أحدث الموضوعات

تعيين تركيز كل من كربونات الصوديوم وبيكربونات الصوديوم في مخلوط منهما باستخدام محلول HCl القياسي





نظرية التجربة 

في ھذه التجربة سنأخذ خليطاً حجمه (10ml) من كربونات الصوديوم وبيكربونات الصوديوم ثم نعايره بحمض الهيدروكلوريك لتحديد تركيز مكوناته .

أولاً: دليل الفينولفثالين (ph.ph) :

سنستخدم دليل الفينولفثالين (ph. ph) والذي يتغير فيه لون الدليل عند نقطة النھاية ( من الأحمر الوردي إلى عديم اللون) عندما يستھلك مكافئ واحد من الحمض ليحول الكربونات إلى بيكربونات .
أو باختصار :
والمعادلة أعلاه توضح أن حمض الهيدروكلوريك سيتفاعل أولاً مع الكربونات في الخليط ( ويترك البيكربونات الموجودة في المخلوط والمشار إليھا باللون الأحمر ) لذلك فإنه عند نقطة النھاية التي يتغير عندھا لون الدليل سيكون لدينا محلولاً يحوي فقط البيكربونات) البيكربونات الناتجة من تفاعل الحمض مع الكربونات (المشار إليھا باللون الأزرق) والبيكربونات الموجودة في الأصل مع الخليط والمشار إليھا باللون الأحمر في المعادلة) فإن وإذا رمزنا لحجم الحمض المستھلك بالرمز( V1) فإن :

وبالتالي فإن الحجم الذي يكافئ كل الكربونات ) ويحولھا لاحقاً إلى نواتج نھائية من ثاني أكسيد الكربون والماء والملح) ھو ضعف الحجم الذي يحصل فيه تغير لون الدليل أي أن :  

ثانياً:دليل الميثيل البرتقالي (M.O)

عند استخدام دليل الميثيل البرتقالي (M.O) فى المعايرة فإن الحجم الذي سيستخدم من الحمض والذي سنرمز له بالرمز (V2) سيكون : - 
جزء منه استھلك لتحويل الكربونات إلى بيكربونات (V1) ثم جزء منه مماثل (V1) استهلك لتحويل هذه البيكربونات إلى نواتج نهائية ويمكن كتابة المرحلتين كما يلي:

أو دمجھما في مرحلة واحدة كما مر معنا في التجربة السابقة :
أي أن الكربونات تستھلك من الحمض ضعف ما تستھلكه في وجود دليل الفينولفثالين ( لأنھا ستستھلك حجماً قدره(V1) لتتحول إلى بيكربونات ثم تستھلك حجماً مماثلاً قدره (V1) لتتحول البيكربونات إلي (CO2, H2O, NaCl) .

أما الجزء الثالث من حجم الحمض الموجودة في المخلوط ھي التي تستھلكه ويمكن كتابة المراحل الثلاث 
لاستھلاك الحجم (V2كما يلي : 

وبالتالي فإن حجم الحمض الذي يكافئ البيكربونات في المخلوط ھو :
أو باختصار :
ومن المعادلتين (١) و (٢) يمكن حساب تركيز كل من كربونات الصوديوم وبيكربونات الصوديوم الموجودة في المحلول : 

وسنستخدم ھاتان المعادلتان لاحقاً في النتائج .

الأدوات والمواد المستخدمة 

1- دورق مخروطي سعته (250ml)
2- ماصة سعتھا (10ml)
3- سحاحة سعتھا (50ml)

4- كأس سعة (100ml) يوضع به مخلوط ( كربونات الصوديوم وبيكربونات الصوديوم ) .
5- كأس سعة (250ml) يوضع به حمض الهيدروكلوريك .
6- حمض الهيدروكلوريك معلوم التركيز (0.1N) .
7- مخلوط من كربونات الصوديوم وبيكربونات الصوديوم مجهولي التركيز .
8- قارورة غسيل بلاستيكية تملأ بالماء المقطر.
9- دليل الفينولفثالين(ph.ph) - دليل الميثيل البرتقالي(M.O) .

خطوات التجربة 

أولا : إجراء التجربة باستخدام دليل الفينولفثالين :

1- اغسل السحاحة بالماء العادي ثم بالماء المقطر مرتين أو ثلاثاً ثم اغسلھا بمحلول حمض الھيدروكلوريك (HCl) . 

2 - املأ السحاحة (مستخدماً قمع) بحمض الھيدروكلوريك(HCl) حتي يصل الحمض أعلاھا ثم افتح صمام التحكم السفلي بالسحاحة لإنزال مستوى الحمض بالسحاحة حتى العلامة صفر.

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

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

5- اسحب (10ml) من محلول خليط كربونات الصوديوم وبيكربونات 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 (ph.ph) على المحلول بالدورق المخروطي لتحصل على اللون الأحمر الوردي.

7- ابدأ المعايرة بإضافة حمض الھيدروكلوريك الموجود بالسحاحة (HCl) تدريجياً إلى محلول الخليط الموجود بالدورق المخروطي مع تحريك الدورق المخروطي باستمرار أثناء المعايرة وعند نقطة النھاية (end point – e.p) يختفي اللون الأحمر من المحلول (يصبح المحلول عديم اللون) .

8 - سجل الحجم الذي حصلت عليه بالجدول رقم (١) في قسم النتائج .

9- تخلص من المحلول الموجود في الدورق المخروطي واغسله بالماء المقطر، ثم خذ (10ml) جديدة من الخليط وأضف إليھا قطرتين أو ثلاثاً من دليل الفينولفثالين ثم ابدأ المعايرة من جديد حتى تصل إلى نقطة النھاية باختفاء اللون الوردي وسجل ھذه القراءة.

10 - كرر الخطوة السابقة ( خطوة ٩) مرة ثالثة ثم سجل حجم الحمض الذي عايرت به ثم خذ المتوسط للحجوم التي حصلت عليھا في الفقرات ( 7 ، 9 ، 10) وارمز لهذا المتوسط بالرمز (V1) وسجله بالجدول رقم (١) .

ثانياً : إجراء التجربة باستخدام دليل الميثيل البرتقالي

11 - تخلص من المحلول الموجود في الدورق المخروطي واغسله بالماء المقطر ، ثم خذ (10ml) جديدة من الخليط وأضف إليھا قطرتين أو ثلاثاً من دليل الميثيل البرتقالي ثم ابدأ المعايرة من جديد حتى تصل إلى نقطة النھاية والتي عندھا يتحول لون الدليل من اللون الأصفر البرتقالي إلى اللون الأحمر وسجل ھذه القراءة بالجدول رقم (٢) ويكون حجم (HCl) الذي عايرت به مكافئاً لكل الكربونات والبيكربونات .

12- كرر الخطوة السابقة (خطوة ١١) مرتين ثم خذ المتوسط للثلاث قراءات وارمز لھذا المتوسط بالرمز (V2) وسجله بالجدول رقم (2) .



المراجع : التجربة الرابعة : تعيين تركيز كل من كربونات الصوديوم وبيكربونات الصوديوم في مخلوط منھما، باستخدام محلول حمض الھيدروكلوريك القياسي من كتاب تجارب فى الكيمياء العامة ( Experiments in General Chemistry ) للدكتور عمر بن عبدالله الهزازي .