ملخص ومراجعة التحليل الكيميائي (كيفي وكمي)2021
الثانوية العامة
الباب الثاني
التحليل الكيميائي
*هوأحد فروع علم
الكيمياء يهدف الى التعرف على نوع العناصر
المكونة للمادة و نسبة كل عنصر
و
كيفية ارتباط هذه العناصر مع بعضها للوصول الى الصيغة الجزيئية للماة او لمجموعة
المركبات
المكونة للمادة اذا كانت مخلوط .
*أهمية
التحليل الكيميائى فى المجالات العلمية
المختلفة :
· تشخيص و علاج بعض الامراض مثل تقدير نسب السكر و الزلال و البولينا و الكوليسترول.
·
تقدير كمية
المادة الفعالة فى الدواء .
2. مجال الزراعة :
· معالجة التربة بالأسمدة المناسبة لها .
3. مجال خدمة البيئة :
·
معرفة و قياس
محتوى المياة و الاغذية من الملوثات
البيئية الضارة .
·
قياس
نسب غازات أول أكسيد الكربون و ثانى أكسيد
الكبريت و أكاسيد النتيروجين فى الجو .
4. مجال الصناعة :
·
التحليل
الكيميائى للخامات و المنتجات المستخدمة فى صناعة معينة يساعد على تحديد مدى مطابقتها للمواصفات القياسية .
*انواع التحليل الكيميائى
1. تحليل كيفي أووصفي
*يجري للتعرف على مكونات المادة سواء كانت نقية
( ملحاً بسيطاً ) أو مخلوط من عدة
مواد .
*ويتم من خلال إجراء سلسلة من التفاعلات المختارة المناسبة تجرى للكشف عن نوع المكونات الاساسية للمادة على اساس التغيرات الحادثة فى هذه التفاعلات .
2. تحليل كمي
*يهدف الى تقدير نسبة كل
مكون من المكونات الاساسية للمادة .
*لابدمن اجراءعمليات التحليل
الكيفى أولاً للتعرف على مكونات المادة حتى يمكن إختيار أنسب الطرق لتحليلها
كمياً.
*********
Ι-التحليل الكيفي أوالوصفي
*وتتوقف
الطريقة التى يتم الكشف بها على نوع المادة بحيث :
·
اذا كانت المادة نقية يتم التعرف عليها من ثوابتها الفيزيائية مثل درجة
الانصهار و درجة الغليان و الكتلة المولية و ........................الخ .
·
اذا كانت مخلوطاً فيجب اولا فصل
المواد النقية كلاً على حده ثم نكشف عنها
بالطرق الكيميائية بإستخدام الكواشف المناسبة
.
**وينقسم التحليل الكيفي إلي:
أولاً : تحليل المركبات العضوية :
يتم فيها الكشف عن العناصر و
المجموعات الوظيفية الموجودة بغرض التعرف على المركب .
ثانيا : تحليل المركبات
غير العضوية :
يتم فيه التعرف على
الايونات التى يتكون منها المركب غير العضوى و يشمل الكشف عن
الكاتيونات ( الشق القاعدى او الايون الموجب ) و الانيونات ( الشق الحمضى أو الايون السالب ) .
*وسنكتفى فى التحليل الكيفى على الكشف عن الشق
الحامضى و الشق القاعدى فى المركبات الغير عضوية .
*أولا:
الكشف عن الشقوق الحامضية(الآنيونات) التي تقسم الي 3مجموعات كمايللي:
1. مجموعة أنيونات حمض الهيدروكلوريك ( HCl ) المخفف :
الأساس العلمى :
حمض
الهيدروكلوريك أثبت من الأحماض التى أشتقت منها هذه الأنيونات و عند تفاعل الحمض مع أملاح هذه الأنيونات فان
الحمض الأكثرثباتا يطرد هذه الأحماض الاقل ثبات وسهلة التطايروتتحلل على هيئةغازات
يمكن التعرف عليها بالكاشف المناسب و يفضل
التسخين الهين .
علل : يفضل التسخين الهين عند اجراء الكشف عن
أنيونات المجموعة الاولى ؟؟.
ج
: لأن التسخين الهين يساعد على طرد الغازات
.
