سلسلة من العمليات والتفاعلات الكيميائية التي تجرى للتعرف على نوع ومكونات المادة الأساسية وسواء كانت مادة نقية بسيطة (عن طريق ثوابتها الفيزيائية) أو خليطاً معقداً من عدة مواد
سلسلةالعملياتوالتفاعلاتالكيميائية
التحليل الكيميائي الكمي (Quantitative Analysis)
تقدير النسبة المئوية أو التركيز الدقيق لكل مكون أساسي من المكونات التي تم التعرف عليها في المادة قيد الفحص
تقديرالنسبةالمئويةالتركيز
الأساس العلمي لكشف الأنيونات
الحمض الأكثر ثباتاً (الأعلى في درجة الغليان والأقل تطايراً) يطرد الحمض الأقل ثباتاً من محاليل أملاحه على هيئة غاز طيار يسهل الكشف عنه بالخواص الفيزيائية والكواشف الملونة
الحمضالأكثرثباتاالأعلى
حلقة النيترات البنية (Brown Ring Test)
تفاعل كيميائي تأكيدي فريد لأيون النيترات NO3-
يتم بإضافة كبريتات حديد ثنائي حديثة التحضير ثم إضافة قطرات من حمض الكبريتيك المركز بحرص شديد على الجدار الداخلي للأنبوبة
فتتكون حلقة بنية من مركب FeSO4.NO عند السطح الفاصل تزول بالرج أو التسخين
تفاعلكيميائيتأكيديفريد
الثيوكبريتات (Thiosulfate)
أنيون صيغته S2O3(2-)
عند تفاعله مع حمض HCl يتصاعد غاز SO2 ويظهر راسب أصفر معلق من الكبريت الحر (S)
ويزيل لون محلول اليود البني في التجربة التأكيدية لتكوين رباعي ثيونات الصوديوم
أنيونصيغتهS2O3تفاعله
غاز النيتروز وأكسيد النيتريك
حمض النيتروز HNO2 غير الثابت يتفكك تلقائياً ليعطي حمض نيتريك وماء وغاز أكسيد النيتريك العديم اللون NO الذي يتحول عند فوهة الأنبوبة فور ملامسته لهواء الغرفة إلى أبخرة بنية حمراء من غاز ثاني أكسيد النيتروجين NO2
يبيّن الشكل قاعدة ثبات الأحماض، فالحمض الأثبت يحل محل الحمض الأقل ثباتًا من أملاحه، ويتصاعد الغاز عند تكوّن حمض متطاير، ومنها أن حمض الكبريتيك أثبت من حمض الهيدروكلوريك.
كما يعرض تكوين حلقة المركب البنية عند إضافة أكسيد النيتريك لكبريتات الحديد II، وهي من أشهر الكشوف التأكيدية للنترات.
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
قاعدة ثبات الأحماض
[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: AcidMoreStable + SaltLessStable –> SaltMoreStable + AcidLessStable (Gas ↑) ] حمض H2SO4 أثبت من HCl، وحمض HCl أثبت من H2CO3, H2SO3, H2S, H2S2O3, HNO2.
الصيغةالفيزيائيةوالرياضيةAcidMoreStable
معادلة تكوين معقد الحلقة البنية
[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: FeSO4 + NO —->
FeSO4.NO (Brown Ring Complex) ] مركب نيتروزيل كبريتات الحديد الثنائي يتكون عند السطح الفاصل ويزول بالرج
الصيغةالفيزيائيةوالرياضيةFeSO4
معادلة اختزال اليود بالثيوكبريتات
[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: 2Na2S2O3 + I2 (بني) —->
2NaI (عديم اللون) + Na2S4O6 ] يختزل اليود إلى يوديد عديم اللون بينما تتأكسد الثيوكبريتات إلى رباعي ثيونات
الصيغةالفيزيائيةوالرياضية2Na2S2O3
القوانين والعلاقات
شكل 1رسم توضيحي — النقطة 1: القوانين والعلاقات
├── القوانين والعلاقات├── أهمية التحليل الكيميائي وأسس تصنيف الشقوق الحامضية (الأنيونات)
أهمية التحليل الكيميائي وأسس تصنيف الشقوق الحامضية (الأنيونات)
أهمية التحليل الكيميائي وأسس تصنيف الشقوق الحامضية (الأنيونات)
شكل 2 رسم توضيحي — النقطة 2: أهمية التحليل الكيميائي وأسس تصنيف الشقوق الحامضية (الأنيونات)
يبيّن الشكل أهمية التحليل الكيميائي في الطب والزراعة والصناعة والبيئة، ويوضح أن الكشف عن الأنيونات يتم في ثلاث مجموعات رئيسية تعتمد كل منها على نوع الكاشف المستخدم.
