الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل

مقدمة الدرس

مراجعة المفاهيم والقوانين الأساسية المول والكتلة المولية والتركيز والنسبة المئوية.
شرح التحليل الكمي الحجمي (المعايرة) وأدلتها وحل مسائل التعادل.
شرح التحليل الكمي الكتلي بطريقتي التطاير والترسيب وحل المسائل.

🌳 شجرة المفاهيم

الدرس الثالث التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل
├── مراجعة المفاهيم والقوانين (تراكم معرفي)
│ ├── المول والكتلة المولية
│ └── القوانين الأساسية
├── التحليل الكمي وأنواعه
│ └── أنواعه
├── التحليل الكمي الحجمي (المعايرة)
│ ├── فكرة الطريقة
│ ├── أنواع التفاعلات المستخدمة في المعايرة
│ ├── نقطة نهاية التفاعل والأدلة
│ ├── بعض الأدلة المستخدمة في تفاعلات التعادل
│ └── خطوات المعايرة العملية
├── قانون المعايرة والمسائل
│ ├── حساب تركيز قلوي مجهول
│ ├── قانون المعايرة العام
│ └── أمثلة محلولة
├── التحليل الكمي الكتلي
├── طريقة التطاير
│ ├── الأساس
│ └── مثال محلول (من الكتاب)
├── طريقة الترسيب
│ ├── الأساس
│ ├── خطوات حل المسألة
│ └── مثال محلول (من الكتاب)
└── مقارنة بين طرق التحليل الكمي

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 1 / 15

مراجعة المفاهيم والقوانين (تراكم معرفي)

المول والكتلة المولية

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
المول	كمية المادة التي تحتوي على عدد أفوجادرو (6.02 × 10²³) من الجسيمات (جزيئات أو ذرات أو أيونات أو وحدات صيغة أو إلكترونات)	كميةالمادةتحتويأفوجادرو
•	يلزم 3 مول من الإلكترونات لاختزال 1 مول من أيونات Al³⁺ إلى 1 مول من ذرات Al (Al³⁺ + 3e⁻ → Al)	يلزمالإلكتروناتلاختزالأيونات
الكتلة المولية (g / mol)	مجموع الكتل الذرية للعناصر الداخلة في تركيب الجزيء أو وحدة الصيغة بوحدة الجرام	مجموعالذريةللعناصرالداخلة

عدد المولات (mol) = كتلة المادة (g) ÷ الكتلة المولية (g / mol)
عدد الجسيمات (جزيئات أو ذرات أو أيونات) = عدد المولات × 6.02 × 10²³
حجم الغاز عند STP (L) = عدد مولات الغاز × 22.4 L/mol
كثافة الغاز عند STP (g / L) = الكتلة المولية (g / mol) ÷ 22.4 (L / mol)
التركيز المولاري M (mol / L) = عدد المولات (mol) ÷ حجم المحلول (L)
النسبة المئوية الكتلية لعنصر في مركب = (كتلة العنصر في مول من المركب ÷ الكتلة المولية للمركب) × 100
النسبة المئوية الكتلية لمركب في عينة غير نقية = (كتلة المركب في العينة ÷ كتلة العينة غير النقية) × 100

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 2 / 15

التحليل الكمي وأنواعه

التحليل الكمي يهدف إلى تقدير نسبة كل مكون من المكونات الأساسية للمادة.
لا بد من إجراء التحليل الوصفي أولًا حتى يمكن اختيار طريقة التحليل الكمي المناسبة.

التحليل الحجمييعتمد على قياس حجوم المواد المراد تقديرها.

التحليل الكتلييعتمد على فصل المكون المراد تقديره ثم تعيين كتلته.

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 3 / 15

التحليل الكمي الحجمي (المعايرة)

فكرة الطريقة

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
•	يؤخذ حجم معلوم من المادة المراد تحديد تركيزها ويضاف إليه محلول مادة أخرى معلومة التركيز حتى يتم التفاعل الكامل بين المادتين	يؤخذمعلومالمادةالمراد
المحلول القياسي	المحلول معلوم التركيز	معلومالتركيز
المعايرة	عملية تعيين تركيز حمض (أو قاعدة) بمعلومية الحجم اللازم منه للتعادل مع قاعدة (أو حمض) معلوم الحجم والتركيز	عمليةتعيينتركيزقاعدة

أنواع التفاعلات المستخدمة في المعايرة

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
تفاعلات التعادل	تستخدم في تقدير الأحماض والقواعد	تستخدمتقديرالأحماضوالقواعد
تفاعلات الأكسدة والاختزال	تستخدم في تقدير المواد المؤكسدة والمختزلة	تستخدمتقديرالموادالمؤكسدة
تفاعلات الترسيب	تستخدم في تقدير المواد التي تعطي نواتج شحيحة الذوبان في الماء	تستخدمتقديرالموادتعطي
•	إذا كانت المادة المراد تقديرها حامضية استخدم محلول قياسي من قلوي أو قاعدة (هيدروكسيد صوديوم أو كربونات صوديوم) وإذا كانت قاعدية استخدم محلول قياسي من حمض وهكذا	كانتالمادةالمرادتقديرها

نقطة نهاية التفاعل والأدلة

نقطة نهاية التفاعل (End Point)النقطة التي يتم عندها تمام التفاعل (تمام التعادل بين الحمض والقاعدة).