*التجربة
الاساسية : الملح الصلب + حمض الهيدروكلوريك المخفف .
1.
آنيون الكربونات
CO32-
*التجربة : إضافة كاشف
المجموعة ( حمض الهيدروكلوريك ) الى الملح
الصلب .
Na2CO3
+ 2HCl dilà 2NaCl + H2O + CO2 ↑
**الغاز الناتج و الكشف عنه : يحدث فوران شديد و يتصاعد غاز ثانى أكسيد
الكربون الذى يعكر ماء الجير الرائق .
* يمرر غاز ثانى
اكسيد الكربون فى ماء الجير لفترة قصيرة ( علل ) حتى لا تتحول كربونات الكالسيوم
الى بيكربونات الكالسيوم و يختفى الراسب
.
CO2 + Ca(OH)2 فترة قصيرة à CaCO3 ↓ + H2O
*تجربة تأكيدية للأنيون :
محلول الملح + محلول كبريتات الماغنسيوم فيتكون راسب ابيض على البارد يذوب
فى حمض الهيدروكلوريك .
Na2CO3 + MgSO4 à MgCO3 ↓ + Na2SO4
MgCO3 + 2HCl dil à MgCl2 + H2O + CO2 ↑
* ملاحظة //جميع
كربونات الفلزات :
·
تذوب فى الاحماض .
·
لاتذوب فى الماء ما عدا
كربونات الصوديوم و كربونات البوتاسيوم و كربونات الامونيوم.
علل : يتعكر ماء الجير الرائق عند إمرارغاز CO2فيه لفترة قصيرة و يزول الراسب عند إمراره لفترة طويلة.
ج : يتعكر عند امرار غاز ثانى اكسيد الكربون لفترة قصيرة لتكوين كربونات الكالسيوم التى لا تذوب فى الماء .
و يزول الراسب
بسبب تحول كربونات الكالسيوم الى
بيكربونات الكالسيوم الذى يذوب فى
الماء .
*********
2. آنيون البيكربونات HCO3 -
*التجربة : إضافة كاشف
المجموعة ( حمض الهيدروكلوريك ) الى الملح
الصلب .
NaHCO3
+ HCl dil à NaCl + H2O + CO2 ↑
*
يحدث فوران شديد و يتصاعد غاز ثانى أكسيد الكربون الذى يعكر ماء الجير الرائق .
*تجربة تأكيدية محلول الملح + محلول
كبريتات الماغنسيوم يتكون راسب ابيض بعد التسخين
.
2NaHCO3 + MgSO4 à Mg(HCO3)2 + Na2SO4
Mg(HCO3)2 à Δà MgCO3 ↓ + H2O + CO2 ↑
* جميع أملاح
البيكربونات : تذوب فى
الماء .
*********
3. آنيون النيتريت NO2 -
*التجربة الأساسية : إضافة كاشف المجموعة ( حمض الهيدروكلوريك ) الى الملح الصلب .
NaNO2
+ HCl dil à NaCl + HNO2حمض نيتروز
3HNO2
à HNO3 + H2O +
2NOغاز اكسيد نيتريك عديم
اللون
*
يتصاعد غاز اكسيد النيتريك عديم اللون
الذى يتحول عند فوهة الانبوبة الى اللون البنى المحمر .
2NO + O2 à 2NO2
*تجربةتأكيدية:
*محلول الملح + محلول برمنجانات البوتاسيوم البنفسيجية المحمضة بحمض الكبريتيك المركز conc فيزول اللون البنفسجى .
5NaNO2 +2H2SO4
+ 3KMnO4 conc à5NaNO3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
*********
4. آنيون الثيوكبريتات S2O3 2-
*التجربة : إضافة كاشف
المجموعة ( حمض الهيدروكلوريك ) الى الملح
الصلب .
Na2S2O3 + 2HCl dil à 2NaCl + H2O + SO2 ↑ + S
يتصاعد غاز ثانى أكسيد الكبريت ذو الرائحة النفاذة و يظهر راسب أصفر نتيجة لتعلق الكبريت فى المحلول .
*تجربةتأكيديةمحلول الملح + محلول اليود فيزول لون اليود البنى .
