تم إلغاء تنشيط البوابة. يُرجَى الاتصال بمسؤول البوابة لديك.

شارح الدرس: اختبارات إضافية للكشف عن الأنيونات الكيمياء

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُحدِّد مجموعة من الأيونات السالبة في المحاليل المائية بناءً على تفاعليتها ولون وذوبانية أملاحها.

في الكيمياء، يتضمَّن التحليل الكيفي تحديد مكوِّنات مادة كيميائية مجهولة. قد تكون المادة الكيميائية نقية، وفي هذه الحالة يمكن استخدام القياسات الفيزيائية، مثل درجة الغليان أو درجة الانصهار، لتحديد المركب المجهول. إذا كانت المادة المجهولة خليطًا، فإنه يجب تحديد مكوِّناتها باستخدام الطرق الكيميائية.

الاختبارات الكيميائية التي اختيرت لتحليل مادة مجهولة لها ترتيب وضوابط محدَّدة، والهدف من ذلك هو تحديد الأنيونات بسهولة ودقة، وتُعرَف الأنيونات أيضًا باسم «الجذور الحمضية»، أما الكاتيونات فتُعرَف باسم «الجذور القاعدية».

عند حدوث تفاعل كيميائي، قد نلاحظ عدة تغيُّرات محتملة، أو حتى مزيجًا من التغيُّرات، مثل تلك الموضَّحة في الشكل الآتي:

على الرغم من أن الاختبار الأوَّلي قد يُعطينا مؤشرًا جيدًا لأنيون معيَّن، فإن الاختبارات السلبية الأخرى عادةً ما تُعطينا النتيجة نفسها. ولذلك، فإننا نستخدم الاختبارات التأكيدية التي تؤكد نتائج الاختبارات الأوَّلية لتحديد الأيونات المجهولة بدقة في المواد الصلبة أو محاليلها.

تُستخدم مركبات كيميائية مختلفة في هذا النوع من التحليل الكيفي لتصنيف الأنيونات المجهولة، التي تُعرَف أيضًا باسم «الجذور الحمضية». الأنيونات عبارة عن أيونات أحادية الذرة أو متعدِّدة الذرات شحنتها سالبة. وبما أن إجمالي عدد الإلكترونات في هذا النوع يكون أكبر من إجمالي عدد البروتونات، فإن الأنيونات تكون لها شحنة سالبة صافية.

يُشار إلى الأنيون الذي يتبقَّى من الحمض بعد فَقْد أيونات الهيدروجين بأنه جذر حمضي. أما الكاتيون الذي يتبقَّى من مركب الهيدروكسيد بعد فَقْد أيونات الهيدروكسيد، فيُعرَف بأنه جذر قاعدي. ويتكوَّن الملح عندما تتفاعل الجذور الحمضية والجذور القاعدية كيميائيًّا.

يمكننا استخدام مواد كيميائية مختلفة في التحليل الكيفي لتحديد الجذور الحمضية المجهولة. وبإمكاننا الكشف عن الأنيونات عن طريق استخدام حمض الهيدروكلوريك المخفَّف أولًا، ثم استخدام حمض الكبريتيك المركَّز، وأخيرًا استخدام محلول كلوريد الباريوم إذا لم يكُن قد حُدِّد الأنيون بعدُ.

إن الترتيب الذي تُجرى به اختبارات الكشف عن الأنيونات المجهولة باستخدام الكواشف يتم وفقًا لضوابط معيَّنة. يمكن استخدام حمض الهيدروكلوريك المخفَّف لاختبار أي أنيون مجهول. وإذا لم ينجح حمض الهيدروكلوريك في تحديد الجذر الحمضي المجهول، فسيكون من الضروري استخدام حمض الكبريتيك المركَّز. وإذا لم يكُن حمض الكبريتيك المركَّز كافيًا للكشف عن الأنيون المجهول، يمكن استخدام محلول كلوريد الباريوم بدلًا منه.