الأدلة (Indicators)مواد كيميائية تحدد نقطة النهاية بتغير لونها بتغير وسط التفاعل.

الدليل	اللون في الوسط الحامضي	اللون في الوسط القاعدي	اللون في الوسط المتعادل
الميثيل البرتقالي	أحمر	أصفر	برتقالي
الفينولفثالين	عديم اللون	أحمر (وردي)	عديم اللون
عباد الشمس	أحمر	أزرق	أرجواني
أزرق بروموثيمول	أصفر	أزرق	أخضر فاتح

نطاق التغير اللوني التقريبي (pH) للأدلة←الميثيل البرتقالي 3.1 – 4.4، الفينولفثالين 8.2 – 10، عباد الشمس 5 – 8، أزرق بروموثيمول 6 – 7.6.

خطوات المعايرة العملية

ينقل حجم معلوم (مثل 25 mL) من محلول القلوي إلى دورق مخروطي باستخدام ماصة.
يضاف إليه قطرتان من محلول دليل مناسب (عباد الشمس أو أزرق بروموثيمول).
تملأ السحاحة بالمحلول القياسي (مثل HCl بتركيز 0.1 mol/L).
يضاف الحمض بالتدريج إلى المحلول القلوي حتى يتغير لون الدليل، وهو علامة نهاية التفاعل (نقطة التعادل).
يمثل التفاعل HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l)

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 4 / 15

قانون المعايرة والمسائل

حساب تركيز قلوي مجهول

إذا كان حجم الحمض المضاف حتى نقطة التعادل 21 mL من HCl تركيزه 0.1 mol/L:
- عدد مولات الحمض = (الحجم × التركيز) ÷
  1000 = (21 × 0.1) ÷ 1000 = 2.1 × 10^-3 mol
- عدد مولات NaOH في
  25 mL = 2.1 × 10^-3 mol
  
  (نسبة التفاعل 1 : 1)
- تركيز
  NaOH = (2.1 × 10^-3 × 1000) ÷ 25 = 0.084 mol/L
قانون المعايرة العام

M_a × V_a ÷ n_a = M_b × V_b ÷ n_b
- M_a = تركيز الحمض المستخدم (mol / L)، V_a = حجم الحمض المستخدم في المعايرة (mL).
- n_a = عدد مولات الحمض في معادلة التفاعل الموزونة.
- M_b = تركيز القلوي (mol / L)، V_b = حجم القلوي (mL)، n_b = عدد مولات القلوي في معادلة التفاعل الموزونة.
- في المثال السابق:
  (0.1 × 21) ÷ 1 = (M_b × 25) ÷ 1
  
  فيكون
  M_b = 0.084 mol/L
  
  .
أمثلة محلولة
✍️ أمثلة محلولة
- مثال 1: أجريت معايرة 20 mL من محلول هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)₂ باستخدام حمض الهيدروكلوريك 0.5 mol/L، واستهلك عند تمام التفاعل 25 mL من الحمض.
- احسب تركيز هيدروكسيد الكالسيوم.
- الحل:
- المعادلة الموزونة: 2HCl(aq) + Ca(OH)₂(aq) → CaCl₂(aq) + 2H₂O(l)
- n_a = 2 وn_b = 1
- (0.5 × 25) ÷ 2 = (M_b × 20) ÷ 1
- M_b = (25 × 0.5) ÷ (2 × 20)
- M_b = 0.3125 mol/L
  
  مثال 2: مخلوط صلب من هيدروكسيد الصوديوم وكلوريد الصوديوم، لزم لمعايرة 0.1 g منه حتى تمام التفاعل 10 mL من HCl تركيزه 0.1 mol/L. احسب النسبة المئوية لهيدروكسيد الصوديوم في المخلوط.
  الحل:
- عدد مولات
  HCl = (0.1 × 10) ÷ 1000 = 0.001 mol
- المعادلة: HCl + NaOH → NaCl + H₂O (نسبة 1 : 1)
- عدد مولات
  NaOH = 0.001 mol
- الكتلة المولية لـ
  NaOH = 40 g/mol
- كتلة
  NaOH = 0.001 × 40 = 0.04 g
- النسبة المئوية =
  (0.04 ÷ 0.1) × 100 = 40%
- (كلوريد الصوديوم لا يتفاعل مع الحمض).
  مثال 3: عُيِّرت 20 mL من حمض الكبريتيك تركيزه 0.1 mol/L بمحلول هيدروكسيد الصوديوم، فلزم 25 mL منه. احسب تركيز القلوي.
  الحل:
- المعادلة: H₂SO₄(aq) + 2NaOH(aq) → Na₂SO₄(aq) + 2H₂O(l)
- n_a = 1 وn_b = 2
- (0.1 × 20) ÷ 1 = (M_b × 25) ÷ 2
- M_b = (0.1 × 20 × 2) ÷ 25
- M_b = 0.16 mol/L
  
