1- تسحيحات الحامض – قاعدة acid – base titration
يتم فيها تسحيح مركبات كثيرة عضوية ولا عضوية وحوامض أو قواعد مع محلول قياسي يكون قاعدة قوية او حامض قوي ويمكن تمييز نقطة الانتهاء في هذه التسحيحات بسهولة أما باستخدام دليل ملائم مثل الفينولفثالين والمثيل البرتقالي والبروموفينول الأزرق أو متابعة التغيير الحاصل في الأس الهيدروجيني ( PH ) بواسطة مقياس الأس الهيدروجيني (PH meter ) .
اسم الدليل اللون في الوسط الحامضي اللون في الوسط القاعدي
فينولفثالين عديم اللون احمر
المثيل البرتقالي
Methyl orange احمر اصفر
البروموفينول الازرق
Bromphenol blue اصفر ازرق
2- تسحيحات الترسيب Precipitation titration
يتكون راسب نتيجة تفاعل المادة القياسية المسححه مع المادة المحللة كما في تسحيح ايونات الكلوريد مع محلول نترات الفضة القياسي حيث يتكون كلوريد الفضة AgCl
AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3 وتستخدم الدلائل ايضا لتمييز نقطةالانتهاء حيث يعطي لون مختلف مميز عندها .
انواع التسحيحات الترسيبيه
ممكن أن تتم التسحيحات الترسيبية باحدى الطرق التالية :
أ- طريقة مور :
يستعمل لتحليل الكلوريدات والبروميدات في وسط متعادل وتتضمن الطريقة تسحيح الكلوريد مع نترات الفضة باستعمال كرومات البوتاسيوم K2CrO4 كدليل حيث يكون راسب ملون عند نقطة الانتهاء .
Ag+ + Cl- AgCl
2AgNO3 + K2CrO4 Ag2CrO4 + 2KNO3
ب- طريقة فولهارد :
تعتمد الطريقة على إضافة وفر من محلول نترات الفضة إلى محلول الهاليد ( الكلوريد أو البروميد او اليوريد ) بحيث يتم تعيين الفائض من نترات الفضة بالتسحيح مع ثايوسيانات الامونيوم او البوتاسيوم القياسي باستعمال ايون الحديديك كدليل حيث عند إضافة الثايوسيانات إلى نترات الفضة يترسب ثايوسيانات الفضة الأبيض اللون .
Cl + Ag AgCl + Ag
Ag+ + SCN- AgSCN
وبعد أن يتم التفاعل مع كامل ايونات الفضة تتفاعل أول قطرة من الثايوسيانات مع دليل ايون الحديديك مكون معقد ثايوسيانات الحديديك الذائب ذا اللون الأحمر والذي يدل على الوصول إلى نقطة الانتهاء .
SCN- + Fe Fe(SCN)ج – طريقة فايان Fajan Method:
تعتمد الطريقة على امتزاز بعض المركبات العضوية ( دلائل الامتزاز ) على رواسب معينة يتبعه تغير اللون عند نقطة الانتهاء بسبب تكوين معقدات جديدة مختلفة اللون حيث يحدث عند تسحيح ايون الكلوريد مع ايون الفضة تكون راسب ابيض من AgCl وبسبب وجود وفرة من الكلوريد سيحصل امتزاز لايون الكلوريد على الراسب وهذا يجذب ايونات موجبة مثل الصوديوم .
AgCl : Cl- : Na+
وعندما ينتهي الكلوريد ونحصل على زيادة من Ag سيحصل امتزاز له على الراسب ويجذب طبقة من الايونات السالبة ويحصل تنافس بينها وبين ايون الفلورسين السالب ( -Fl )
AgCl : Ag : NO3-
لذلك يحصل امتزاز بشدة مكون معقد احمر ارجواني مع الفضة الزائدة على سطح الراسب مشيرا إلى الوصول إلى نقطة الانتهاء .
AgCl : Ag : Fl-
3 – التسحيحات التأكسدية :
حيث يحصل فيها تفاعل بين عوامل مؤكسدة مع عوامل مختزل ومن اشهر العوامل المؤكسدة المستخدمة هي مادة برمنكنات البوتاسيوم وتسلك في التفاعل بعده طرق اعتمادا على الوسط الذي يتم فيه التفاعل و كما يلي :
1- الوسط الحامضي :
تتفاعل البرمنكنات مع العامل المختزل بوجود الحامض المخفف وفقا للتفاعل التالي :
MnO4 + 8H + 5e Mn + 4H2O
2- الوسط القاعدي الضعيف مثل (K2CO3 او Na2CO3 ) يتم التفاعل كما يلي :
3- الوسط القلوي الشديد مثل ( NaOH او KOH ) يتم التفاعل كما يلي :
MnO4- + e MnO4 — ???
