☰ خطة العام · الكيمياء (بالعربية)

بقية الأنيونات وخريطة قرار

الأسبوع 7 · الباب الثاني (٢): بقية الأنيونات: الثيوكبريتات والنيتريت ومجموعة حمض الكبريتيك المركز (الكلوريد والبروميد واليوديد والنيترات واختبار الحلقة البنية) ومجموعة كلوريد الباريوم (الفوسفات والكبريتات) وتدريب من إعداد Darslab على تصنيف الأنيونات · 3 دروس
2

مجموعة حمض الكبريتيك المركز: الكلوريد والبروميد واليوديد والنيترات

Chemistry Sec 3 Term 1, Chapter 2: pp. 35–39
الهدفاشرح كيف يحرر ⁦H₂SO₄⁩ المركز غازات من الكلوريد والبروميد واليوديد والنيترات، وميّز هاليدات الفضة الثلاثة.
كلمات جديدة
هاليد · ملح للكلور أو البروم أو اليود، يحمل الأيون ⁦Cl⁻⁩ أو ⁦Br⁻⁩ أو ⁦I⁻⁩يتأكسد · يتغير بفقد إلكترونات؛ وهنا يعطي ⁦HBr⁩ و⁦HI⁩ إلكترونات للحمضاختبار الحلقة البنية · اختبار الكتاب للنيترات باستخدام كبريتات الحديد ⁦II⁩ وحمض مركز
الشرح

تستخدم المجموعة الثانية حمض الكبريتيك المركز، وهو أكثر ثباتًا وأقل تطايرًا من أحماض الأنيونات، فيزيحها من الملح الصلب على هيئة غازات: ⁦2NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HCl⁩. وفي المعمل يُسخَّن الخليط أحيانًا، أما هنا فعلى الورق فقط. وكلوريد الهيدروجين غاز عديم اللون يكوّن دخانًا أبيض مع النشادر: ⁦NH₃ + HCl → NH₄Cl⁩. أما بروميد الهيدروجين ويوديد الهيدروجين فيتأكسدان بالحمض، الأول جزئيًا والثاني بسرعة: ⁦2HBr + H₂SO₄ → 2H₂O + SO₂ + Br₂⁩ يعطي بخار البروم البرتقالي المحمر، و⁦2HI + H₂SO₄ → 2H₂O + SO₂ + I₂⁩ يعطي بخار اليود البنفسجي. والنيترات تعطي حمض النيتريك الذي يتفكك إلى ⁦NO₂⁩ البني: ⁦2NaNO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HNO₃⁩ ثم ⁦4HNO₃ → 2H₂O + 4NO₂ + O₂⁩. وتؤكد نترات الفضة الهاليدات الثلاثة باللون: ⁦AgCl⁩ أبيض (ويسودّ في ضوء الشمس) و⁦AgBr⁩ أصفر شاحب و⁦AgI⁩ أصفر؛ ويذوب ⁦AgCl⁩ في النشادر المركزة، ويذوب ⁦AgBr⁩ ببطء، ولا يذوب ⁦AgI⁩. واختبارات الكتاب بورق النشا أقل وضوحًا مع البروم، لذلك فلون البخار ونتيجة الفضة هما الدليلان الموثوقان. وتُكشف النيترات أيضًا باختبار الحلقة البنية: عندما تُوضع طبقة من الحمض المركز تحت محلول النيترات الممزوج بكبريتات الحديد ⁦II⁩ الطازجة تظهر حلقة بنية عند التقائهما. ويُوصف الاختبار هنا بالكلمات فقط.