وهذا التصنيف هو الأساس الذي يبدأ منه الطالب في التعرف على الشق الحامضي المجهول بخطوات منظمة.
أهمية التحليل الكيميائي وأسس تصنيف الشقوق الحامضية (الأنيونات)
يلعب التحليل الكيميائي دوراً محورياً وحاسماً في شتى مجالات الحياة المعاصرة: ففي الطب والصيدلة يساعد في تقدير نسب السكر واليوريا والكوليسترول والزلال في الدم وتشخيص الأمراض وتقدير المادة الفعالة في الأدوية؛
وفي الزراعة يفحص خواص التربة وحموضتها ونسب النترات والفوسفات لاختيار الأسمدة المناسبة؛
وفي الصناعة يضمن مطابقة الخامات والمنتجات للمواصفات القياسية؛
وفي البيئة يكشف عن نسب الغازات السامة (مثل CO و SOx) والملوثات في مياه الشرب والأنهار.
ينقسم الكشف عن الأنيونات إلى ثلاث مجموعات رئيسية مستندة على مبدأ الثبات النسبي للأحماض:
المجموعة الأولى مجموعة كاشف حمض الهيدروكلوريك المخفف (HCl dil): وتضم أنيونات مشتقة من أحماض ضعيفة الثبات وسهلة التطاير، وهي: الكربونات (CO3 2-)، البيكربونات (HCO3 -)، الكبريتيت (SO3 2-)، الثيوكبريتات (S2O3 2-)، الكبريتيد (S 2-)، والنيتريت (NO2 -).
المجموعة الثانية مجموعة كاشف حمض الكبريتيك المركز الساخن (H2SO4 conc.): وتضم أنيونات مشتقة من أحماض متوسطة الثبات، وهي: الكلوريد (Cl -)، البروميد (Br -)، اليوديد (I -)، والنيترات (NO3 -).
حيث يستطيع حمض الكبريتيك المركز الساخن طرد أحماض هذه الأنيونات من أملاحها الصلبة.
المجموعة الثالثة مجموعة كاشف محلول كلوريد الباريوم (BaCl2): وتضم أنيونات مشتقة من أحماض عالية الثبات لا يستطيع حمض HCl ولا حمض H2SO4 طردها، وهي: الكبريتات (SO4 2-) والفوسفات (PO4 3-).
ويتم الكشف عنها بتفاعلات الترسيب المباشرة في المحاليل المائية.