2Na2S2O3 + I2 à 2NaI + Na2S4O6 رباعى ثيونات الصوديوم
*********
5. آنيون الكبريتيد S2-
*التجربة : إضافة كاشف
المجموعة ( حمض الهيدروكلوريك ) الى الملح
الصلب .
Na2S + 2HCl dil à 2NaCl + H2S ↑
*:يتصاعدغازكبريتيدالهيدروجين ذى الرائحة الكريهة(بيض فاسد) والذى يسود
ورقة مبللة بمحلول اسيتات الرصاص II
(CH3COO)2Pb + H2S à 2CH3COOHحمض الاسيتك + PbS
*تجربة تأكيدية:
محلول الملح + محلول نيترات الفضة يتكون راسب اسود من كبريتيد الفضة .
Na2S + 2AgNO3
à Ag2S + 2NaNO3
*********
6.
آنيون الكبريتيت SO3 2-
*التجربة : إضافة كاشف المجموعة ( حمض الهيدروكلوريك ) الى الملح الصلب .
Na2SO3 + 2HCl dil à 2NaCl + H2O + SO2 ↑
*الغاز الناتج و الكشف عنه :يتصاعد غاز ثانى أكسيد الكبريت ذى الرائحة النفاذة و الذى يخضر ورقة مبللة بمحلول ثانى كرومات البوتاسيوم المحمضة بحمض الكبريتيك المركز .
K2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 conc à K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O
*تجربة تأكيدية:
محلول الملح + محلول نيترات الفضة
يتكون راسب ابيض من كبريتيت الفضة
يسود بالتسخين .
Na2SO3 + 2AgNO3 à Ag2SO3↓ + 2NaNO3
*********
*ثانيا : مجموعة أنيونات حمض الكبريتيك المركز Conc H2SO4
*الاساس العلمى*حمض الكبريتيك أكثر ثباتاً من الاحماض التى تشتق منها هذه الانيونات و عند إضافة حمض الكبريتيك المركز لأملاح هذه الانيونات ثم التسخين تنفصل هذه الاحماض فى صورة غازية يمكن الكشف عنها بالكواشف المناسبة .
*التجربة
الاساسية : الملح الصلب + حمض الكبريتيك المركز
ثم التسخين .
* آنيون :1- النيترات NO3 -
* إضافة كاشف المجموعة ( حمض الكبريتيك ) الى الملح الصلب .
2NaNO3 + H2SO4 à 2HNO3 + Na2SO4
4HNO3 à 4NO2↑ + 2H2O + O2↑
4HNO3 + Cu à Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2↑
*يتصاعد
أبخرة بنية حمراء من غاز ثانى أكسيد
النيتروجين ( علل )
لتحلل حمض
النيتريك المنفصل و تزداد كثافة الابخرة عند إضافة قليل من خراطة النحاس .
·
تجربة
تأكيدية للأنيون :
*إختبار الحلقة البنية مهم
محلول ملح النيترات + محلول حديث
التحضير من كبريتات حديد II + قطرات من حمض الكبريتيك المركز تضاف بحرص على
السطح الداخلى لجدار الانبوبة فتتكون حلقة بنية عند السطح الفاصل بين الحمض و محاليل التفاعل و تزول بالرج أو
التسخين .
2NaNO3+6FeSO4+4H2SO4 à 3Fe2(SO4)3+Na2SO4+4H2O+2NO
FeSO4 + NO à FeSO4 . NOمركب الحلقة البنية
*التجربة : إضافة كاشف
المجموعة ( حمض الكبريتيك ) الى الملح
الصلب .
2NaBr + H2SO4 à 2HBr + Na2SO4
2HBr + H2SO4 à 2H2O + SO2 + Br2
*الغاز الناتج و الكشف عنه :
يتصاعد غاز بروميد الهيدروجين عديم اللون يتأكسد جزئيا بفعل حمض الكبريتيك
وتنفصل أبخرة برتقالية حمراء من البروم تسبب إصفرار ورقة مبللة بمحلول النشا .
*تجربة تأكيدية
:
محلول الملح + محلول نيترات الفضة فيتكون راسب أبيض مصفر من بروميد الفضة يصبح داكنا عند تعرضه
للضوء -- يذوب
ببطء فى محلول النشادر المركز .
