توحيد الحلول: ما تتكون منه وتمارينه - كيمياء - 2025

و توحيد الحلول هو العملية التي تسمح للالتحديد الدقيق للتركيز على الحل. المواد المستخدمة لهذا الغرض تسمى المعايير الأولية.

يتم توحيد المحلول باستخدام طريقة المعايرة الحجمية (المعايرة بالتحليل الحجمي) ، إما عن طريق التقنيات الكلاسيكية أو الآلية (قياس الجهد ، وقياس الألوان ، وما إلى ذلك).

المصدر: Pixabay

للقيام بذلك ، تتفاعل الأنواع الذائبة مسبقًا مع معيار أولي تم وزنه. لذلك ، فإن استخدام البالونات الحجمية ضروري لهذه التحليلات الكمية.

على سبيل المثال ، تُعد كربونات الصوديوم معيارًا أساسيًا يستخدم في توحيد الأحماض ، بما في ذلك حمض الهيدروكلوريك الذي يصبح معايرًا ، حيث يمكن استخدامه في معايرة هيدروكسيد الصوديوم. وبالتالي ، يمكن تحديد أساس العينة.

تتم إضافة أحجام من محلول المعايرة بشكل مستمر حتى يتفاعل مع تركيز مكافئ من المادة التحليلية. يشير هذا إلى أنه تم الوصول إلى نقطة التكافؤ للدرجة ؛ وبعبارة أخرى ، فإن المعاير "يحيد" الحليلة تمامًا عن طريق تحويلها إلى نوع كيميائي آخر.

من المعروف متى يجب الانتهاء من إضافة جهاز المعايرة باستخدام المؤشرات ، وتسمى اللحظة التي يتغير فيها المؤشر لونها بنقطة نهاية المعايرة.

ما هو التوحيد؟

التوحيد ليس أكثر من الحصول على معيار ثانوي يخدم التحديدات الكمية. كيف؟ لأنه إذا كنت تعرف تركيزه ، يمكنك معرفة ما سيكون عليه التحليل بمجرد معايرته.

عندما تكون الدقة العالية مطلوبة في تركيز الحلول ، يتم توحيد كل من محلول المعايرة والحل الذي سيتم معايرته.

تشمل التفاعلات التي تستخدم فيها طريقة المعايرة ما يلي:

- تفاعلات الحمض القاعدي. باستخدام الطريقة الحجمية ، يمكن تحديد تركيز العديد من الأحماض والقواعد.

- تفاعلات اختزال الأكسيد. تستخدم التفاعلات الكيميائية التي تنطوي على الأكسدة على نطاق واسع في التحليل الحجمي ؛ مثل ، على سبيل المثال ، قرارات قياس اليود.

- تفاعلات الهطول. تترسب الكاتيون الفضي مع أنيون من مجموعة الهالوجينات ، مثل الكلور ، للحصول على كلوريد الفضة ، AgCl.

- تفاعلات التكوين المعقد ، على سبيل المثال تفاعل الفضة مع أيون السيانيد.

خصائص المعايير الأولية

يجب أن تفي المواد المستخدمة كمعايير أساسية بسلسلة من المتطلبات للوفاء بوظيفة التقييس الخاصة بها:

-لديك تركيبة معروفة ، لأنه بخلاف ذلك لن يعرف بالضبط مقدار وزن المعيار (ناهيك عن حساب تركيزه اللاحق).

- كن مستقرًا في درجة حرارة الغرفة وتحمل درجات الحرارة اللازمة للتجفيف في الفرن ، بما في ذلك درجات حرارة تساوي أو تزيد عن درجة غليان الماء.

-تمتع بنقاوة كبيرة. على أي حال ، يجب ألا تتجاوز الشوائب 0.01 إلى 0.02٪. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تحديد الشوائب نوعيًا ، مما يسهل إزالة عوامل التداخل المحتملة في التحليلات (الأحجام الخاطئة للمعاير المستخدمة ، على سبيل المثال).

- يسهل تجفيفه ولا يمكن أن يكون ماصًا للرطوبة ، أي أنه يحتفظ بالماء أثناء التجفيف. ولا ينبغي أن يفقدوا الوزن عند تعرضهم للهواء.

- لا تمتص الغازات التي يمكن أن تنتج تداخلات وكذلك تنكس النمط

-تتفاعل بسرعة وبشكل متكافئ مع كاشف المعايرة.

- لها وزن مكافئ مرتفع يقلل من الأخطاء التي قد تحدث أثناء وزن المادة.

أمثلة على المعايير الأولية

لتوحيد القواعد

- حمض السلفوساليسيليك

-حمض البنزويك

- فثالات حمض البوتاسيوم

- حامض السلفانيليك

-حمض الأكساليك

لتوحيد الأحماض

- تريشيدروكسي ميثيل أمينوميثان

-كربونات الصوديوم

- البورق (خليط من حمض البوريك وبورات الصوديوم).