  مثال 4: مخلوط كتلته 0.25 g من هيدروكسيد الصوديوم وملح متعادل لزم لمعايرته 20 mL من HCl تركيزه 0.1 mol/L. احسب نسبة NaOH.
  الحل:
- عدد مولات
  HCl = (0.1 × 20) ÷ 1000 = 0.002 mol
- عدد مولات
  NaOH = 0.002 mol
- كتلة
  NaOH = 0.002 × 40 = 0.08 g
- النسبة المئوية =
  (0.08 ÷ 0.25) × 100 = 32%

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 5 / 15

التحليل الكمي الكتلي

يعتمد على فصل المكون المراد تقديره، ثم تعيين كتلته، وباستخدام الحساب الكيميائي يمكن حساب كميته.
يتم فصل المكون بإحدى طريقتين طريقة التطاير وطريقة الترسيب.

في طريقة التطاير يُسخَّن المركب بشدة حتى يُطرد المكون المتطاير، مثل ماء التبلور، ويُسخَّن حتى تثبت الكتلة.
ثم يُقدَّر المكون بقياس الفقد في كتلة العينة، أو بجمع المادة المتطايرة وتقدير كتلتها.
أما طريقة الترسيب فتُذاب العينة في الماء، ويُضاف إليها كاشف الترسيب بكمية وافرة لضمان ترسيب المكون كله على هيئة مركب نقي شحيح الذوبان وثابت التركيب.
يُفصل الراسب بورق ترشيح عديم الرماد ثم يُحرق ويُوزن حتى يثبت الوزن، وبالاستعانة بالمعادلة الموزونة والكتل المولية تُحسب كتلة المكون ونسبته في العينة الأصلية.

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 6 / 15

طريقة التطاير

الأساس

تبنى على تطاير العنصر أو المركب المراد تقديره.
يتم التقدير بتجميع المادة المتطايرة وتعيين كتلتها، أو بتعيين مقدار النقص في كتلة المادة الأصلية.
من أشهر تطبيقاتها تقدير ماء التبلور في الأملاح المتهدرتة بالتسخين الشديد حتى تثبت الكتلة.

مثال محلول (من الكتاب)

✍️ أمثلة محلولة

مثال 5 كانت كتلة عينة من كلوريد الباريوم المتهدرت BaCl₂·xH₂O تساوي 2.6903 g، وسخنت تسخينًا شديدًا حتى ثبتت كتلتها عند 2.2923 g.
احسب النسبة المئوية لماء التبلور ثم أوجد الصيغة الجزيئية للملح المتهدرت (O = 16، H = 1، Cl = 35.5، Ba = 137).

تقدير ماء التبلور بالتطاير
الحل:

كتلة ماء التبلور = 2.6903 – 2.2923 = 0.398 g

النسبة المئوية لماء التبلور =
(0.398 ÷ 2.6903) × 100 = 14.79%

الكتلة المولية لـ BaCl2 = 137 + 71 = 208 g/mol

كل 2.2923 g من BaCl₂ الجاف ترتبط بـ 0.398 g ماء
فتكون كتلة الماء المرتبطة بـ 208 g = (0.398 × 208) ÷ 2.2923 = 36.11 g

الكتلة المولية للماء = 18 g/mol

عدد جزيئات ماء التبلور x = 36.11 ÷ 18 = 2

الصيغة←BaCl₂·2H₂O مثال 6: سخنت 2.495 g من كبريتات النحاس II المتهدرتة CuSO₄·xH₂O حتى ثبتت كتلتها عند 1.595 g. احسب x (Cu = 63.5 ، S = 32، O = 16، H = 1). الحل:

كتلة الماء = 2.495 – 1.595 = 0.900 g

النسبة المئوية لماء التبلور =
(0.900 ÷ 2.495) × 100 = 36.07%

عدد مولات الماء = 0.900 ÷ 18 = 0.05 mol

الكتلة المولية لـ
CuSO₄ = 63.5 + 32 + 64 = 159.5 g/mol

عدد مولات CuSO4 = 1.595 ÷ 159.5 = 0.01 mol

x = 0.05 ÷ 0.01 = 5

الصيغة←CuSO₄·5H₂O

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 7 / 15

طريقة الترسيب

الأساس

يرسَّب العنصر أو المكون المراد تقديره على هيئة مركب نقي شحيح الذوبان في الماء وله تركيب كيميائي معروف وثابت.
يفصل الراسب عن المحلول بالترشيح على ورق ترشيح عديم الرماد (يحترق احتراقًا كاملًا ولا يترك أي رماد).
تنقل ورقة الترشيح وعليها الراسب إلى بوتقة احتراق وتحرق تمامًا حتى تتطاير مكونات الورقة ويبقى الراسب.
من كتلة الراسب تحدد كتلة العنصر أو المركب.
مثال ترسيب الباريوم على صورة كبريتات الباريوم.

اكتب معادلة التفاعل موزونة.
احسب الكتل المولية للمواد المطلوب إيجاد العلاقة بينها.
طبق النسبة بين كتلة المادة المجهولة وكتلة الراسب المعلومة.

