الثانوية العامة ملخص ومراجعة التحليل الكيميائي (كيفي وكمي)2021

 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  :

1.  مجال الطب  :

·        تشخيص و علاج بعض الامراض مثل تقدير نسب السكر و الزلال و البولينا و الكوليسترول.

·        تقدير كمية المادة الفعالة فى الدواء  . 

2.  مجال الزراعة  :

·  تحسين خواص التربة و بالتالى تحسين المحاصيل من خلال التجارب التى تجرى على التربة لمعرفة خواصها من حيث الحموضة أو القاعدية  و معرفة نوع و نسب العناصر الموجودة بها .

 

·  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   CO₃^2-

 *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  S^2-

 *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

*********

* آنيون  2-البروميد   Br ^-

 *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