AgNO3
+ NaBr à AgBr↓ + NaNO3
* آنيون: 3- اليوديد I -
*التجربة : إضافة كاشف
المجموعة ( حمض الكبريتيك ) الى الملح
الصلب .
2KI + H2SO4 à 2HI + K2SO4
2HI + H2SO4 à 2H2O + SO2 + I2
*الغاز الناتج و الكشف عنه :
يتصاعد غاز
يوديد الهيدروجين عديم اللون يتأكسد جزء
منه بسرعة بواسطة حمض الكبريتيك وتنفصل أبخرة اليود المميزة بلونها البنفسجى عند التسخين و تسبب زرقة
ورقة مبللة بمحلول النشا .
*تجربة تأكيدية:محلول الملح + محلول نيترات الفضة فيتكون راسب أصفر من يوديد الفضة لا
يذوب فى محلول النشادر .
AgNO3
+ NaI à AgI↓ + NaNO3
* آنيون 4- الكلوريد Cl -
*التجربة : إضافة كاشف
المجموعة ( حمض الكبريتيك ) الى الملح
الصلب .
2NaCl + H2SO4 à 2HCl + Na2SO4
*الغاز الناتج و الكشف عنه : يتصاعد غاز كلوريد الهيدروجين عديم اللون الذى يكون سحب بيضاء كثيفة مع ساق
زجاجية مبللة النشادر ( الامونيا ) .
NH3 + HCl à NH4Cl
*تجربة تأكيدية:محلول الملح + محلول نيترات الفضة فيتكون راسب
أبيض من كلوريد الفضة يصبح بنفسجى عند تعرضه للضوء --
يذوب فى محلول النشادر المركز .
AgNO3 + NaCl à AgCl↓ + NaNO3
ΙΙΙ- مجموعة محلول كلوريد الباريوم*انيونات هذه المجموعة لا تتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك المخفف
أو حمض الكبريتيك المركز و لكن هذه الانيونات تعطى محاليل املاحها راسبا مع محلول كلوريد الباريوم BaCl2
*التجربة الاساسية
: محلول الملح + محلول كلوريد الباريوم
1-آنيون الفوسفات PO4 3-
التجربة : إضافة كاشف المجموعة ( محلول كلوريد الباريوم ) الى محلول الملح .
2Na3PO4 + 3BaCl2 à Ba3(PO4)2↓ + 6NaCl
*يتكون راسب ابيض من فوسفات الباريوم يذوب فى حمض الهيدروكلوريك المخفف .
*تجربة تأكيدية:محلول الملح + محلول نيترات الفضة فيتكون راسب أصفر من فوسفات
الفضة يذوب فى محلول النشادر و حمض
النيتريك .
3AgNO3 + Na3PO4 à Ag3PO4↓ + 3NaNO3
*********
2- آنيون الكبريتات SO4 2
*التجربة :
إضافة كاشف المجموعة ( محلول كلوريد
الباريوم ) الى محلول الملح .
Na2SO4 + BaCl2 à BaSO4 ↓ + 2NaCl
*يتكون راسب ابيض من كبريتات الباريوم لا يذوب فى حمض الهيدروكلوريك المخفف .
*تجربة تأكيدية:محلول الملح + محلول اسيتات الرصاص II فيتكون راسب ابيض من كبريتات
الرصاص II
Na2SO4 + (CH3COO)2Pb à PbSO4 ↓ + 2CH3COONa
*********
∏-الكشف عن الشقوق القاعدية فى الاملاح البسيطة
*علل : يعتبرالكشف عن الشقوق
القاعدية أكثر تعقيدا من الكشف عن الشقوق
الحامضية ؟؟.
ج// بسبب كثرة الشقوق
القاعدية و التداخل فيما بينها بالإضافة الى امكانية وجود الشق الواحد فى أكثر من
حالة تأكسد .