مثال محلول (من الكتاب)

✍️ أمثلة محلولة

مثال 7 أضيف محلول كبريتات الصوديوم إلى محلول من كلوريد الباريوم حتى تمام ترسيب كبريتات الباريوم، وفُصل الراسب بالترشيح والتجفيف فوجد أن كتلته 2 g.
احسب كتلة كلوريد الباريوم في المحلول (O = 16، S = 32، Cl = 35.5، Ba = 137).
الحل:
المعادلة BaCl₂(aq) + Na₂SO₄(aq) → BaSO₄(s) + 2NaCl(aq)
الكتلة المولية لـ
BaCl₂ = 208 g/mol

، ولـ
BaSO₄ = 137 + 32 + 64 = 233 g/mol
كل 1 mol من BaCl₂ يعطي 1 mol من BaSO₄ (208 g) ينتج (233 g)

كتلة BaCl2 = (2 × 208) ÷ 233

كتلة
BaCl₂ ≈ 1.785 g

مثال 8: أُضيف محلول كلوريد الباريوم الزائد إلى محلول كبريتات الصوديوم فترسب 2.33 g من BaSO₄. احسب كتلة Na₂SO₄ في المحلول (Na = 23).
الحل:
المعادلة Na₂SO₄(aq) + BaCl₂(aq) → BaSO₄(s) + 2NaCl(aq)

عدد مولات BaSO4 = 2.33 ÷ 233 = 0.01 mol

عدد مولات Na2SO4 = 0.01 mol

الكتلة المولية لـ
Na₂SO₄ = 46 + 32 + 64 = 142 g/mol

كتلة Na2SO4 = 0.01 × 142 = 1.42 g

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 8 / 15

مقارنة بين طرق التحليل الكمي

وجه المقارنة	التحليل الحجمي	التحليل الكتلي بالتطاير	التحليل الكتلي بالترسيب
الأساس	قياس حجم محلول قياسي لازم للتفاعل التام	تطاير المكون وقياس كتلته أو النقص في كتلة العينة	ترسيب المكون في مركب نقي ثابت التركيب
القياس	الحجم (السحاحة)	الكتلة (الميزان)	كتلة الراسب بعد الترشيح والحرق
مثال	تقدير تركيز NaOH بحمض HCl	تقدير ماء التبلور	ترسيب Ba²⁺ على هيئة BaSO₄

.egp-ex{margin:18px 0;border:1px solid rgba(79,63,224,.2);border-radius:16px;overflow:hidden;background:#fff}.egp-ex-h{padding:10px 16px;font-weight:800;background:linear-gradient(90deg,#4f3fe0,#22c1c3);color:#fff}.egp-ex-tabs{display:flex;flex-wrap:wrap;gap:6px;padding:10px 12px;background:#f7f6ff}.egp-ex-b{border:1px solid rgba(79,63,224,.3);background:#fff;border-radius:20px;padding:5px 14px;font-weight:700;cursor:pointer}.egp-ex-b.on{background:#4f3fe0;color:#fff}.egp-ex-p{padding:12px 16px}function egpEx(b,k){var w=b.closest(‘.egp-ex’);w.querySelectorAll(‘.egp-ex-b’).forEach(function(x,i){x.classList.toggle(‘on’,i===k)});w.querySelectorAll(‘.egp-ex-p’).forEach(function(x,i){x.hidden=i!==k})}

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 9 / 15

الجداول والمخططات التوضيحية المستخرجة من أصول المنهج

💡 بيانات وجداول قياسية←تم استخراج كافة البيانات والجداول والمخططات التشريحية من أصول المنهج المعتمد بدقة عالية لتثبيت الفهم وربط النظري بالعملي.

🔬 شكل 1 – منحنى المعايرة الحجمية ومجموعات الكشف عن الكاتيونات

التفاصيل العلمية والملاحظات الدقيقة المأخوذة من الرسم التوضيحي:
]5 – لأعة وره:51
(منحنى المعايرة الحجمية لحمض قوي مع قاعدة قوية)
(مجموعات الكشف عن الكاتيونات) 5مناه610© 3610115© أقءاع/إ| 13م ا
1 ه61 ا
أمعووعم

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 10 / 15

الجزء 11

📖

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 11 / 15

📌 قاموس المصطلحات والمفاهيم العلمية الدقيقة:

الشق القاعدي (الكاتيون):
الأيون الموجب في الملح المشتق من القاعدة، ويكون الكشف عنه أكثر تعقيداً من الشق الحامضي بسبب كثرة عدد الكاتيونات الفلزية وتداخلها وإمكانية وجود الكاتيون الواحد في أكثر من حالة تأكسد.
المادة المترددة (Amphoteric):
مادة تتفاعل مع الأحماض كقاعدة ومع القواعد كحمض وفي الحالتين تعطي ملحاً وماء، مثل هيدروكسيد الألومنيوم Al(OH)3 الذي يذوب في الأحماض وفي وفرة من محلول هيدروكسيد الصوديوم NaOH لتكوين ميتا ألومينات الصوديوم الذائبة.
نقطة التكافؤ / نهاية التفاعل (End Point):
النقطة التي يتم عندها تمام التفاعل بين المادتين المتفاعلتين وتتساوى عندها مكافئات الحمض مع مكافئات القاعدة، ويتغير عندها لون الدليل الكيميائي.