تفاعلات الكشف عن أنيونات مجموعة حمض HCl المخفف بالتفصيل
تفاعلات الكشف عن أنيونات مجموعة حمض HCl المخفف بالتفصيل
شكل 3: رسم توضيحي — النقطة 4: تفاعلات أنيونات مجموعة حمض H2SO4 المركز ومجموعة كلوريد الباريوم
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
الكربونات (CO3 2-) والبيكربونات (HCO3 -)
التجربة الأساسية بإضافة حمض HCl المخفف إلى الملح الصلب
يحدث فوران شديد ويتصاعد غاز ثاني أكسيد الكربون CO2 الذي يعكر ماء الجير الرائق (محلول هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2) لفترة قصيرة (Short time) لتكون راسب كربونات الكالسيوم الأبيض غير الذائب: CO2 + Ca(OH)2 –> CaCO3(s) + H2O. ويزول التعكير عند إمرار الغاز لفترة طويلة (Long time) لتحول كربونات الكالسيوم إلى بيكربونات الكالسيوم الذائبة في الماء: CaCO3 + CO2 + H2O –> Ca(HCO3)2(aq). وللتمييز بينهما نلجأ للتجربة التأكيدية بإضافة محلول كبريتات المغنسيوم MgSO4 لمحلول الملح: مع الكربونات يتكون راسب أبيض على البارد من MgCO3
ومع البيكربونات لا يتكون راسب على البارد ولكن يتكون راسب أبيض بعد التسخين بسبب انحلال البيكربونات بالحرارة إلى كربونات راسبة
التجربةالأساسيةبإضافةالمخفف
الكبريتيت (SO3 2-)
مع حمض HCl المخفف يتصاعد غاز ثاني أكسيد الكبريت SO2 ذو الرائحة النفاذة الخانقة
حيث يختزل الكروم السداسي البرتقالي إلى كروم ثلاثي أخضر. التجربة التأكيدية: بإضافة محلول نترات الفضة AgNO3 لمحلول الملح
يتكون راسب أبيض من كبريتيت الفضة Ag2SO3 يسود بالتسخين الشديد
المخففيتصاعدثانيأكسيد
الثيوكبريتات (S2O3 2-)
مع حمض HCl المخفف يتصاعد غاز SO2 ذو الرائحة النفاذة ويظهر في قاع الأنبوبة راسب أصفر معلق في المحلول من عنصر الكبريت الحر (S): Na2S2O3 + 2HCl –> 2NaCl + H2O + SO2↑ + S↓. التجربة التأكيدية: إضافة محلول اليود البني فيزول لونه البني تماماً لتكون رباعي ثيونات الصوديوم ويوديد الصوديوم عديم اللون
المخففيتصاعدالرائحةالنفاذة
الكبريتيد (S 2-)
مع حمض HCl المخفف يتصاعد غاز كبريتيد الهيدروجين H2S ذو الرائحة الكريهة الشبيهة برائحة البيض الفاسد
والذي يسود ورقة مبللة بمحلول أسيتات الرصاص الثنائي Pb(CH3COO)2 لتكون راسب أسود من كبريتيد الرصاص: H2S + Pb(CH3COO)2 –> PbS↓ (أسود) + 2CH3COOH. التجربة التأكيدية: مع محلول نترات الفضة AgNO3 يتكون راسب أسود من كبريتيد الفضة Ag2S
المخففيتصاعدالهيدروجينالرائحة
النيتريت (NO2 -)
مع حمض HCl المخفف يتصاعد غاز أكسيد النيتريك العديم اللون NO والذي يتحول عند فوهة الأنبوبة إلى أبخرة بنية حمراء من غاز ثاني أكسيد النيتروجين NO2 نتيجة اتحاده الفوري مع أكسجين الهواء: 2NO + O2 –> 2NO2↑. التجربة التأكيدية: إضافة محلول برمنجانات البوتاسيوم البنفسجية المحمضة بحمض الكبريتيك المركز لمحلول النيتريت فيزول اللون البنفسجي تماماً نتيجة أكسدة النيتريت إلى نيترات واختزال المنجنيز السباعي البنفسجي إلى منجنيز ثنائي عديم اللون
تفاعلات أنيونات مجموعة حمض H2SO4 المركز ومجموعة كلوريد الباريوم
تفاعلات أنيونات مجموعة حمض H2SO4 المركز ومجموعة كلوريد الباريوم
يُظهر الشكل تفاعلات أنيونات مجموعة حمض الكبريتيك المركز الساخن، فيتصاعد غاز HCl مع الكلوريد الذي يكوّن سحبًا بيضاء مع النشادر، ويتصاعد HBr مع البروميد الذي يتأكسد جزئيًا فتنفصل أبخرة بنية برتقالية.
وتُستخدم هذه الملاحظات للتمييز بين الأنيونات بالغازات الناتجة ولونها.
