشتق من الحمض عند نزع البروتون أو البروتونات منه
💡 إضاءة وتوضيح: Acidic radical / Anion
اضغط على الإجابة لتتحقق من فهمك وتكتشف التفسير النموذجي فورياً:
1
الأساس العلمي الذي يُبنى عليه الكشف عن أنيونات مجموعة حمض الهيدروكلوريك المخفف هو أن حمض الهيدروكلوريك:
2
عند إضافة محلول كبريتات المغنسيوم إلى محلول ملح مجهول، لم يتكون راسب على البارد ولكن تكون راسب أبيض بعد التسخين، فإن الأنيون هو:
3
الغاز الذي يُخضر ورقة مبللة بمحلول ثاني كرومات البوتاسيوم المحمضة بحمض الكبريتيك المركز هو:
4
عند إضافة حمض الهيدروكلوريك المخفف إلى ملح صلب تصاعد غاز خانق مع تكون راسب أصفر معلق في المحلول، يكون الملح المجهول:
5
يسود لون ورقة مبللة بمحلول أسيتات الرصاص II عند تعرضها لغاز كبريتيد الهيدروجين بسبب تكون:
6
يزول لون محلول اليود البني عند إضافته إلى محلول ملح ثيوكبريتات الصوديوم نتيجة:
7
الغاز المتصاعد من تفاعل نيتريت الصوديوم مع حمض الهيدروكلوريك المخفف يكون عديم اللون داخل الأنبوبة ثم يتحول عند فوهتها إلى بني محمر بسبب:
8
عند إمرار غاز CO2 في ماء الجير الرائق لفترة طويلة يزول التعكير بسبب تحول كربونات الكالسيوم إلى:
🎉 تهانينا يا بطل! أتممت جميع محطات الدرس بنجاح باهر وتستحق وسام التميز!