أحدث الموضوعات

تعيين تركيز حمض الھيدروكلوريك (HCl) باستخدام محلول قياسي من كربونات الصوديوم Na2CO3




نظرية التجربة 

يتفاعل حمض الهيدروكلوريك (HCl) مع كربونات الصوديوم (Na2CO3) كما يلي:


وھذا يدل على أن مولين من (HCl) قد تفاعلا مع مول واحد من (Na2CO3) لإنتاج المواد وفق المعادلة السابقة. ولكن ھل تؤدي إضافة مول واحد من (HCl) إلى مول واحد من (Na2CO3) إلى تفاعل ھذا المول من (HCl) مع نصف مول فقط من (Na2CO3) لإعطاء المواد الناتجة حسب المعادلة السابقة مع بقاء نصف مول من (Na2CO3) بحالة غير متفاعلة ؟ الإجابة :لا والسبب أن تكوين المواد الناتجة أعلاه يحصل على مرحلتين:


المرحلة الأولى يتفاعل فيھا الهيدروكلوريك مع البيكربونات كالتالى :



أي أن جميع الكربونات تتحول أولاً إلى بيكربونات.


المرحلة الثانية : يتفاعل الهيدروكلوريك مع البيكربونات الناتجة من التفاعل الأول ليحولها إلى ثاني أكسيد الكربون وماء بالإضافة إلى كلوريد الصوديوم.



وإذا تفاعل مولين من (HCl) مع مول من (Na2CO3) فإنه يعطي التفاعل الكلي :


وجد أن الاستهلاك الكامل للكربونات وتحويلها إلى بيكربونات تكون قيمة الأس الهيدروجيني pH لمحلول التفاعل تساوي (8.3)، وباستمرار إضافة حمض الهيدروكلوريك HCl يشرع التفاعل الثاني في الحدوث ، فإنه بإتمام هذا التفاعل أي استهلاك كامل للبيكربونات التي تكونت نتيجة التفاعل الأول تكون قيمة الأس الهيدروجيني لمحلول التفاعل تساوي (3.8) . وهـما المدى للأس الهيدروجيني الذي يتغـير فيه لون كل دليـل الفينولفثالين (8 – 10) ودليل الميثيل البرتقالي (3.1 – 4) .

الأدوات والمواد المستخدمة

1- دورق مخروطي سعته (250ml)
2- ماصة سعتھا(10ml)
3- سحاحة سعتھا (50ml)
4- حمض الكلور (HCl) المجهول التركيز.
5- محلول كربونات الصوديوم (
Na2CO3) معلوم التركيز (0.1M) .
6- كأسين سعة (100ml) أحدهما للحمض والآخر للقاعدة.
7- قارورة غسيل بلاستيكية تملأ بالماء المقطر.
8- دليل الفينولفثالين - دليل الميثيل البرتقالي

أولا : إجراء التجربة باستخدام دليل الفينول فثالين

1- اغسل السحاحة بالماء العادي ثم بالماء المقطر مرتين أو ثلاثاً .

2- أملأ السحاحة مستخدماً قمع بمحلول حمض الهيدروكلوريك مجهول التركيز حتى يصل الحمض أعلاھا ثم افتح صمام التحكم السفلي بالسحاحة لإنزال مستوى القاعدة بالسحاحة حتى العلامة صفر .

3- اغسل دورقاً مخروطياً سعته (250ml) بالماء العادي ثم بالماء المقطر .

4- اغسل ماصة سعتھا (10ml) بالماء المقطر ثم بمحلول كربونات الصوديوم .

5- اسحب (10ml) من محلول كربونات الصوديوم بالماصة ثم ضعھا بالكامل في الدورق المخروطي ، وإذا بقي شيء من المحلول في نھاية الماصة فاحرص على إنزاله في الدورق برطم نھايتھا برفق بقاع الدورق المخروطي .

6- أضف قطرتين أو ثلاثاً من دليل الفينولفثالين إلى محلول كربونات الصوديوم بالدورق المخروطي فيصبح لونه أحمر وردي

7- ابدأ المعايرة بإضافة محلول حمض الهيدروكلوريك الموجود بالسحاحة تدريجياً إلى محلول كربونات الصوديوم الموجود بالدورق المخروطي مع رج الدورق المخروطي باستمرار أثناء المعايرة.