مجموعة حمض الكبريتيك المركز الساخن (الملح صلب):
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
الكلوريد (Cl -)
يتصاعد غاز كلوريد الهيدروجين العديم اللون HCl
والذي يكون سحباً بيضاء كثيفة عند تقريب ساق زجاجية مبللة بمحلول النشادر (النشادر NH3 غاز): HCl + NH3 –> NH4Cl (سحب بيضاء من كلوريد الأمونيوم الصلب). التجربة التأكيدية: مع AgNO3 يتكون راسب أبيض من AgCl يصير بنفسجياً عند تعرضه للضوء ويذوب سريعاً جداً في محلول النشادر المركز
يتصاعدالهيدروجينالعديماللون
البروميد (Br -)
يتصاعد غاز بروميد الهيدروجين HBr الذي يتأكسد جزئياً بفعل حمض الكبريتيك المركز وتنفصل أبخرة البروم البرتقالية الحمراء (Br2) التي تصفر ورقة مبللة بمحلول النشا. التجربة التأكيدية: مع AgNO3 يتكون راسب أبيض مصفر من AgBr يقتم لونه في الضوء ويذوب ببطء في محلول النشادر المركز
يتصاعدالهيدروجينيتأكسدجزئيا
اليوديد (I -)
يتصاعد غاز يوديد الهيدروجين HI الذي يتأكسد جزئياً بحمض الكبريتيك وتنفصل أبخرة اليود البنفسجية (I2) التي تزرق ورقة مبللة بمحلول النشا. التجربة التأكيدية: مع AgNO3 يتكون راسب أصفر من AgI لا يذوب نهائياً في محلول النشادر
يتصاعدالهيدروجينيتأكسدجزئيا
النيترات (NO3 -)
تتصاعد أبخرة بنية حمراء كثيفة من غاز NO2 تزداد كثافتها وحجمها بإضافة خراطة من فلز النحاس (Cu) لأن النحاس يختزل حمض النيتريك المتكون وينتج كميات إضافية من NO2. التجربة التأكيدية: تجربة الحلقة البنية الشهيرة
تتصاعدأبخرةبنيةحمراء
مجموعة كلوريد الباريوم BaCl2 (محاليل الأملاح):
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
الكبريتات (SO4 2-)
يتكون راسب أبيض من كبريتات الباريوم BaSO4 لا يذوب في حمض الهيدروكلوريك المخفف إطلاقاً. ومع أسيتات الرصاص يتكون راسب أبيض من كبريتات الرصاص PbSO4
يتكونراسبأبيضالباريوم
الفوسفات (PO4 3-)
يتكون راسب أبيض من فوسفات الباريوم Ba3(PO4)2 ولكنه يذوب في حمض الهيدروكلوريك المخفف ويذوب في حمض النيتريك. ومع نترات الفضة AgNO3 يتكون راسب أصفر من فوسفات الفضة Ag3PO4 يذوب في كل من محلول النشادر وحمض النيتريك (وهذا فارق جوهري عن راسب AgI الأصفر الذي لا يذوب في النشادر)
شكل 4: رسم توضيحي — النقطة 5: جداول المقارنة يعرض الجدول مقارنة بين رواسب نترات الفضة مع الأنيونات الستة، ويبين لون كل راسب وسلوكه مع الضوء ومع النشادر المركز. فراسب كلوريد الفضة أبيض يتحول إلى البنفسجي بالضوء ويذوب بسهولة في النشادر، أما يوديد الفضة فأصفر لا يذوب، وهذه الفروق تُستخدم في التأكد من نوع الأنيون.
جدول←جدول الفروق والتمييز بين رواسب نترات الفضة (AgNO3) مع الأنيونات الستة
شكل 5: رسم توضيحي — النقطة 6: أمثلة محلولة يصف الشكل مثالًا محلولًا للتعرف على ملح مجهول، إذ يُعطي مع حمض HCl المخفف غازًا ذا رائحة نفاذة وراسبًا أصفر من الكبريت. وهذه المشاهدة تدل على أنيون الثيوكبريتات S₂O₃2−، ويؤكده زوال لون اليود عند إضافة محلول الملح إليه، وهو ما يُكتب بمعادلات متزنة.