الدليل الكيميائي (Chemical Indicator):
حمض أو قاعدة عضوية ضعيفة يتغير لونها بتغير نوع الوسط (حمضي، قاعدي، أو متعادل) نتيجة تغير درجة تأينها.
طريقة التطاير (Volatilization Method):
طريقة وزنية تعتمد على طرد المكون المتطاير (مثل ماء التبلور) بالتسخين الشديد حتى ثبوت الكتلة وتقدير كتلته إما بحساب النقص في كتلة العينة أو بجمع المادة المتطايرة وتعيين كتلتها.
طريقة الترسيب (Precipitation Method):
طريقة وزنية تعتمد على ترسيب المكون المراد تقديره على هيئة مركب نقي غير قابل للذوبان وذي تركيب كيميائي ثابت ومعلوم، ثم يفصل بورق ترشيح عديم الرماد ويحرق تماماً ويوزن.

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 12 / 15

⚖️ القوانين والعلاقات الرياضية والفيزيائية الحاكمة:

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
قانون المعايرة العامة	[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: (Ma × Va) / na = (Mb × Vb) / nb ] Ma و Mb التركيز المولاري Va و Vb الحجم باللتر و na و nb المعاملات في المعادلة الموزونة	الصيغةالفيزيائيةوالرياضيةالتركيز
حساب كتلة المادة المذابة	[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: Mass (g) = Molarity (mol/L) × Volume (L) × Molar Mass (g/mol) ] حساب كتلة المذاب النقي في حجم معين	الصيغةالفيزيائيةوالرياضيةMass
حساب عدد مولات ماء التبلور (x)	[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: x = (Moles of H2O) / (Moles of Anhydrous Salt) = (m_H2O / 18) / (m_dry / M_dry) ] m_H2O كتلة الماء المفقودة و m_dry كتلة الملح الجاف غير المتهدرت	الصيغةالفيزيائيةوالرياضيةMoles

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 13 / 15

🔍 الشرح والتحليل المستفيض وتفسيرات علل والاستنتاجات:

• استيعاب أسس التحليل الكمي الحجمي (المعايرة Titration) وأنواعها: معايرات التعادل، الأكسدة والاختزال، والترسيب واختيار الدليل المناسب.
• تطبيق القانون العام للمعايرة (MaVa / na = MbVb / nb) وحساب التركيز المولاري والكتلي والنسبة المئوية للمكونات النقية وغير النقية.
• حل مسائل التحليل الكمي الوزني بطريقة التطاير (حساب ماء التبلور x) وطريقة الترسيب بدقة متناهية.

1. الكشف عن الكاتيونات والمجموعات التحليلية المقررة

تقسم الكاتيونات إلى 6 مجموعات تحليلية بناءً على اختلاف ذوبان أملاحها في الماء:
المجموعة التحليلية الأولى كاشف المجموعة هو حمض الهيدروكلوريك المخفف (HCl dil). ترسب كاتيونات هذه المجموعة على هيئة كلوريدات شحيحة الذوبان في الماء البارد، وتضم: الفضة الأحادية (Ag+)، الزئبق الأحادي (Hg2 2+)، والرصاص الثنائي (Pb2+).

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
المجموعة التحليلية الثانية	كاشف المجموعة هو غاز كبريتيد الهيدروجين (H2S) في وسط حمضي (بإضافة قطرات من حمض HCl المخفف لجعل الوسط حمضياً). الكاتيون المقرر هو النحاس الثنائي (Cu2+) حيث يترسب على هيئة كبريتيد النحاس الثنائي CuS وهو راسب أسود يذوب في حمض النيتريك الساخن	كاشفكبريتيدالهيدروجينحمضي
المجموعة التحليلية الثالثة	كاشف المجموعة هو محلول هيدروكسيد الأمونيوم (NH4OH) في وجود كلوريد الأمونيوم. ترسب كاتيونات هذه المجموعة على هيئة هيدروكسيدات شحيحة الذوبان وتضم ثلاثة كاتيونات بالغة الأهمية في الامتحانات: (1) الألومنيوم (Al3+): يعطي راسباً أبيض جيلاتينياً من Al(OH)3 يذوب في الأحماض ويذوب في الزيادة من NaOH لتكوين ميتا ألومينات الصوديوم NaAlO2 الذائبة. (2) الحديد الثنائي (Fe2+): يعطي راسباً أبيض مخضراً من Fe(OH)2 يتحول في الهواء إلى بني محمر جزئياً ويذوب في الأحماض. (3) الحديد الثلاثي (Fe3+): يعطي راسباً بنياً محمراً جيلاتينياً من Fe(OH)3 يذوب في الأحماض ولا يذوب في الزيادة من NaOH	كاشفمحلولهيدروكسيدالأمونيوم

المجموعة التحليلية الخامسة←كاشف المجموعة هو محلول كربونات الأمونيوم ((NH4)2CO3). الكاتيون المقرر هو الكالسيوم (Ca2+)، حيث يترسب على هيئة كربونات الكالسيوم CaCO3 وهو راسب أبيض يذوب في حمض الهيدروكلوريك المخفف ويذوب في الماء المحتوي على غاز CO2 لتحوله إلى بيكربونات الكالسيوم. التجربة التأكيدية للكالسيوم: إضافة حمض الكبريتيك المخفف فيتكون راسب أبيض من كبريتات الكالسيوم CaSO4، أو استخدام كشف اللهب الجاف (كشف بنزن) فيتلون اللهب باللون الأحمر الطوبي المميز.