مجموعة حمض HCl المخفَّفمجموعة حمض الكبريتيك المركَّزمجموعة كلوريد الباريوم
– الكربونات (CO32)
– الكبريتيت (SO32)
– البيكربونات (HCO3)
– الكبريتيد (S2)
– الثيوكبريتات (SO232)
– النيتريت (NO2)
-الهاليدات (F، Cl، Br، I)
-النيترات (NO3)
-الكبريتات (SO42)
- الفوسفات PO43)

تحدِّد قوة الجذور الحمضية ترتيب هذه الاختبارات. الكاشف الأوَّلي في المجموعة الأولى هو حمض الهيدروكلوريك المخفَّف. وهذا الحمض أكثر استقرارًا من الأنيونات التي يُستخدَم للكشف عنها، مثل أنيون الكربونات. أما حمض الهيدروكلوريك، فسيحل محل الأنيونات الأقل استقرارًا في هذه الحالة، وهو ما يؤدِّي إلى تصاعد الغازات التي يمكننا اختبارها.

حمض الكبريتيك المركَّز موجود في المجموعة الثانية. والأنيونات التي يُكشَف عنها باستخدام هذا الحمض، مثل أنيون الكلوريد الذي كان الكاشف في الاختبار بالمجموعة الأولى، أقل استقرارًا من حمض الكبريتيك.

لا يوجد لدينا كاشف مناسب للمجموعة الأخيرة أكثر استقرارًا من أنيونات الكبريتات والفوسفات؛ لذا، تُختبر هذه المجموعة باستخدام محلول كلوريد الباريوم.

في هذا الشارح، سنتناول مجموعتين منفصلتين من الأنيونات:

  • الأنيونات التي يُكشَف عنها باستخدام حمض الهيدروكلوريك المخفَّف
  • الأنيونات التي يُكشَف عنها باستخدام كلوريد الباريوم

يمكن استخدام حمض الهيدروكلوريك المخفَّف لتحديد الأنيونات الآتية:

  • الكربونات (CO32)
  • الكبريتيت (SO32)
  • البيكربونات (HCO3)
  • الكبريتيد (S2)
  • الثيوكبريتات (SO232)
  • النيتريت (NO2)

في هذا الشارح، سنركِّز على الآتي:

  • البيكربونات (HCO3)
  • الكبريتيد (S2)
  • الثيوكبريتات (SO232)
  • النيتريت (NO2)

يُستخدَم هنا حمض الهيدروكلوريك؛ لأن هذا الحمض أكثر استقرارًا من الأحماض المرتبطة بهذه الأنيونات. على سبيل المثال، حمض الهيدروكلوريك أكثر استقرارًا من حمض الكربونيك (HCO23). وأثناء التفاعلات الكيميائية المستخدَمة لتحديد الأنيونات المجهولة، يحل أنيون الكلوريد الأكثر استقرارًا محل الأنيون المجهول، ما ينتج عنه تصاعد غاز أو تكوُّن راسب. في حالة تصاعد الغاز في الاختبارات، يكون من الضروري تسخين أنبوب الاختبار قليلًا.

التفاعل الكلي الذي يحدُث لأنيونات المجموعة الأولى، التي يُكشَف عنها باستخدام حمض الهيدروكلوريك المخفَّف، يتضمَّن إضافة حمض HCl المخفَّف إلى الملح في صورته الصلبة.

تتفاعل أيونات البيكربونات مع الأحماض لإنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون والماء.

تفاعل: أيونات البيكربونات مع الحمض

HCO()+H()CO()+HO()3+22saqgl

يُعرَف أيون البيكربونات HCO3 أيضًا باسم أيون كربونات الهيدروجين. وهو مشابه لأيون الكربونات (CO32) في بعض الجوانب، ومختلف في جوانب أخرى. الطريقة الأولى للتمييز بين كربونات الفلز وبيكربونات الفلز هي محاولة إذابتها في الماء؛ فجميع أملاح بيكربونات الفلز مستقرة وقابلة للذوبان في الماء، لكن العديد من كربونات الفلز ليست كذلك. جميع أملاح الكربونات غير قابلة للذوبان في الماء، باستثناء كربونات الصوديوم وكربونات البوتاسيوم وكربونات الأمونيوم.

بالنسبة إلى الفلز المرتبط بأملاح الكربونات والبيكربونات القابلة للذوبان في الماء، مثل الصوديوم، فإن اختبارات أيونات البيكربونات تُطابِق اختبارات أيونات الكربونات.