لا يتطلب عند استخدام برمنكنات البوتاسيوم إضافة دليل للاهتداء إلى نقطة انتهاء التفاعل حيث أن لون البرمنكنات يختفي عند التفاعل مع العامل المختزل وعند انتهائه يظهر لون البرمنكنات مشيرا إلى نقطة الانتهاء .
4- التسحيحات التعقيدية :
يتم فيها تحديد نسب العديد من ايونات الفلزات بتسحيحها مع كواشف عضوية لها قابلية تكوين مركبات تناسقية معها قابلة للذوبان في الماء ومن أمثلة هذه المواد هو مادة EDTA
Ethylene Diamine Tetra acetic Acid
HOOCH2C CH2COOH
N – CH2 – CH2 – N
HOOCH2C CH2COOH
وتستعمل دلائل فلزوكرومية (metallo chromic indicators ) مثل (EBT) Erichrom black T والذي يتفاعل مع الايونات المراد تقديرها معطياً لون مغاير للكواشف العضوية الاساسية ويحدث ذلك بعدا نتهاء تفاعل الايون الفلزي مع الكاشف الاساسي والذي يكون استقرارية المعقدات المتكونة أعلى مما مع الدلائل الفلزوكرومية ( الاستقرار )
M + EDTA M – EBT
المعقد (2) المعقد(1)
ويكون لون المعقد(1) يختلف عن المعقد ( 2) لذا ممكن الاستدلال على نقطة انتهاء التفاعل منها.
التحليل الحجمي بطريقة التسحيح :
تعتبرمن أهم الطرق المستخدمة في التحليل الكمي وهي طريقة سريعة تعتمد أساسا على قياس أو تحديد حجم المحلول القياسي المستخدم ( titrant ) اللازم لإتمام التفاعل مع حجم معين من محلول المادة المراد تقديرها ومن معرفة أو تحديد هذا الحجم وحجم المحلول القياسي المستعمل ( المستهلك ) بالضبط وتركيزه يصبح بالإمكان حساب وزن المادة أو النواتج بمساعدة القوانين الكيميائية وتتم العملية بإضافة احد المحلولين من أنبوب زجاجي مدرج يدعى السحاحة Burette إلى دورق صغير يحتوي على حجم معين ومقاس بدقة باستعمال الماصة pipette من محلول المادة الأخرى وتستمر الإضافة ( titeration ) حتى أتمام التفاعل بينهما .
يجب أن تتوفر في التحليل الحجمي الشروط التالية :
1- أن تمثل العملية تفاعلاً بسيطا يمكن أن يعبر عنه بمعادلة كيمياوية متكافئة دون أن يكون هناك تفاعل جانبي بين الدليل والمادة المجهولة .
2- أن يحدث التفاعل بسرعة كبيرة لكي لا يستغرق وقت طويل .
3- أن تكون للتفاعل نقطة انتهاء واضحة أو أن يتوفر دليل يظهر هذه النقطة بشكل متميز .4- أن يستمر التفاعل إلى النهاية .
المحاليل القياسية :
هي المحاليل التي يكون تركيزها معلوم ويحتوي الحجم المعين منها على وزن محدد من المادة المذابة وتحضر المحاليل القياسية من :أ- مواد قياسية أولية primary standards .
ب- مواد قياسية ثانويةsecondary standard .
شروط المادة القياسية الأولية :
1- أن تكون ذات تركيب معلوم ويسهل الحصول عليها بدرجة عالية من النقاوة (99و9%) .
2- أن تكون غير متميعة nonhyroscopic .
3- أن تكون ذات وزن جزيئي أو مكافئ عالي .
4- سهلة الإذابة بالماء في الظروف الاعتيادية .
5- أن لا تتأثر بالضوء ودرجة الحرارة والظروف الجوية .
– المادة القياسية الثانوية هي مادة لا تنطبق عليها شروط المادة القياسية الأولية وتحتاج محاليها إلى معايره مع مادة أخرى معلومة التركيز بدقة ( مثل الحوامض غير العضوية ) .
أهم المواد القياسية الأولية ( أمثلة ):
1- الحوامض والقواعد :
حيث يحصل فيها تفاعل بين عوامل مؤكسدة مع عوامل مختزل ومن اشهر العوامل المؤكسدة المستخدمة هي مادة برمنكنات البوتاسيوم وتسلك في التفاعل بعده طرق اعتمادا على الوسط الذي يتم فيه التفاعل و كما يلي :
1- الوسط الحامضي :
تتفاعل البرمنكنات مع العامل المختزل بوجود الحامض المخفف وفقا للتفاعل التالي :
MnO4 + 8H + 5e Mn + 4H2O
2- الوسط القاعدي الضعيف مثل (K2CO3 او Na2CO3 ) يتم التفاعل كما يلي :
3- الوسط القلوي الشديد مثل ( NaOH او KOH ) يتم التفاعل كما يلي :
MnO4- + e MnO4 — ???