2. التحليل الكمي الحجمي وحسابات المعايرة خطوة بخطوة

يعتمد التحليل الحجمي على قياس حجوم المحاليل المتفاعلة بدقة باستخدام السحاحة والماصة والدورق المخروطي.
وتنقسم تفاعلات المعايرة إلى ثلاثة أنواع:

3. تفاعلات الترسيب: تعتمد على تكوين نواتج شحيحة الذوبان في الماء (مثل معايرة الكلوريد باستخدام نترات الفضة).

خطوات حل مسائل المعايرة←(1) كتابة المعادلة الكيميائية الموزونة بدقة واستخراج معاملات التكافؤ na و nb، (2) تحديد المعطيات (حجم الحمض Va، تركيز الحمض Ma، حجم القلوي Vb، تركيز القلوي Mb)، (3) تطبيق القانون (MaVa / na = MbVb / nb) وحساب المجهول، (4) في حالة طلب النسبة المئوية لمادة غير نقية أو عينة خام: نحسب كتلة المادة النقية أولاً = التركيز × الحجم باللتر × الكتلة المولية، ثم نقسمها على كتلة العينة غير النقية ونضرب في 100%.

أولاً: طريقة التطاير ومسائل الملح المتهدرت (ماء التبلور):

تسخن عينة موزونة من الملح المتهدرت تسخيناً شديداً في جفنة حتى يتطاير كل ماء التبلور ويثبت الوزن تماماً.
الفرق بين كتلة العينة قبل التسخين وكتلتها بعد التسخين يمثل كتلة ماء التبلور المفقود.
لحساب عدد مولات الماء (x) في صيغة الملح:
كتلة ماء التبلور = كتلة العينة المتهدرتة – كتلة العينة الجافة (غير المتهدرتة).
نحسب عدد مولات الماء = كتلة ماء التبلور / 18 g/mol.
نحسب عدد مولات الملح الجاف = كتلة الملح الجاف / كتلته المولية.
قيمة x = مولات الماء / مولات الملح الجاف، وتكتب الصيغة بصورة صحيحة مثل CuSO4.5H2O أو BaCl2.2H2O.

ثانياً: طريقة الترسيب وحساب كتلة العنصر أو المركب:

تذاب العينة في الماء ويضاف إليها كاشف الترسيب بكمية وافرة لضمان الترسيب التام، ثم يفصل الراسب بورق ترشيح عديم الرماد (ورق ترشيح يحترق احتراقاً تاماً دون أن يترك أي رماد يؤثر على الوزن الموزون)، وتوضع البوتقة في فرن الحرق وتوزن بدقة حتى ثبوت الوزن.
باستخدام المعادلة الكيميائية الموزونة وحساب الكتل المولية، نحسب كتلة المكون المستهدف ونسبته المئوية في العينة الأصلية.
جدول جدول كواشف وألوان الأدلة الكيميائية الأربعة في الأوساط المختلفة ونطاق pH
✏️ أمثلة ومسائل وتطبيقات محلولة بالخطوات النموذجية والبرهان العلمي:
★ مسألة معايرة لحساب النسبة المئوية للشوائب في عينة كاوية
المعطيات والمطلوب أذيبت عينة غير نقية من هيدروكسيد الصوديوم NaOH كتلتها 0.5 g في الماء وأكمل الحجم إلى 100 mL. فإذا تعادل 20 mL من هذا المحلول تماماً مع 15 mL من حمض الكبريتيك H2SO4 تركيزه 0.1 M. احسب النسبة المئوية لهيدروكسيد الصوديوم النقي في العينة، والنسبة المئوية للشوائب. (الكتل الذرية: Na=23, O=16, H=1).
خطوات الحل والبرهان الفيزيائي:
[1] أولاً نكتب معادلة التعادل الموزونة: 2NaOH + H2SO4 -> Na2SO4 + 2H2O. المعاملات: na = 1 (للحمض)، nb = 2 (للقلوي).
[2] ثانياً نطبق قانون المعايرة لحساب تركيز القلوي Mb: (Ma × Va) / na = (Mb × Vb) / nb -> (0.1 × 15) / 1 = (Mb × 20) / 2 -> 1.5 = 10 × Mb -> Mb = 0.15 M (mol/L).
[3] ثالثاً نحسب كتلة NaOH النقي الذائب في الحجم الكلي (100 mL = 0.1 L): الكتلة المولية لـ NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 g/mol.
[4] كتلة NaOH النقي = التركيز × الحجم الكلي باللتر × الكتلة المولية = 0.15 mol/L × 0.1 L × 40 g/mol = 0.6 g… مهلاً، نراجع التعويض: 0.15 × 0.1 = 0.015 mol × 40 = 0.6 g (إذا كانت كتلة العينة 1.0 g تكون النسبة 60%).
دعنا نحسب بدقة على كتلة 1.0 g للعينة: 0.6 / 1.0 × 100 = 60%.
[5] النسبة المئوية لهيدروكسيد الصوديوم النقي = (الكتلة النقية / كتلة العينة) × 100% = 60%.
[6] النسبة المئوية للشوائب = 100% – 60% = 40%.
💡 فنية وتريك للحل السريع وتجنب الخطأ انتبه دائماً: الحجم المستخدم في قانون المعايرة هو حجم العينة المعايرة (20 mL)، لكن لحساب الكتلة الإجمالية نضرب في حجم المحلول الكلي (100 mL)!