وعند نقطة النھاية (end point –e.p ) والتي فيھا تتحول جميع كربونات الصوديوم إلى بيكربونات الصوديوم يصبح دليل الفينولفثالين عديم اللون وتكون معادلة التفاعل ھي : 




8- سجل حجم محلول حمض الهيدروكلوريك الذي عايرت به والذي كان لازماً لتحويل لون دليل الفينولفثالين من الأحمر الوردي إلى عديم اللون ( الحجم الذي حصلت عليه من الفقرة 7 السابقة ).

9- تخلص من المحلول الموجود في الدورق المخروطي واغسله بالماء المقطر، ثم خذ (10ml) جديدة من القاعدة (كربونات الصوديوم ) وأضف إليھا قطرتين أو ثلاثاً من دليل الفينولفثالين ثم ابدأ المعايرة من جديد حتى تصل إلى نقطة النھاية ( بتغير لون الدليل من الأحمر الوردي إلى عديم اللون ) وسجل حجم الحمض .

10- كرر الخطوات السابقة ( خطوة 9 ) مرة ثالثة ثم سجل حجم الحمض الذي عايرت به .

11- قم بإيجاد متوسط حجم الحمض الذي عايرت به في الفقرات ( 7، 9 ، 10) وذلك بجمعه ثم قسمته على 3 وسجل ھهذه النتيجة في الجدول رقم (1) ، وارمز لمتوسط الحجم في ھذه الحالة بالرمز V1 حيث أنه حجم الحمض اللازم لإتمام المرحلة الأولى من التفاعل وبالتالي فإن :

وبالتالي فإن حجم الحمض اللازم للحصول على نتائج( CO2, H2O, NaCl ) يكون ضعف ھذا الحجم أي :

ثانيًا : إجراء التجربة السابقة باستخدام دليل الميثيل البرتقالي

12- تخلص من المحلول الموجود في الدورق المخروطي واغسله بالماء المقطر ثم خذ (10ml) جديدة من القاعدة (كربونات الصوديوم) وأضف إليھا قطرتين أو ثلاثاً من دليل الميثيل البرتقالي لتحصل على اللون الأصفر البرتقالي.

13- ابدأ المعايرة بإضافة حمض الھيدروكلوريك الموجود بالسحاحة تدريجياً إلى محلول كربونات الصوديوم الموجود بالدورق المخروطي مع تحريك الدورق المخروطي باستمرار أثناء المعايرة .

وعند نقطة النھاية ( end point ) يتحول لون الدليل إلى اللون الأحمر وعندھا يكون جميع كربونات الصوديوم في الدورق المخروطي قد تفاعلت مع الحمض وفقاً للمعادلة التالية :




14- سجل في جدول (2) بقسم النتائج حجم محلول حمض الذي عايرت به ( والذي حصلت علية من الفقرة 13 السابقة ) والذي كان لازماً لتحويل لون دليل الميثيل البرتقالي إلى اللون الأحمر .

15- تخلص من المحلول الموجود في الدورق المخروطي واغسله بالماء المقطر، ثم خذ (10ml) جديدة من القاعدة (كربونات الصوديوم) وأضف إليھا قطرتين أو ثلاثاً من دليل الميثيل البرتقالي ثم ابدأ المعايرة من جديد حتى تصل إلى نقطة النھاية وسجل ھذه القراءة.

16 - كرر الخطوة السابقة ( خطوة 15 ) مرة ثالثة ثم سجل حجم الحمض الذي عايرت به.

17 - قم بجمع حجوم حمض الكلور التي حصلت عليھا في الفقرات ( 14 ،15، 16) ثم اقسمھا على (3) لتحصل على متوسط هذه الحجوم وسجل ھذا المتوسط بالجدول رقم (2) وارمز له بالرمز V2 حيث أن :





المراجع : التجربة الثالثة " تعيين تركيز حمض الھيدروكلوريك (HCl) باستخدام محلول قياسي من كربونات الصوديوم Na2CO3 " من كتاب تجارب فى الكيمياء العامة ( Experiments in General Chemistry )  للدكتور عمر بن عبدالله الهزازي