ولذلك، إذا استخدمنا حمض الهيدروكلوريك المخفَّف مع أي مادة وحدث فوران أو ظهرت فقاعات غاز، فهذا يعني أن المادة تحتوي على أيونات البيكربونات أو أيونات الكربونات. وعلى الرغم من أنه بإمكاننا اختبار إذا ما كان الغاز الناتج هو ثاني أكسيد الكربون أو لا باستخدام ماء الجير، فإن علينا إجراء اختبار للتأكد من وجود البيكربونات.

يتضمَّن الاختبار التأكيدي الذي نُجريه إضافة أيونات فلز؛ بحيث يكون ملح بيكربونات هذا الفلز قابلًا للذوبان في الماء، في حين يكون ملح كربونات هذا الفلز غير قابل للذوبان في الماء. ويمكن فعل ذلك عن طريق استخدام أيونات المغنيسيوم، وذلك بإضافة كبريتات المغنيسيوم (MgSO4) في صورة محلول.

في حالة أيونات البيكربونات، ففَوْر خلطها مع أيونات المغنيسيوم يلزم تسخين خليط المحلول. وتتحلَّل بذلك بيكربونات المغنيسيوم، وينتج راسب أبيض من كربونات المغنيسيوم.

تفاعل: أيونات البيكربونات مع أيونات المغنيسيوم

2HCO()+Mg()Mg(HCO)()32+32aqaqaq

تفاعل: التحلُّل الحراري لبيكربونات المغنيسيوم

Mg(HCO)()MgCO()+CO()+HO()32322aqsgl

فيما يلي الاختبار بالكامل.

يمكننا معرفة الفرق بين ملح الكربونات وملح كربونات الهيدروجين من خلال هذا الاختبار. إذا انتظرنا قليلًا قبل تسخين الخليط، وتكوَّن راسب أبيض على الفور، فسنَعرِف بذلك أن أيونات الكربونات موجودة. إذا لم يظهر الراسب الأبيض إلا بعد التسخين، فهذا يعني أن أيونات كربونات الهيدروجين هي الموجودة لدينا.

يمكن أيضًا إجراء الاختبار باستخدام حمض الهيدروكلوريك المخفَّف للكشف عن وجود أنيونات الكبريتيد.

أيون الكبريتيد (S2) هو مكافئ الكبريت لأيون الأكسيد (O2). والعديد من الفلزات التي تكوِّن أكاسيد تكوِّن أيضًا كبريتيدات.

في الاختبار الأوَّلي، يُكشَف عن أيونات الكبريتيد باستخدام حمض الهيدروكلوريك المخفَّف (HCl()aq). تتحوَّل أيونات الكبريتيد إلى كبريتيد الهيدروجين، وهو ما يمكن الكشف عنه بتفاعله مع إيثانوات الرصاص الثنائي (ويُعرَف أيضًا باسم أسيتات الرصاص الثنائي).

تفاعل: أيونات الكبريتيد مع الحمض

S()+2H()HS()2+2saqg

تفاعل: كبريتيد الهيدروجين مع أسيتات الرصاص الثنائي

HS()+Pb(CHCOO)()PbS(,)+2CHCOOH()2323gaqsaqأد

كبريتيد الرصاص غير قابل للذوبان وله لون قوي؛ ولذلك يمكن التأكد من وجود كبريتيد الهيدروجين بمجرد النظر.

فيما يلي الاختبار بالكامل.

يمكن إجراء اختبار التأكد من وجود أيونات الكبريتيد في المحلول بإضافة محلول نيترات الفضة. إذا كانت أيونات الكبريتيد موجودة، فسيتكون راسب أسود من كبريتيد الفضة.

تفاعل: أيونات الكبريتيد مع أيونات الفضة

S()+2Ag()AgS(,)2+2aqaqsأد

فيما يلي الاختبار بالكامل.

ويمكن تكوُّن رواسب أخرى في حالة وجود أنيونات أخرى بخلاف الكبريتيد، وعلى سبيل المثال، أيونات الفضة وأيونات الكربونات تكوِّنان معًا راسبًا أبيض من كربونات الفضة. ومع ذلك، يظل اللون المميِّز لراسب كبريتيد الفضة واضحًا في حالة وجود أيونات الكبريتيد.