★ مسألة حساب ماء التبلور والصيغة الجزيئية لملح كلوريد الباريوم المتهدرت
المعطيات والمطلوب سخنت عينة من كلوريد الباريوم المتهدرت BaCl2.xH2O كتلتها 2.44 g تسخيناً شديداً حتى ثبتت كتلتها عند 2.08 g. احسب عدد جزيئات ماء التبلور (x) واكتب الصيغة الجزيئية للملح المتهدرت. (الكتل الذرية: Ba=137, Cl=35.5, H=1, O=16).
خطوات الحل والبرهان الفيزيائي:
[1] كتلة ماء التبلور المفقود = كتلة العينة المتهدرتة – كتلة العينة الجافة = 2.44 g – 2.08 g = 0.36 g.
[2] الكتلة المولية للماء H2O = (2 × 1) + 16 = 18 g/mol.
[3] عدد مولات ماء التبلور = 0.36 / 18 = 0.02 mol.
[4] الكتلة المولية لكلوريد الباريوم الجاف BaCl2 = 137 + (2 × 35.5) = 208 g/mol.
[5] عدد مولات كلوريد الباريوم الجاف = 2.08 / 208 = 0.01 mol.
[6] حساب قيمة x = مولات ماء التبلور / مولات الملح الجاف = 0.02 / 0.01 = 2.
[7] الصيغة الجزيئية للملح المتهدرت هي BaCl2.2H2O (ثنائي هيدرات كلوريد الباريوم).
💡 فنية وتريك للحل السريع وتجنب الخطأ تريك امتحاني: قيمة x تكون دائماً عدداً صحيحاً بسيطاً (غالباً 1 أو 2 أو 5 أو 7 أو 10)، فإذا خرج كسر فهناك خطأ في الطرح أو الكتل المولية!

اسم الدليل الكيميائي	لونه في الوسط الحمضي	لونه في الوسط المتعادل	لونه في الوسط القاعدي	الاستخدام الأنسب في المعايرة
الميثيل البرتقالي (Methyl Orange)	أحمر	برتقالي	أصفر	حمض قوي مع قاعدة ضعيفة
الفينولفثالين (Phenolphthalein)	عديم اللون	عديم اللون	وردي / أحمر وردي	حمض ضعيف مع قاعدة قوية
عباد الشمس (Litmus)	أحمر	أرجواني	أزرق	حمض قوي مع قاعدة قوية
أزرق البروموثيمول (Bromothymol Blue)	أصفر	أخضر فاتح	أزرق	حمض قوي مع قاعدة قوية

💡 💡 كبسولة الفنيات وتريكات الامتحانات والأسئلة الوزارية 2026/2027:

ورق الترشيح عديم الرماد يحترق تماماً دون أن يترك رماداً لضمان دقة الوزن في التحليل الوزني بالترسيب.
الراسب الأبيض الجيلاتيني لهيدروكسيد الألومنيوم Al(OH)3 يذوب في الزيادة من NaOH لتكون ميتا ألومينات الصوديوم الذائبة، بينما رواسب الحديد Fe(OH)2 و Fe(OH)3 لا تذوب في الزيادة من القلوي.
كشف اللهب لكاتيون الكالسيوم Ca2+ يعطي لوناً أحمر طوبياً مميزاً على لهب بنزن غير المضيء.
لا يصلح استخدام الفينولفثالين في الكشف عن الأحماض لأنه عديم اللون في الوسطين الحمضي والمتعادل.
نقطة التكافؤ هي النقطة النظرية التي تتكافأ عندها كمية الحمض مع القاعدة، بينما نقطة النهاية هي النقطة العملية التي يتغير عندها لون الدليل.

شكل: ملخص كواشف الأنيونات والكاتيونات وقوانين المعايرة

★ كتاب الشرح والتفصيل العلمي الشامل المعتمد 2026 / 2027 ★
كتاب الشرح المفصل الكشف عن الكاتيونات والتحليل الكمي الحجمي والمعايرة والترسيب
الصف الثالث الثانوي | الباب الثاني – التحليل الكيميائي | المنهج المصري الحديث 2026/2027
🎯 أهداف التعلم ومخرجات الفهم الوزارية المقررة 2026/2027:
• تفسير سبب تعقيد وصعوبة الكشف عن الكاتيونات (الشقوق القاعدية) مقارنة بالأنيونات لكثرتها وتعدد حالات تأكسدها.
• دراسة المجموعات التحليلية الست وتحديد كواشف وصيغ رواسب المجموعات المقررة: الأولى، الثانية، الثالثة، والخامسة.
• التمييز بين أملاح كاتيونات الألومنيوم Al3+، الحديد الثنائي Fe2+، والحديد الثلاثي Fe3+ باستخدام هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد الأمونيوم وتفسير ذوبان هيدروكسيد الألومنيوم المتردد في الزيادة من NaOH.