لا يتطلب عند استخدام برمنكنات البوتاسيوم إضافة دليل للاهتداء إلى نقطة انتهاء التفاعل حيث أن لون البرمنكنات يختفي عند التفاعل مع العامل المختزل وعند انتهائه يظهر لون البرمنكنات مشيرا إلى نقطة الانتهاء .
4- التسحيحات التعقيدية :
يتم فيها تحديد نسب العديد من ايونات الفلزات بتسحيحها مع كواشف عضوية لها قابلية تكوين مركبات تناسقية معها قابلة للذوبان في الماء ومن أمثلة هذه المواد هو مادة EDTA
Ethylene Diamine Tetra acetic Acid
HOOCH2C CH2COOH
N – CH2 – CH2 – N
HOOCH2C CH2COOH
وتستعمل دلائل فلزوكرومية (metallo chromic indicators ) مثل (EBT) Erichrom black T والذي يتفاعل مع الايونات المراد تقديرها معطياً لون مغاير للكواشف العضوية الاساسية ويحدث ذلك بعدا نتهاء تفاعل الايون الفلزي مع الكاشف الاساسي والذي يكون استقرارية المعقدات المتكونة أعلى مما مع الدلائل الفلزوكرومية ( الاستقرار )
M + EDTA M – EBT
المعقد (2) المعقد(1)
ويكون لون المعقد(1) يختلف عن المعقد ( 2) لذا ممكن الاستدلال على نقطة انتهاء التفاعل منها.
التحليل الحجمي بطريقة التسحيح :
تعتبرمن أهم الطرق المستخدمة في التحليل الكمي وهي طريقة سريعة تعتمد أساسا على قياس أو تحديد حجم المحلول القياسي المستخدم ( titrant ) اللازم لإتمام التفاعل مع حجم معين من محلول المادة المراد تقديرها ومن معرفة أو تحديد هذا الحجم وحجم المحلول القياسي المستعمل ( المستهلك ) بالضبط وتركيزه يصبح بالإمكان حساب وزن المادة أو النواتج بمساعدة القوانين الكيميائية وتتم العملية بإضافة احد المحلولين من أنبوب زجاجي مدرج يدعى السحاحة Burette إلى دورق صغير يحتوي على حجم معين ومقاس بدقة باستعمال الماصة pipette من محلول المادة الأخرى وتستمر الإضافة ( titeration ) حتى أتمام التفاعل بينهما .
يجب أن تتوفر في التحليل الحجمي الشروط التالية :
1- أن تمثل العملية تفاعلاً بسيطا يمكن أن يعبر عنه بمعادلة كيمياوية متكافئة دون أن يكون هناك تفاعل جانبي بين الدليل والمادة المجهولة .
2- أن يحدث التفاعل بسرعة كبيرة لكي لا يستغرق وقت طويل .
3- أن تكون للتفاعل نقطة انتهاء واضحة أو أن يتوفر دليل يظهر هذه النقطة بشكل متميز .4- أن يستمر التفاعل إلى النهاية .
المحاليل القياسية :
هي المحاليل التي يكون تركيزها معلوم ويحتوي الحجم المعين منها على وزن محدد من المادة المذابة وتحضر المحاليل القياسية من :أ- مواد قياسية أولية primary standards .
ب- مواد قياسية ثانويةsecondary standard .
شروط المادة القياسية الأولية :
1- أن تكون ذات تركيب معلوم ويسهل الحصول عليها بدرجة عالية من النقاوة (99و9%) .
2- أن تكون غير متميعة nonhyroscopic .
3- أن تكون ذات وزن جزيئي أو مكافئ عالي .
4- سهلة الإذابة بالماء في الظروف الاعتيادية .
5- أن لا تتأثر بالضوء ودرجة الحرارة والظروف الجوية .
– المادة القياسية الثانوية هي مادة لا تنطبق عليها شروط المادة القياسية الأولية وتحتاج محاليها إلى معايره مع مادة أخرى معلومة التركيز بدقة ( مثل الحوامض غير العضوية ) .
أهم المواد القياسية الأولية ( أمثلة ):
1- الحوامض والقواعد :
Na2CO3 , البوراكس Na2B4O7.10H2O , حامض الاوكساليك H2C2O4 . 2- الترسيب :
نترات الفضة AgNO3 , كلوريد البوتاسيوم KCl , كلوريد الصوديوم NaCl .3- الأكسدة والاختزال :
دايكرومات البوتاسيوم K2Cr2O7 , برومات البوتاسيوم KBrO3 وايودات البوتاسيوم KIO3 .