التعرف على ملح مجهول من خلال المشاهدات العمليةالمعطيات والمطلوب: ملح صلب مجهول (X) أضيف إليه حمض الهيدروكلوريك المخفف فتصاعد غاز ذو رائحة نفاذة، وظهر في المحلول راسب أصفر معلق. وعند إضافة محلول الملح لمحلول اليود زال اللون البني. استنتج اسم وصيغة الشق الحامضي واكتب المعادلات متزنة.خطوات الحل والبرهان الفيزيائي: [1] تحليل المشاهدة الأولى: تصاعد غاز ذو رائحة نفاذة (SO2) مع تكون راسب أصفر معلق من الكبريت الحر (S) بمجرد إضافة حمض HCl المخفف يدل قطعاً على أنيون الثيوكبريتات S2O3(2-). [2] معادلة التفاعل الأساسي: Na2S2O3 + 2HCl –> 2NaCl + H2O + SO2↑ + S↓ (راسب أصفر معلق). [3] تحليل المشاهدة الثانية: زوال لون محلول اليود البني يؤكد بصورة قاطعة أن الأنيون هو الثيوكبريتات، حيث يحدث تفاعل أكسدة واختزال. [4] معادلة التفاعل التأكيدي: 2Na2S2O3 + I2 (بني) -> 2NaI (عديم اللون) + Na2S4O6 (رباعي ثيونات الصوديوم عديم اللون). [5] الاستنتاج النهائي: الشق الحامضي هو أنيون الثيوكبريتات (Thiosulfate) وصيغته الكيميائية S2O3(2-).💡 فنية وتريك للحل السريع وتجنب الخطأ: تذكر دائماً: ظهور راسب أصفر معلق أثناء تصاعد غاز نفاذ مع حمض HCl يعني حصراً أنيون الثيوكبريتات S2O3 2- دون غيره!
التمييز بين راسبين أصفرين يوديد الفضة وفوسفات الفضةالمعطيات والمطلوب: أمامك أنبوبتا اختبار تحتوي كل منهما على راسب أصفر أحدهما يوديد الفضة AgI والآخر فوسفات الفضة Ag3PO4. كيف تفرق بينهما كيميائياً؟خطوات الحل والبرهان الفيزيائي: [1] طريقة التمييز المخبري: نضيف إلى كل من الأنبوبتين كمية وافرة من محلول النشادر المائي المركز (هيدروكسيد الأمونيوم NH4OH). [2] المشاهدة مع يوديد الفضة AgI: يظل الراسب الأصفر كما هو تماماً دون أي ذوبان (راسب AgI لا يذوب في محلول النشادر). [3] المشاهدة مع فوسفات الفضة Ag3PO4: يذوب الراسب الأصفر تماماً ويتحول المحلول إلى سائل شفاف رائق نتيجة تكون متراكب داي أمين الفضة الذائب: [Ag(NH3)2]+. [4] كذلك يمكن إضافة حمض النيتريك المخفف HNO3: يذوب Ag3PO4 بينما لا يذوب AgI.💡 فنية وتريك للحل السريع وتجنب الخطأ: سؤال يتكرر سنوياً في امتحانات الثانوية العامة: الراسب الأصفر الذي يذوب في النشادر هو فوسفات الفضة، والذي لا يذوب هو يوديد الفضة!
شكل 6: رسم توضيحي — النقطة 7: تكات وملاحظات امتحانية يلخص الشكل تكات امتحانية تحدد عدد الأنيونات التي يكشف عنها كل كاشف، فحمض HCl يكشف عن ستة أنيونات وحمض H₂SO₄ عن أربعة ونترات الفضة عن ستة تأكيدًا. كما يذكر الغازات التي تتعرف بها الأوراق الكاشفة، مثل SO₂ الذي يخضّر ثاني كرومات البوتاسيوم وH₂S الذي يسوّد أسيتات الرصاص.
حمض HCl يكشف عن 6 أنيونات، وحمض H2SO4 يكشف عن 4 أنيونات، ومحلول BaCl2 يكشف عن 2 أنيونات.
الحلقة البنية صيغتها FeSO4.NO وتزول بالرج أو التسخين، وتستلزم كبريتات حديد ثنائي حديثة التحضير حتى لا تتأكسد بفعل الهواء الجوي إلى كبريتات حديد ثلاثي لا تعطي التفاعل.