- ثلاثي هيدروكسي ميثيل أمينوميثان (المعروف باسم THAM)

لتوحيد كواشف الأكسدة والاختزال

- أكسيد الأرسينوس

-حديد

-ثاني كرومات البوتاسيوم

-نحاس

تمارين

التمرين 1

يتم إذابة كمية معينة من كربونات الصوديوم (المعيار الأساسي للأحماض) بوزن 0.3542 جم في الماء ومعايرتها بمحلول حمض الهيدروكلوريك.

للوصول إلى نقطة تحول مؤشر برتقال الميثيل ، يضاف إلى محلول كربونات الصوديوم ، تم إنفاق 30.23 مل من محلول حمض الهيدروكلوريك. احسب تركيز حمض الهيدروكلوريك.

هذا هو الحل الذي سيتم توحيده باستخدام كربونات الصوديوم كمعيار أساسي.

Na ₂ CO ₃ + 2 HCl => 2 NaCl + H ₂ O + CO ₂

pEq (Na ₂ CO ₃ = pm / 2) (الوزن الجزيئي لـ Na ₂ CO ₃ = 106 جم / مول)

مكافئ = (106 جم / مول) / (2 مكافئ / مول)

= 53 جم / مكافئ

عند نقطة التكافؤ:

mEq HCl = mEq لـ Na ₂ CO ₃

VHCl x N HCl = mg Na ₂ CO ₃ / pEq N _a CO ₃

30.23 مل × N HCl = 354 ، مجم / (53 مجم / مل مكافئ)

ثم مسح الحالة الطبيعية لـ HCl ، N:

30.23 مل × N HCl = 6.68 ملي مكافئ

N HCl = 6.68 ملي مكافئ / 30.23 مل

N HCl = 0.221 ملي مكافئ / مل

تمرين 2

يتم استخدام فثالات البوتاسيوم (KHP) لتوحيد محلول هيدروكسيد الصوديوم ، وهو معيار أساسي هو مادة صلبة مستقرة للهواء يسهل وزنها.

يتم إذابة 1.673 جرام من فثالات البوتاسيوم في 80 مل من الماء وتضاف 3 قطرات من محلول مؤشر الفينول فثالين ، مما يؤدي إلى ظهور لون وردي عند نقطة نهاية المعايرة.

مع العلم أن معايرة KHP تستهلك 34 مل من هيدروكسيد الصوديوم ، ما هي حالتها الطبيعية؟

الوزن المكافئ لفثالات البوتاسيوم = 204.22 جم / مكافئ

عند نقطة نهاية التكافؤ:

معادلات NaOH = ما يعادلها من KHP

VNaOH x N = 1.673 جم / (204.22 جم / مكافئ)

مكافئات KHP = 8192 × 10 ^-3 مكافئ

وبالتالي:

V NaOH x N OH = 8.192 · 10 ^-3 مكافئ

وبما أنه تم استخدام 34 مل (0.034 لتر) ، فقد تم استبداله في المعادلة

N هيدروكسيد الصوديوم = (8.192 · 10 ^-3 مكافئ / 0.034 لتر)

= 0.241 شمال

التمرين 3

يتم إذابة عينة من كربونات الكالسيوم ₃ النقي (معيار أساسي) وزنها 0.45 جم ، في حجم من الماء ، وبعد الذوبان ، يتم استكمالها بالماء عند 500 مل في دورق حجمي.

خذ 100 مل من محلول كربونات الكالسيوم وضعها في دورق مخروطي. تمت معايرة المحلول بـ 72 مل من حمض إيثيلين ديامينيتتراسيتيك (EDTA) ، باستخدام مؤشر إريوكروم الأسود T.

احسب مولارية محلول AEDT

في نقطة معادلة الدرجة:

مليمول EDED = مليمول كربونات الكالسيوم ₃

V x مولارية EDTA = مجم CaCO ₃ / PM كربونات الكالسيوم ₃

من إذابة كربونات الكالسيوم في 500 مل ، تم أخذ 100 مل للمعايرة ، أي 0.09 جم (خمس 0.45 جم). هكذا:

0.072 L x M EDTA = 0.09 جم / 100.09 جم / مول

M من AEDT = 8.99 10 ^-4 مول / 0.072 لتر

= 0.0125

المراجع

1. Galano Jiménez A. & Rojas Hernández A. (nd). المواد القياسية لتوحيد الأحماض والقواعد.. تم الاسترجاع من: depa.fquim.unam.mx
2. توحيد حلول المعايرة.. تم الاسترجاع من: ciens.ucv.ve:8080
3. ويكيبيديا. (2018). المحاليل القياسية. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org
4. الكيمياء 104: توحيد الحلول الحمضية والقاعدة. تم الاسترجاع من: chem.latech.edu
5. داي ، را وأندروود ، أل (1989). الكيمياء التحليلية الكمية. 5 الطبعة. بيرسون ، برنتيس هول.