مثال ١: التعرُّف على الأيون المضاد للصوديوم في الاختبارات الكيميائية للأملاح

توضِّح الصورة سلسلة من الاختبارات أُجريت على ملح مجهول من أملاح الصوديوم، X.

ما صيغة ملح الصوديوم المجهول على الأرجح؟

الحل

موضَّح لدينا في الصورة أنه تم تفاعل محلول X بنيترات الفضة (AgNO3)، ما ينتج عنه خليط أسود اللون. هناك عيِّنة أخرى من محلول X تم تفاعلها أولًا مع حمض الهيدروكلوريك (HCl)، ما ينتج عنه غاز ذو رائحة كريهة. وبعد ذلك، تم تفاعل الخليط مع أسيتات الرصاص (Pb(CHCOO)32)، ما ينتج عنه خليط مختلف أسود اللون.

يوضِّح هذان الاختباران الكيميائيان وجود أيونات الكبريتيد (S2). إذا كان الملح X يحتوي على أيونات S2، فإن إضافة نيترات الفضة تؤدِّي إلى تكوُّن راسب أسود من كبريتيد الفضة (AgS2).

وأيضًا في حالة وجود حمض الهيدروكلوريك، فإن أيونات الكبريتيد تتفاعل لإنتاج غاز كبريتيد الهيدروجين الذي تنطلق منه رائحة تشبه رائحة البيض الفاسد. وتؤدِّي إضافة أسيتات الرصاص إلى تكوُّن راسب أسود من كبريتيد الرصاص (في حالة وجود قدر كافٍ من كبريتيد الهيدروجين، أو وجود أيونات من الكبريتيد).

ومن ثَمَّ، فإنه من المؤكد أن ملح الصوديوم X يحتوي على أيونات الكبريتيد.

إذن الصيغة المحتملة للملح X هي NaS2.

يمكن أيضًا إجراء اختبار باستخدام حمض الهيدروكلوريك المخفَّف للكشف عن وجود أنيونات الثيوكبريتات.

أيون الثيوكبريتات (SO232) يُشبه في تركيبه أيون الكبريتات (SO42) وأيون الكبريتيت (SO32). يمكننا التفكير في أيون الثيوكبريتات على أنه أيون كبريتات تحل فيه ذرة كبريت محل ذرة أكسجين واحدة. ومع ذلك، فإن حالة تأكسد الكبريت في الثيوكبريتات هي نفسها حالة تأكسد الكبريت في الكبريتيت:

من المهم تذكُّر ذلك؛ لأن اختبار الكبريتيت واختبار الثيوكبريتات متشابهان جدًّا؛ فكلاهما يبدأ بإضافة حمض الهيدروكلوريك. وفي حالة وجود أيونات الثيوكبريتات، يُنتَج غاز ثاني أكسيد الكبريت، بالإضافة إلى تكوُّن راسب أصفر من الكبريت، وهو ما يميِّز أيون الثيوكبريتات.

بما أنه يمكن أكسدة SO2، فإنه يُختبَر باستخدام ثاني كرومات البوتاسيوم. وبشكل مبدئي، فإن وجود راسب أصفر كافٍ للدلالة على وجود أيونات الثيوكبريتات.

تفاعل: الثيوكبريتات مع الحمض

SO()+2H()HO()+SO()+S()232+22saqlgs

فيما يلي الاختبار بالكامل.

إن الاختبار التأكيدي للكشف عن أيون الثيوكبريتات يعتمد على قدرته على اختزال عنصر اليود إلى أيونات اليوديد. إذا أضفنا محلولًا من اليود إلى محلول الاختبار، وكان به قدر كافٍ من أيونات الثيوكبريتات، فسيتلاشى لون محلول اليود وتُأكسَد أيونات الثيوكبريتات (SO232) لتكوين أيونات رباعي الثيونات (SO462). وبما أن اليود مادة غير قابلة للذوبان في الماء، فإن محاليل اليود عادةً ما تحتوي على القليل من يوديد البوتاسيوم، وهو ما يساعد في إذابة جزيئات I2.