الجداول والمخططات التوضيحية المستخرجة من أصول المنهج
الجداول والمخططات التوضيحية المستخرجة من أصول المنهج
شكل 7 رسم توضيحي — النقطة 8: ★ الجداول والمخططات التوضيحية المستخرجة من أصول المنهج
يعرض الجدول كواشف المجموعات التحليلية للكاتيونات والرواسب، ومنها تعكر ماء الجير الرائق عند إمرار غاز ثاني أكسيد الكربون فيه لتكوين كربونات الكالسيوم الراسبة.
ويساعد الجدول على ربط كل كاشف بالراسب أو الغاز المتوقع وملاحظاته المميزة في المعمل.
💡 بيانات وجداول قياسية←تم استخراج كافة البيانات والجداول والمخططات التشريحية من أصول المنهج المعتمد بدقة عالية لتثبيت الفهم وربط النظري بالعملي.
📊 جدول 1 – كواشف المجموعات التحليلية للكاتيونات والرواسب
العنصر / وجه المقارنة
البيانات والخصائص المستخرجة
نقطة 1
ل
نقطة 2
شاهد القيديو
نقطة 3
تعكر ماء الجير الرائق عند إمرار غاز ر00) فيه المدة قصيرة
نقطة 4
5
نقطة 5
0 0ل + ورمع حك ,6080م + ريرمه
نقطة 6
كربونات كالسيوم هيدروكسيد كالسيوم 0 ثاتى أكسيد الكربون
سلسلة من العمليات والتفاعلات الكيميائية التي تجرى للتعرف على نوع ومكونات المادة الأساسية وسواء كانت مادة نقية بسيطة (عن طريق ثوابتها الفيزيائية) أو خليطاً معقداً من عدة مواد.
التحليل الكيميائي الكمي (Quantitative Analysis):
تقدير النسبة المئوية أو التركيز الدقيق لكل مكون أساسي من المكونات التي تم التعرف عليها في المادة قيد الفحص.
الأساس العلمي لكشف الأنيونات:
الحمض الأكثر ثباتاً (الأعلى في درجة الغليان والأقل تطايراً) يطرد الحمض الأقل ثباتاً من محاليل أملاحه على هيئة غاز طيار يسهل الكشف عنه بالخواص الفيزيائية والكواشف الملونة.
حلقة النيترات البنية (Brown Ring Test):
تفاعل كيميائي تأكيدي فريد لأيون النيترات NO3-؛ يتم بإضافة كبريتات حديد ثنائي حديثة التحضير ثم إضافة قطرات من حمض الكبريتيك المركز بحرص شديد على الجدار الداخلي للأنبوبة، فتتكون حلقة بنية من مركب FeSO4.NO عند السطح الفاصل تزول بالرج أو التسخين.
الثيوكبريتات (Thiosulfate):
أنيون صيغته S2O3(2-)، عند تفاعله مع حمض HCl يتصاعد غاز SO2 ويظهر راسب أصفر معلق من الكبريت الحر (S)، ويزيل لون محلول اليود البني في التجربة التأكيدية لتكوين رباعي ثيونات الصوديوم.
غاز النيتروز وأكسيد النيتريك:
حمض النيتروز HNO2 غير الثابت يتفكك تلقائياً ليعطي حمض نيتريك وماء وغاز أكسيد النيتريك العديم اللون NO الذي يتحول عند فوهة الأنبوبة فور ملامسته لهواء الغرفة إلى أبخرة بنية حمراء من غاز ثاني أكسيد النيتروجين NO2.
★ كتاب الشرح والتفصيل العلمي الشامل المعتمد 2026 / 2027 ★
كتاب الشرح المفصل التحليل الكيميائي الوصفي والكمي
الصف الثالث الثانوي | الباب الثاني – التحليل الكيميائي | المنهج المصري الحديث 2026/2027
🎯 أهداف التعلم ومخرجات الفهم الوزارية المقررة 2026/2027:
• التمييز بين التحليل الكيميائي الوصفي (الكيفي) والتحليل الكيميائي الكمي وأهميتهما الصناعية والطبية والبيئية.
• دراسة الأساس العلمي لتقسيم الأنيونات (الشقوق الحامضية) إلى ثلاث مجموعات رئيسية حسب ثبات الأحماض المشتقة منها.