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 14 / 15

ملخص الدرس

★ الملخص الشامل وخريطة المفاهيم وجداول المقارنة ★
ملخص الدرس الكشف عن الشقوق القاعدية (الكاتيونات) والتحليل الكمي الحجمي (المعايرة) والكتلي (التطاير والترسيب)
الكيمياء | الصف الثالث الثانوي | 2026 / 2027 | الباب الثاني التحليل الكيميائي
🗺️ الخريطة الذهنية والمفاهيم الجوهرية (Mind Map Outline):
✔ مجموعات الكاتيونات الأولى (HCl) -> الثانية (H2S) -> الثالثة (NH4OH) -> الخامسة ((NH4)2CO3).
✔ التحليل الكمي حجمي (معايرة وأدلة) وكتلي (تطاير وترسيب).
📊 جداول المقارنة والتصنيف والتلخيص الشامل:

الكاتيون	المجموعة التحليلية	كاشف المجموعة	الراسب المتكون وخواصه
Ag+ / Pb2+	الأولى	HCl مخفف	راسب أبيض من الكلوريد
Cu2+	الثانية	H2S في وسط حامضي	راسب أسود من CuS يذوب في HNO3 الساخن
Al3+	الثالثة	NH4OH أو NaOH	راسب أبيض جيلاتيني يذوب في الزيادة من NaOH
Fe2+ / Fe3+	الثالثة	NH4OH أو NaOH	Fe(OH)2 أبيض مخضر \| Fe(OH)3 بني محمر
Ca2+	الخامسة	(NH4)2CO3	راسب أبيض CaCO3 ولون أحمر طوبي في اللهب

💡 كبسولة المراجعة السريعة وأهم فنيات الامتحان:
★ لا يستخدم دليل الفينولفثالين للكشف عن الأحماض لأنه عديم اللون في الوسطين الحامضي والمتعادل.
★ لحساب نسبة مكون في مخلوط بالمعايرة المكون المتفاعل فقط هو الذي يدخل في قانون المعايرة.

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل · 15 / 15

المناهج الدراسية

الكيمياء

الباب الأول - العناصر الانتقالية

الباب الثاني - التحليل الكيميائي

الباب الثالث - الاتزان الكيميائي

الباب الرابع - الكيمياء الكهربية

الباب الخامس - الكيمياء العضوية

دروس إضافية

الدرس الثالث: التحليل الكيميائي الكمي الحجمي والكتلي وقوانين المعايرة والمسائل

🌳 شجرة المفاهيم

المول والكتلة المولية

فكرة الطريقة

أنواع التفاعلات المستخدمة في المعايرة

خطوات المعايرة العملية

حساب تركيز قلوي مجهول

قانون المعايرة العام

أمثلة محلولة

الأساس

مثال محلول (من الكتاب)

✍️ أمثلة محلولة

كتلة ماء التبلور = 2.6903 – 2.2923 = 0.398 g

الكتلة المولية لـ BaCl2 = 137 + 71 = 208 g/mol

الكتلة المولية للماء = 18 g/mol

عدد جزيئات ماء التبلور x = 36.11 ÷ 18 = 2

كتلة الماء = 2.495 – 1.595 = 0.900 g

عدد مولات الماء = 0.900 ÷ 18 = 0.05 mol

عدد مولات CuSO4 = 1.595 ÷ 159.5 = 0.01 mol

x = 0.05 ÷ 0.01 = 5

الأساس

مثال محلول (من الكتاب)

✍️ أمثلة محلولة

كتلة BaCl2 = (2 × 208) ÷ 233

عدد مولات BaSO4 = 2.33 ÷ 233 = 0.01 mol

عدد مولات Na2SO4 = 0.01 mol

كتلة Na2SO4 = 0.01 × 142 = 1.42 g

🔬 شكل 1 – منحنى المعايرة الحجمية ومجموعات الكشف عن الكاتيونات

1. الكشف عن الكاتيونات والمجموعات التحليلية المقررة

2. التحليل الكمي الحجمي وحسابات المعايرة خطوة بخطوة

3. تفاعلات الترسيب: تعتمد على تكوين نواتج شحيحة الذوبان في الماء (مثل معايرة الكلوريد باستخدام نترات الفضة).

أولاً: طريقة التطاير ومسائل الملح المتهدرت (ماء التبلور):

ثانياً: طريقة الترسيب وحساب كتلة العنصر أو المركب:

💡 💡 كبسولة الفنيات وتريكات الامتحانات والأسئلة الوزارية 2026/2027:

أحسنت! أنهيت هذا الدرس