تفاعل: أيونات الثيوكبريتات مع اليود

SO()+I(,)SO()+I(,)2322462aqaqaqaq/ُانSO462 هي صيغة رباعي الثيونات.

فيما يلي الاختبار بالكامل.

يمكن أيضًا إجراء الاختبار باستخدام حمض الهيدروكلوريك المخفَّف للكشف عن وجود أنيونات النيتريت.

أيونات النيتريت (NO2) تكون غير مستقرة في الأوساط الحمضية. ويمكن الكشف عنها من خلال تفاعلها مع حمض الهيدروكلوريك. يتفكَّك أحد النواتج، وهو حمض النيتروز، وينطلق منه غاز أول أكسيد النيتروجين غير القابل للذوبان في الماء. إلا أن غاز أول أكسيد النيتروجين سيتفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء لإنتاج غاز ثاني أكسيد النيتروجين الذي يتميَّز بلونه البرتقالي القوي.

تفاعل: أيونات النيتريت مع الحمض

NO()+H()HNO()3HNO()HNO()+HO()+2NO()2+2232saqaqaqaqlg

تفاعل: غاز أول أكسيد النيتروجين مع الأكسجين

2NO()+O()2NO()ggg22

فيما يلي الاختبار بالكامل.

ويمكن إجراء الاختبار التأكيدي بتمرير الغاز المنطلق عند خلط HCl()aq بالمادة الصلبة المجهولة في محلول KMnO4 المحمَّض بحمض الكبريتيك المركَّز. ونلاحظ بذلك تحوُّل اللون الأرجواني الداكن للبرمنجنات إلى لون وردي فاتح؛ حيث يكون المحلول عديم اللون تقريبًا، وذلك بسبب اختزال أيونات المنجنات، كما هو موضَّح في الشكل الآتي:

تفاعل: غاز ثاني أكسيد النيتروجين مع أيونات البرمنجنات

5NO()+2MnO(,)+6H()5NO()+2Mn(,)+3HO()24+32+2aqaqaqaqaqlأراوردي

وبذلك، نجد أن تصاعد غاز يتحوَّل إلى اللون البُني وقابل للأكسدة يُعَد تأكيدًا على وجود أيون النيتريت.

إذا لم تَثبُت فعالية الاختبار باستخدام حمض الهيدروكلوريك، فإن المرحلة الثانية من الاختبار تتضمَّن استخدام حمض الكبريتيك المركَّز. يُستخدَم حمض الكبريتيك المركَّز لتحديد الهاليدات (F، Cl، Br، I) والنيترات (NO3).

إذا كانت نتائج الاختبار في المرحلتين الأولى والثانية باستخدام حمض الهيدروكلوريك المخفَّف وحمض الكبريتيك المركَّز سلبية، فسيتم إجراء المرحلة الثالثة من الاختبار باستخدام محلول كلوريد الباريوم.

يمكن استخدام محلول كلوريد الباريوم لتحديد الأنيونات الآتية:

  • الفوسفات (PO43)
  • الكبريتات (SO42)

لا يمكن استخدام أحماض أخرى تحل محل أنيونات الكبريتات والفوسفات؛ فكلتاهما أنيونات لأحماض قوية جدًّا. حمض الهيدروكلوريك، على سبيل المثال، أقل استقرارًا من حمض الكبريتيك؛ ومن ثَمَّ، لا يمكنه أن يحل محل أنيون الكبريتات في المحاليل الملحية. ونتيجةً لذلك، لن نتحقَّق من انطلاق غاز في هذه المجموعة المتنوعة، لكن سنتحقَّق من تكوُّن راسب.

في هذا الشارح، سنركِّز على الفوسفات (PO43).

يمكننا الكشف عن أيونات الفوسفات باستخدام كلوريد الباريوم. ستتفاعل أيونات الباريوم مع أيونات الفوسفات، ما ينتج عنه راسب أبيض من فوسفات الباريوم. يتكوَّن أيضًا راسب أبيض مماثل من كبريتات الباريوم عند إضافة كلوريد الباريوم إلى محلول مجهول يحتوي على أيونات الكبريتات. ولذلك، فإن الخطوة التالية التي يُضاف فيها حمض الهيدروكلوريك المخفَّف ويُتحقَّق من الذوبان هي جزء مهم جدًّا من عملية الاختبار.