• كتابة معادلات الكشف الأساسية والتأكيدية لأنيونات مجموعة حمض الهيدروكلوريك المخفف: الكربونات، البيكربونات، الكبريتيت، الثيوكبريتات، الكبريتيد، والنيتريت.
• كتابة معادلات الكشف الأساسية والتأكيدية لأنيونات مجموعة حمض الكبريتيك المركز الساخن: الكلوريد، البروميد، اليوديد، والنيترات وتفسير حلقة النيترات البنية.
• كتابة معادلات الكشف لأنيونات مجموعة كلوريد الباريوم (الكبريتات والفوسفات) والتمييز بين راسبيهما باستخدام حمض الهيدروكلوريك المخفف.
• حل مسائل ومخططات التعرف على الأملاح المجهولة بدلالة المشاهدات اللونية وتصاعد الغازات والروائح المميزة.
1. أهمية التحليل الكيميائي وأسس تصنيف الشقوق الحامضية (الأنيونات)
يلعب التحليل الكيميائي دوراً محورياً وحاسماً في شتى مجالات الحياة المعاصرة: ففي الطب والصيدلة يساعد في تقدير نسب السكر واليوريا والكوليسترول والزلال في الدم وتشخيص الأمراض وتقدير المادة الفعالة في الأدوية؛ وفي الزراعة يفحص خواص التربة وحموضتها ونسب النترات والفوسفات لاختيار الأسمدة المناسبة؛ وفي الصناعة يضمن مطابقة الخامات والمنتجات للمواصفات القياسية؛ وفي البيئة يكشف عن نسب الغازات السامة (مثل CO و SOx) والملوثات في مياه الشرب والأنهار.
ينقسم الكشف عن الأنيونات إلى ثلاث مجموعات رئيسية مستندة على مبدأ الثبات النسبي للأحماض:
المجموعة الأولى مجموعة كاشف حمض الهيدروكلوريك المخفف (HCl dil): وتضم أنيونات مشتقة من أحماض ضعيفة الثبات وسهلة التطاير، وهي: الكربونات (CO3 2-)، البيكربونات (HCO3 -)، الكبريتيت (SO3 2-)، الثيوكبريتات (S2O3 2-)، الكبريتيد (S 2-)، والنيتريت (NO2 -).
المجموعة الثانية مجموعة كاشف حمض الكبريتيك المركز الساخن (H2SO4 conc.): وتضم أنيونات مشتقة من أحماض متوسطة الثبات، وهي: الكلوريد (Cl -)، البروميد (Br -)، اليوديد (I -)، والنيترات (NO3 -).
حيث يستطيع حمض الكبريتيك المركز الساخن طرد أحماض هذه الأنيونات من أملاحها الصلبة.
المجموعة الثالثة مجموعة كاشف محلول كلوريد الباريوم (BaCl2): وتضم أنيونات مشتقة من أحماض عالية الثبات لا يستطيع حمض HCl ولا حمض H2SO4 طردها، وهي: الكبريتات (SO4 2-) والفوسفات (PO4 3-).
ويتم الكشف عنها بتفاعلات الترسيب المباشرة في المحاليل المائية.
2. الكبريتيت (SO3 2-): مع حمض HCl المخفف يتصاعد غاز ثاني أكسيد الكبريت SO2 ذو الرائحة النفاذة الخانقة، والذي يخضر ورقة مبللة بمحلول ثاني كرومات البوتاسيوم K2Cr2O7 المحمضة بحمض الكبريتيك المركز: K2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 -> K2SO4 + Cr2(SO4)3 (أخضر) + H2O، حيث يختزل الكروم السداسي البرتقالي إلى كروم ثلاثي أخضر. التجربة التأكيدية: بإضافة محلول نترات الفضة AgNO3 لمحلول الملح، يتكون راسب أبيض من كبريتيت الفضة Ag2SO3 يسود بالتسخين الشديد.
3. الثيوكبريتات (S2O3 2-): مع حمض HCl المخفف يتصاعد غاز SO2 ذو الرائحة النفاذة ويظهر في قاع الأنبوبة راسب أصفر معلق في المحلول من عنصر الكبريت الحر (S): Na2S2O3 + 2HCl -> 2NaCl + H2O + SO2↑ + S↓. التجربة التأكيدية: إضافة محلول اليود البني فيزول لونه البني تماماً لتكون رباعي ثيونات الصوديوم ويوديد الصوديوم عديم اللون.