**تقسم الشقوق القاعدية الى ست مجموعات تحليلية بناء على
اختلاف ذوبان املاح هذه الفلزات فى الماء
منها:
·
المجموعة التحليلة
الاولى :
·
الأساس العلمى :
كلوريدات
المجموعة التحليلة الاولى هى كلوريدات الفلزات شحيحة الذوبان فى الماء و هى كلوريد
الفضة (I) و كلوريد الرصاص (II) و كلوريد الزئبق ( I) و لذلك ترسب على هيئة كلوريدات بإضافة كاشف المجموعة و هو حمض الهيدروكلوريك
المخفف .
كاتيونات
المجموعة : Pb2+ , Ag1+ ,
Hg1+
·
المجموعة التحليلة الثانية :
·
الأساس العلمى :
يمكن
ترسيب كاتيونات هذه المجموعة على هيئة كبريتيدات فى
الوسط الحمضى و يتم ذلك بإذابة الملح فى الماء و إضافة حمض الهيدروكلوريك
المخفف ( علل ) ليصبح المحلول حمضى ثم
يمرر فيه غاز كبريتيد الهيدروجين .
احد
كاتيونات هذه المجموعة هو كاتيون النحاس (II)
· الكشف عن كاتيون النحاس (II)
·
التجربة
: إضافة كاشف المجموعة ( HCl + H2S ) الى
محلول ملح النحاس ( II )
.
CuSO4
+ H2S à H2SO4 + 2CuS ↓
·
الراسب
الناتج و الكشف عنه
:
يتكون راسب اسود من كبريتيد النحاس II يذوب فى حمض النيتريك الساخن
.
*********
·
المجموعة التحليلة الثالثة :
·
الأساس العلمى :
يمكن ترسيب كاتيونات هذه المجموعة على هيئة هيدروكسيدات بإضافة هيدروكسيد الامونيوم و ذلك عندما لا تكون مختلطة بكاتيونات أخرى .
·
من كاتيونات هذه
المجموعة :
1.
كاتيون الحديد
(II)
2.
كاتيون الحديد (III)
3. كاتيون الالومنيوم .
· التجربة الاساسية : محلول الملح + كاشف المجموعة ( هيدروكسيد الامونيوم )
· الكاتيون : الالومنيوم AI3+
· التجربة : إضافة كاشف
المجموعة ( هيدروكسيد الامونيوم )
الى محلول الملح
.
Al2(SO4)3
+ 6NH4OH à 2Al(OH)3 ↓ + 3(NH4)2SO4
· يتكون راسب ابيض جيلاتينى من هيدروكسيد الالومنيوم
يذوب فى الاحماض المخففة و فى محلول الصودا الكاوية .
· تجربة تأكيدية محلول الملح + محلول هيدروكسيد الصوديوم
فيتكون راسب أبيض جيلاتينى من
هيدروكسيد الالومنيوم يذوب فى وفرة من
هيدروكسيد الصوديوم مكوناً ميتا الومينات الصوديوم و الماء
Al2(SO4)3
+ 6NaOH à 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4
Al(OH)3 + NaOH
à
NaAlO2 + 2H2O
· الكاتيون : الحديد II Fe2+
التجربة
: إضافة كاشف المجموعة ( هيدروكسيد الامونيوم )
الى محلول الملح
.
FeSO4
+ 2NH4OH à Fe(OH)2 ↓ + (NH4)2SO4
يتكون راسب ابيض من هيدروكسيد الحديد II يتحول الى ابيض مخضر عند التعرض للهواء الجوى و يذوب فى الاحماض
تجربةتأكيدية محلول الملح + محلول هيدروكسيد الصوديوم فيتكون راسب أبيض مخضر من هيدروكسيد الحديد II .
FeSO4+2NaOH à Fe(OH)2↓ + Na2SO4
· كاتيون الحديد III Fe3+
.التجربة : إضافة كاشف المجموعة ( هيدروكسيد الامونيوم ) الى محلول الملح .
Fe2(SO4)3
+ 6NH4OH à 2Fe(OH)3 ↓ + 3(NH4)2SO4
FeCl3 + 3NH4OH à Fe(OH)3 ↓ + 3NH4Cl
.يتكون راسب جيلاتينى لونه بنى محمر من هيدروكسيد الحديد III يذوب فى الاحماض .
تجربة تأكيدية: محلول الملح + محلول
هيدروكسيد الصوديوم فيتكون راسب بنى محمرمن هيدروكسيد الحديد III