تفاعل: أيونات الفوسفات مع أيونات الباريوم

2PO()+3Ba()Ba(PO)()432+342aqaqs

فيما يلي الاختبار.

يمكننا التأكد من طبيعة هذا الراسب بإضافة حمض الهيدروكلوريك المخفَّف. سنجد أن راسب فوسفات الباريوم الأبيض يذوب مرة أخرى كما هو موضَّح في الآتي. في حين، لن يتأثَّر راسب كبريتات الباريوم الأبيض بالحمض المعدني.

تفاعل: أيونات فوسفات الباريوم مع الحمض

Ba(PO)()+6H()2HPO()+3Ba()342+342+saqaqaq

فيما يلي الاختبار بالكامل.

يمكننا هنا إجراء اختبار تأكيدي مختلف يتضمَّن استخدام محلول نيترات الفضة. تتفاعل أيونات الفوسفات مع أيونات الفضة لتكوين راسب أصفر من فوسفات الفضة، وهو ما يمكن إذابته مرةً أخرى عن طريق إضافة حمض النيتريك أو الأمونيا.

تفاعل: أيونات الفوسفات مع أيونات الفضة

PO()+3Ag()AgPO(,)43+34aqaqsأ

فيما يلي الاختبار بالكامل.

تفاعل: فوسفات الفضة مع حمض النيتريك

AgPO()+3HNO()3AgNO()+HPO()343334saqaqaq

تفاعل: فوسفات الفضة مع الأمونيا

AgPO()+6NH()3[Ag(NH)]()+PO()34332+43saqaqaq

مثال ٢: تحديد ووصف الراسب الناتج عن تفاعل أيونات الفوسفات المائية مع كلوريد الباريوم

التفاعل مع كلوريد الباريوم هو أحد الاختبارات التي تُستخدَم للكشف عن الوجود المحتمَل لأيونات الفوسفات. المعادلة الرمزية لهذا التفاعل هي: 2NaPO+3BaClX+6NaCl342

  1. أيُّ راسب صلب (المركب X) ينتجه هذا التفاعل؟
  2. ما لون الراسب الناتج؟

الحل

يمكن الكشف عن أيونات الفوسفات في محلول باستخدام كلوريد الباريوم. ويتسم هذا الاختبار بفاعليته؛ وذلك بسبب تكوُّن راسب ناتج من تفاعل كلوريد الباريوم مع أيونات الفوسفات. إذا كانت أيونات الفوسفات موجودة في محلول، فسيتكون هذا الراسب. ويتضح هنا أن أيونات الفوسفات قد تكون موجودة.

الجزء الأول

عندما نتناول هذه المعادلة، يمكننا ملاحظة أن الناتج الآخر هو كلوريد الصوديوم (NaCl). ونظرًا لأن هذا تفاعل استبدال، فهذا يعني أن أيونات الباريوم وأيونات الفوسفات مجهولة؛ ما يُشير إلى أنها بالتأكيد موجودة في المركب X. ومن ثَمَّ، فإن صيغة الملح المتكوِّن نتيجة تفاعل Ba2+ وPO43 هي Ba(PO)342.

إذن إجابة الجزء الأول هي Ba(PO)342.

الجزء الثاني

كما هو الحال مع العديد من الأملاح التي تتكوَّن من عناصر المجموعة الرئيسية، فإن راسب فوسفات الباريوم سيكون أبيض اللون.

إذن إجابة الجزء الثاني هي: أبيض.

مثال ٣: تقييم نتائج الاختبارات الكيميائية لمواد صلبة مجهولة لتحديد أيٌّ منها يحتوي على أملاح محدَّدة

أُعطي أحد الطلاب خمسة من أملاح الصوديوم المجهولة (من A إلى E). لدى الطالب فقط حمض HCl()aq المخفَّف، وبعض من AgNO()3aq، وماء مقطر، ولا توجد أدوات أخرى بالمختبر. أضاف الطالب حمض HCl()aq المخفَّف إلى عيِّنة واحدة من كل ملح، وأضاف AgNO()3aq إلى المحاليل المائية للأملاح. يوضِّح الجدول الآتي الملاحظات الخاصة بكل تفاعل.