4. الكبريتيد (S 2-): مع حمض HCl المخفف يتصاعد غاز كبريتيد الهيدروجين H2S ذو الرائحة الكريهة الشبيهة برائحة البيض الفاسد، والذي يسود ورقة مبللة بمحلول أسيتات الرصاص الثنائي Pb(CH3COO)2 لتكون راسب أسود من كبريتيد الرصاص: H2S + Pb(CH3COO)2 -> PbS↓ (أسود) + 2CH3COOH. التجربة التأكيدية: مع محلول نترات الفضة AgNO3 يتكون راسب أسود من كبريتيد الفضة Ag2S.
5. النيتريت (NO2 -): مع حمض HCl المخفف يتصاعد غاز أكسيد النيتريك العديم اللون NO والذي يتحول عند فوهة الأنبوبة إلى أبخرة بنية حمراء من غاز ثاني أكسيد النيتروجين NO2 نتيجة اتحاده الفوري مع أكسجين الهواء: 2NO + O2 -> 2NO2↑. التجربة التأكيدية: إضافة محلول برمنجانات البوتاسيوم البنفسجية المحمضة بحمض الكبريتيك المركز لمحلول النيتريت فيزول اللون البنفسجي تماماً نتيجة أكسدة النيتريت إلى نيترات واختزال المنجنيز السباعي البنفسجي إلى منجنيز ثنائي عديم اللون.
3. تفاعلات أنيونات مجموعة حمض H2SO4 المركز ومجموعة كلوريد الباريوم
مجموعة حمض الكبريتيك المركز الساخن (الملح صلب):
4. النيترات (NO3 -): تتصاعد أبخرة بنية حمراء كثيفة من غاز NO2 تزداد كثافتها وحجمها بإضافة خراطة من فلز النحاس (Cu) لأن النحاس يختزل حمض النيتريك المتكون وينتج كميات إضافية من NO2. التجربة التأكيدية: تجربة الحلقة البنية الشهيرة.
مجموعة كلوريد الباريوم BaCl2 (محاليل الأملاح):
2. الفوسفات (PO4 3-): يتكون راسب أبيض من فوسفات الباريوم Ba3(PO4)2 ولكنه يذوب في حمض الهيدروكلوريك المخفف ويذوب في حمض النيتريك. ومع نترات الفضة AgNO3 يتكون راسب أصفر من فوسفات الفضة Ag3PO4 يذوب في كل من محلول النشادر وحمض النيتريك (وهذا فارق جوهري عن راسب AgI الأصفر الذي لا يذوب في النشادر).
جدول جدول الفروق والتمييز بين رواسب نترات الفضة (AgNO3) مع الأنيونات الستة
★ التعرف على ملح مجهول من خلال المشاهدات العملية المعطيات والمطلوب: ملح صلب مجهول (X) أضيف إليه حمض الهيدروكلوريك المخفف فتصاعد غاز ذو رائحة نفاذة
وظهر في المحلول راسب أصفر معلق
التعرفمجهولخلالالمشاهدات
•
وعند إضافة محلول الملح لمحلول اليود زال اللون البني
وعندإضافةمحلولالملح
•
استنتج اسم وصيغة الشق الحامضي واكتب المعادلات متزنة
استنتجوصيغةالشقالحامضي
خطوات الحل والبرهان الفيزيائي
[1] تحليل المشاهدة الأولى: تصاعد غاز ذو رائحة نفاذة (SO2) مع تكون راسب أصفر معلق من الكبريت الحر (S) بمجرد إضافة حمض HCl المخفف يدل قطعاً على أنيون الثيوكبريتات S2O3(2-)
الحلقة البنية صيغتها FeSO4.NO وتزول بالرج أو التسخين، وتستلزم كبريتات حديد ثنائي حديثة التحضير حتى لا تتأكسد بفعل الهواء الجوي إلى كبريتات حديد ثلاثي لا تعطي التفاعل.