المحلول (Solution )
هو ناتج اختفاء دقائق المذاب Solute ذرات أو جزيئات او ايونات بين ذرات أو جزيئات المادة المذيبة Solvent بدون حصول تفاعل كيمياوي بينهما .
المحلول (Solution )
هو ناتج اختفاء دقائق المذاب Solute ذرات أو جزيئات او ايونات بين ذرات أو جزيئات المادة المذيبة Solvent بدون حصول تفاعل كيمياوي بينهما .
تصنيف المحاليل حسب حجم ذرات أو جزيئات المذاب :
1- المحاليل الحقيقية True solution :
هي المحاليل التي تمر من ورق الترشيح بسهولة وبصورة تامة مثل محاليل كلوريد الصوديوم أو هيدروكسيد البوتاسيوم … الخ .
2- المحاليل العالقة Suspended solution :
هي المحاليل التي يسهل رؤية المادة المذابة فيها عالقة في المحلول بالعين المجردة ولا تمر من ورقة الترشيح وتترسب اذا تركت لفترة من الزمن مثل محاليل التراب المذاب في الماء .
3- المحاليل الغروية Colloidal solutions :
هي محاليل لا يمكن أن يمر المذاب فيها من ورقة الترشيح ولا تترسب اذا تركت راكدة لفترة من الزمن مالم يتم إضافة مواد كيمياوية تسبب ترسيبها .
تصنيف المحاليل حسب تراكيز المذاب :
1- المحاليل المشبعة : Saturated solutions
هي المحاليل التي يكون فيها المذاب في حالة توازن حركي مع المحلول في درجة حرارية معينة أي ان ما يذوب منه في المحلول يساوي ما يترسب منه لذلك تكون مقدار الاذابة ثابتة لحجم معين من المحلول عند درجة حرارية ثابته ويمثل تركيز المحلول المشبع في هذه الدرجة الحرارية ذوبانية (solubility) المذاب في المادة المذيبة .
2- المحاليل غير المشبعة:unsaturated solutions
هي محاليل تكون فيها كمية المذاب اقل مما يجب ان تكون في المحلول المشبع عند درجة حرارية محددة أي ان للمذيب في هذه الدرجة الحرارية امكانية اذابة كمية اخرى من المذيب لحين الوصول الى حالة التوازن ( الاشباع ) .
3- المحاليل فوق المشبعة : supersaturated solutions
هي محاليل تحتوي كمية من المذاب أكثر مما تحوي المحاليل المشبعة ويحدث ذلك نتيجة امكانية المذيب إذابة كمية اكبر من المذاب بعد رفع درجة حرارت
1- المحاليل الحقيقية True solution :
هي المحاليل التي تمر من ورق الترشيح بسهولة وبصورة تامة مثل محاليل كلوريد الصوديوم أو هيدروكسيد البوتاسيوم … الخ .
2- المحاليل العالقة Suspended solution :
هي المحاليل التي يسهل رؤية المادة المذابة فيها عالقة في المحلول بالعين المجردة ولا تمر من ورقة الترشيح وتترسب اذا تركت لفترة من الزمن مثل محاليل التراب المذاب في الماء .
3- المحاليل الغروية Colloidal solutions :
هي محاليل لا يمكن أن يمر المذاب فيها من ورقة الترشيح ولا تترسب اذا تركت راكدة لفترة من الزمن مالم يتم إضافة مواد كيمياوية تسبب ترسيبها .
تصنيف المحاليل حسب تراكيز المذاب :
1- المحاليل المشبعة : Saturated solutions
هي المحاليل التي يكون فيها المذاب في حالة توازن حركي مع المحلول في درجة حرارية معينة أي ان ما يذوب منه في المحلول يساوي ما يترسب منه لذلك تكون مقدار الاذابة ثابتة لحجم معين من المحلول عند درجة حرارية ثابته ويمثل تركيز المحلول المشبع في هذه الدرجة الحرارية ذوبانية (solubility) المذاب في المادة المذيبة .
2- المحاليل غير المشبعة:unsaturated solutions
هي محاليل تكون فيها كمية المذاب اقل مما يجب ان تكون في المحلول المشبع عند درجة حرارية محددة أي ان للمذيب في هذه الدرجة الحرارية امكانية اذابة كمية اخرى من المذيب لحين الوصول الى حالة التوازن ( الاشباع ) .
3- المحاليل فوق المشبعة : supersaturated solutions
هي محاليل تحتوي كمية من المذاب أكثر مما تحوي المحاليل المشبعة ويحدث ذلك نتيجة امكانية المذيب إذابة كمية اكبر من المذاب بعد رفع درجة حرارت