عيِّنة الملحتفاعل الملح الصلب مع HCl()aq المخفَّفتفاعل محلول الملح مع AgNO()3aq المخفَّف
Aلا توجد ملاحظاتتكوُّن راسب أصفر
Bانطلاق غاز عديم اللونعدم تكوُّن راسب
Cانطلاق غاز عديم اللون ذي رائحة كريهةتكوُّن راسب أسود
Dتكوُّن راسب أصفرعدم تكوُّن راسب
Eانطلاق غاز بُنيعدم تكوُّن راسب

  1. أيُّ محلول ملحي على الأرجح يحتوي على NaHCO3؟
  2. أيُّ محلول ملحي على الأرجح يحتوي على NaNO2؟

الحل

قبل الكشف عن الملح الموجود في كل محلول، سنتناول الاختبارات أولًا.

محلول نيترات الفضة (AgNO()3aq) عديم اللون. يمكننا هنا ملاحظة أن المحلولين A وC تكوَّن بهما راسب عند إضافة AgNO()3aq، في حين لم يحدث أي تغيُّر في المحاليل الأخرى. إننا نتوقَّع تكوُّن راسب من أيٍّ من الأيونات الآتية: Cl (AgCl، أبيض) وBr (AgBr، أبيض مائل إلى الأصفر) وI (AgI، أصفر فاتح) وCO32 (AgCO23، أبيض) وSO42 (AgSO24، أبيض) وS2 (AgS2، أسود) وPO43 (AgPO34، أصفر).

يتضمَّن الاختبار الثاني إضافة حمض الهيدروكلوريك المخفَّف (HCl()aq). بالنسبة إلى المحاليل B وC وE، فتنطلق منها غازات، أما المحلول D فيتكوَّن به راسب، وبالنسبة إلى المحلول A، نجد أنه لا يوجد أي تغيُّر.

إننا نتوقَّع تصاعد غاز عديم اللون والرائحة عند تفاعل HCl()aq مع أيونات الكربونات أو أيونات البيكربونات، والغاز هو ثاني أكسيد الكربون الذي يمكن الكشف عنه باستخدام ماء الجير.

سينتج غاز عديم اللون ذو رائحة كريهة إذا كان الملح يحتوي على أيونات الكبريتيد (S2). ويتفاعل حمض الهيدروكلوريك معها لإنتاج غاز كبريتيد الهيدروجين (HS2) الذي له رائحة تُشبه رائحة البيض الفاسد، كما أنه عديم اللون.

يتكوَّن راسب أصفر إذا كانت أيونات الثيوكبريتات (SO232) موجودة. إذن، بالإضافة إلى تصاعد غاز ثاني أكسيد الكبريت (الذي له رائحة مثل رائحة أعواد الثقاب المحترقة)، يتكوَّن راسب أصفر من الكبريت.

ينتج غاز بُني اللون في حالة وجود أيونات النيتريت (NO2). وينتج عن التفاعل بين حمض الهيدروكلوريك وأيونات النيتريت غاز أول أكسيد النيتروجين الذي يتفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء لتكوين ثاني أكسيد النيتروجين ذي اللون البُني.

الجزء الأول

الأيون الذي يعنينا في بيكربونات الصوديوم (NaHCO3) هو أيون البيكربونات (HCO3). والنتائج التي نتوقَّعها من هذين الاختبارين إذا كانت أيونات كربونات الهيدروجين موجودة هي كالآتي: AgNO():HCl():3aqaqونزان,.

وهذا يتوافق مع المحلول B.

بيكربونات الفضة قابل للذوبان في الماء؛ ولذلك لن يتكوَّن راسب إذا أضفنا محلول نيترات الفضة. وإجراء الاختبار باستخدام HCl()aq سيُعطينا النتائج نفسها إذا كانت أيونات الكربونات موجودة، لكن يمكننا توقُّع تكوُّن راسب أبيض من كربونات الفضة في اختبار نيترات الفضة إذا كانت أيونات الكربونات موجودة. وبما أن هذه ليست الحالة لدينا، يمكننا إذن قول إن الملح الموجود في المحلول B هو AgHCO3.