الأنيونالغاز مع ⁦H₂SO₄⁩ المركزمع ⁦AgNO₃⁩
كلوريد ⁦Cl⁻⁩⁦HCl⁩، دخان أبيض مع ⁦NH₃⁩⁦AgCl⁩ أبيض
بروميد ⁦Br⁻⁩⁦HBr⁩ ثم ⁦Br₂⁩ برتقالي محمر⁦AgBr⁩ أصفر شاحب
يوديد ⁦I⁻⁩⁦HI⁩ ثم ⁦I₂⁩ بنفسجي⁦AgI⁩ أصفر
نيترات ⁦NO₃⁻⁩⁦NO₂⁩ بنيلا راسب
أمثلة محلولة
ƒالكلوريد
⁦2NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HCl⁩
عُدَّ الذرات. ⁦2NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HCl⁩. على اليسار: ⁦Na 2⁩ و⁦Cl 2⁩ و⁦H 2⁩ و⁦S 1⁩ و⁦O 4⁩. وعلى اليمين: ⁦Na 2⁩ و⁦S 1⁩ و⁦O 4⁩ و⁦H 2⁩ و⁦Cl 2⁩. المعادلة موزونة، وغاز ⁦HCl⁩ المتطاير هو الذي يخرج.
هاليد الهيدروجينهل يتأكسد بـ ⁦H₂SO₄⁩ المركز؟الناتج
HClلالا شيء
HBrجزئيًا⁦Br₂⁩ برتقالي محمر
HIبسرعة⁦I₂⁩ بنفسجي
لماذا يعطي البروميد واليوديد أبخرة ملونة ولا يعطيها الكلوريد؟ الحمض يؤكسد ⁦HI⁩ بسهولة و⁦HBr⁩ جزئيًا ولا يؤكسد ⁦HCl⁩ إطلاقًا، فسهولة التأكسد ⁦I⁻ > Br⁻ > Cl⁻⁩. ففي ⁦2HI + H₂SO₄ → 2H₂O + SO₂ + I₂⁩ يتحرر اليود بخارًا بنفسجيًا. أما الكلوريد فيتوقف عند ⁦HCl⁩ ولهذا غازه عديم اللون.
ملحان مجهولان من أملاح الصوديوم. الملح ⁦X⁩ يعطي مع نترات الفضة راسبًا أصفر شاحبًا لا يذوب في النشادر المركزة إلا ببطء: بروميد، ⁦NaBr + AgNO₃ → AgBr + NaNO₃⁩. والملح ⁦Y⁩ يعطي راسبًا أصفر لا يذوب في النشادر إطلاقًا: يوديد، ⁦NaI + AgNO₃ → AgI + NaNO₃⁩. فاللون والذوبان معًا يحسمان الجواب، لا اللون وحده.
نشاط الفصل

بطاقات مطابقة الألوان على الورق فقط. قصّ ثلاث عينات ورقية ولوّنها أبيض وأصفر شاحبًا وأصفر. اكتب ⁦AgCl⁩ و⁦AgBr⁩ و⁦AgI⁩ على ظهورها واخلطها. اطلب من صديق أن يختار عينة ويقول الهاليد، ثم يذكر حقيقة إضافية (تذوب في النشادر أو تذوب ببطء أو لا تذوب) للتحقق. أضف بطاقة رابعة لبخار اليود البنفسجي وخامسة للبروم البرتقالي المحمر. لا تُستخدم نترات الفضة ولا البروم ولا اليود في أي مكان: هي أوراق ملونة وأسماء في جدول فقط.

تدرّب
1
أكمل ووازن: ⁦KBr + H₂SO₄ → K₂SO₄ + HBr⁩ (الخطوة الأولى فقط).
2
راسب أبيض يسودّ في ضوء الشمس ويذوب في النشادر المركزة. أي هاليد أعطاه، وما الراسب؟
3
في التفاعل ⁦2HI + H₂SO₄ → 2H₂O + SO₂ + I₂⁩ يتفاعل ⁦0.20 mol⁩ من ⁦HI⁩. كم مولًا وكم كتلة من اليود تتكون (⁦I = 127⁩)؟
4
اكتب المعادلتين اللتين تفسّران الغاز البني الناتج من نترات البوتاسيوم وحمض الكبريتيك المركز.