☰ Year plan · Chemistry (Arabic)

التحليل الكيميائي ومجموعة حمض الهيدروكلوريك المخفف

Week 6 · Chapter 2 Chemical Analysis (A): chapter opener and a revision of earlier mole formulas (Darslab practice), what chemical analysis is for, qualitative and quantitative analysis, the three anion groups and the dilute hydrochloric acid group (carbonate, hydrogencarbonate, sulphite, sulphide) · 3 lessons
2

الأنيونات: فكرة كاشف المجموعة والكربونات والبيكربونات

Chemistry Sec 3 Term 1, Chapter 2: pp. 28–35
الهدفاشرح مجموعات الأنيونات الثلاث ولماذا يحرر حمض ⁦HCl⁩ المخفف غازًا من الكربونات، ثم ميّز الكربونات من البيكربونات.
كلمات جديدة
كاشف المجموعة · كاشف واحد يُظهر مجموعة كاملة من الأنيونات، مثل ⁦HCl⁩ المخففماء الجير · محلول رائق من هيدروكسيد الكالسيوم يتعكر مع ثاني أكسيد الكربونالفوران · تصاعد فقاعات بسرعة عند خروج غاز من السائل
الشرح

نكشف الأنيونات بإضافة كاشف ومراقبة ما يحدث، لا بالنظر إلى الملح. وهي ثلاث مجموعات، لكل منها كاشف واحد: حمض الهيدروكلوريك المخفف، وحمض الكبريتيك المركز، ومحلول كلوريد الباريوم. وللمجموعتين الأوليين فكرة واحدة: الحمض المضاف أقوى ولا يتحلل، أما حمض الأنيون فضعيف وغير ثابت، فيطرده الحمض المضاف ويخرج غازًا يمكن اختباره. وفي الكربونات يكون الحمض الضعيف هو حمض الكربونيك ⁦H₂CO₃⁩ الذي يتزن مع الماء وثاني أكسيد الكربون، فيتصاعد غاز ⁦CO₂⁩ بفوران. ويعكّر الغاز ماء الجير لأن كربونات الكالسيوم تتكون، ثم يزول التعكّر مع مزيد من الغاز لأن بيكربونات الكالسيوم الذائبة تتكون. والبيكربونات تعطي الغاز نفسه، لذلك يفصل بينهما اختبار ثانٍ: محلول كبريتات المغنيسيوم يعطي راسبًا أبيض في الحال مع الكربونات، ومع البيكربونات لا يعطيه إلا بعد التسخين. وهذه اختبارات على الورق هنا. وأغلب كربونات الفلزات غير كربونات الصوديوم والبوتاسيوم والأمونيوم لا تذوب في الماء، وكلها تذوب في الأحماض.

المجموعةالكاشفالأنيونات التي يكشفها
1⁦HCl⁩ المخفف⁦CO₃²⁻, HCO₃⁻, SO₃²⁻, S²⁻, S₂O₃²⁻, NO₂⁻⁩
2⁦H₂SO₄⁩ المركز⁦Cl⁻, Br⁻, I⁻, NO₃⁻⁩
3محلول ⁦BaCl₂⁩⁦PO₄³⁻, SO₄²⁻⁩
أمثلة محلولة
اليساراليمين
K22
C11
O31 + 2 = 3
H22
Cl22
عُدَّ الذرات. كربونات البوتاسيوم مع حمض الهيدروكلوريك المخفف: ⁦K₂CO₃ + 2HCl → 2KCl + H₂O + CO₂⁩. على اليسار: ⁦K 2⁩ و⁦C 1⁩ و⁦O 3⁩ و⁦H 2⁩ و⁦Cl 2⁩. وعلى اليمين: ⁦K 2⁩ و⁦Cl 2⁩ و⁦H 2⁩ و⁦O 1 + 2 = 3⁩ و⁦C 1⁩. المعادلة موزونة، والغاز ⁦CO₂⁩ يغادر الخليط.
ƒماء الجير
⁦CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O ; CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂⁩
عكارة ثم وضوح. التفاعل ⁦CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O⁩ يعطي مادة صلبة بيضاء، فيتعكّر ماء الجير. ومع مزيد من الغاز يعطي التفاعل ⁦CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂⁩ ملحًا ذائبًا، فيصفو السائل. ولهذا يُمرَّر الغاز مدة قصيرة فقط: فالمدة الطويلة قد تخفي العكارة.
الملح⁦MgSO₄⁩ باردًا⁦MgSO₄⁩ ثم التسخين
⁦Na₂CO₃⁩راسب أبيضراسب أبيض
⁦NaHCO₃⁩يبقى رائقًاراسب أبيض
كربونات أم بيكربونات؟ ملحان من أملاح الصوديوم بلا ملصقات يفوران كلاهما مع ⁦HCl⁩ المخفف. نضيف محلول كبريتات المغنيسيوم باردًا. الملح ⁦A⁩ يعطي راسبًا أبيض في الحال: ⁦Na₂CO₃ + MgSO₄ → MgCO₃ + Na₂SO₄⁩، فهو الكربونات. والملح ⁦B⁩ يبقى رائقًا حتى يُسخَّن، لأن ⁦2NaHCO₃ + MgSO₄ → Na₂SO₄ + Mg(HCO₃)₂⁩ يعطي أولًا ملحًا ذائبًا، ولا يحدث ⁦Mg(HCO₃)₂ → MgCO₃ + H₂O + CO₂⁩ إلا بالتسخين. فـ ⁦B⁩ هو البيكربونات. وكل هذا عمل على الورق.
نشاط الفصل

فوران في المطبخ، مع شخص بالغ وعلى صينية. ضع نصف ملعقة صغيرة من صودا الخبز في كوب وأضف قليلًا من الخل الأبيض. راقب الفقاعات؛ الغاز هو ثاني أكسيد الكربون. صودا الخبز هي بيكربونات الصوديوم، والخل حمض ضعيف، فهذه نسخة المطبخ من اختبار ⁦HCl⁩ المخفف: ⁦NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂⁩. لا تشمّه ولا تتذوقه، واغسل يديك، وصُبّ ما تبقّى في المغسلة مع كثير من الماء. أما اختبارا حمض الهيدروكلوريك وماء الجير في الكتاب فيبقيان على الورق. ثم اكتب في جملة واحدة لماذا يأتي الغاز من الأنيون لا من الفلز.

تدرّب
1
أكمل ووازن: ⁦CaCO₃ + HCl → ?⁩ (حجر جيري يذوب في الحمض).
2
أكمل ووازن اختبار البيكربونات: ⁦KHCO₃ + HCl → ?⁩
3
ماء الجير تعكّر. استمر طالب في تمرير الغاز فرأى السائل يصفو. فسّر في جملة واحدة.
4
قال طالب: «الغاز عكّر ماء الجير، فالملح كربونات». ما الذي ينقص هذا الإثبات؟