إذن الإجابة هي B.

الجزء الثاني

الأيون الذي يعنينا في نيتريت الصوديوم هو أيون النيتريت (NO2). والنتائج التي نتوقَّعها من هذين الاختبارين في حالة وجود أيونات النيتريت هي كالآتي: AgNO():HCl():3aqaqونزُان,.

وهذا يتوافق مع المحلول E.

نيتريت الفضة قابل للذوبان في الماء، ومن ثَمَّ لا يتكوَّن راسب عند إضافة محلول نيترات الفضة. الغاز البُني الناتج عن إضافة HCl()aq هو أحد سمات أيون النيتريت، وهذا يؤكِّد ما توصَّلنا إليه.

إذن الإجابة هي E.

فيما يلي ملخَّص لما تعلَّمناه عن الاختبارات الإضافية للكشف عن الأنيونات.

النقاط الرئيسية

  • يمكن الكشف عن أيونات البيكربونات (HCO3) باستخدام حمض، وإذا نتج عن ذلك غاز أدى إلى تعكير ماء الجير، فهذا يعني أن أيونات البيكربونات هي الموجودة لدينا.
  • للتمييز بين أيونات الكربونات وأيونات البيكربونات، يمكننا استخدام كبريتات المغنيسيوم مع المحلول المجهول، وإذا لم يتكوَّن راسب في البداية ثم تكوَّن راسب أبيض بعد التسخين، فهذا يعني أن أيونات البيكربونات هي الموجودة لدينا.
  • يمكن الكشف عن أيونات الكبريتيد باستخدام حمض الهيدروكلوريك المخفَّف (HCl()aq)؛ إذ تتحوَّل أيونات الكبريتيد إلى كبريتيد الهيدروجين الذي يمكن الكشف عنه بتفاعله مع إيثانوات الرصاص الثنائي (المعروف أيضًا باسم أسيتات الرصاص الثنائي)؛ حيث ينتج ثاني كبريتيد الرصاص الثنائي الأسود.
  • في الاختبار التأكيدي، يمكن الكشف عن أيونات الكبريتيد باستخدام نيترات الفضة؛ حيث ينتج عن ذلك تكوُّن راسب أسود من كبريتيد الفضة.
  • يمكن الكشف عن أيونات الثيوكبريتات بإضافة حمض الهيدروكلوريك، وإذا كانت أيونات الثيوكبريتات موجودة، فسيتكوَّن راسب أصفر من الكبريت، وسيتصاعد غاز ثاني أكسيد الكبريت (الذي يحوِّل لون ورقة ترشيح مبلَّلة بثاني كرومات البوتاسيوم من اللون البرتقالي إلى اللون الأخضر).
  • في الاختبار التأكيدي، يمكن أيضًا الكشف عن أيونات الثيوكبريتات باستخدام محلول اليود، الذي يفقد لونه البرتقالي/البُني.
  • يمكن الكشف عن أيونات النيتريت باستخدام حمض الهيدروكلوريك، وهو ما ينتج عنه غاز أكسيد النيتروجين المتعادل، الذي يمكن أكسدته باستخدام برمنجنات البوتاسيوم.
  • يمكن الكشف عن أيونات الفوسفات باستخدام كلوريد الباريوم لتكوين راسب أبيض يذوب مرةً أخرى عند إضافة حمض الهيدروكلوريك.
  • في الاختبار التأكيدي، يمكن أيضًا الكشف عن أيونات الفوسفات باستخدام نيترات الفضة، ما يؤدي إلى تكوُّن راسب أصفر من فوسفات الفضة يذوب مرةً أخرى عند إضافة حمض النيتريك أو محلول الأمونيا.
    الأنيونالاختبارالنتيجة الإيجابية
    البيكربونات (HCO3)-HCl()aq
    – ماء الجير (CaOH()2aq )
    غاز عديم اللون يعكِّر ماء الجير.
    -MgSO()4aq
    – حرارة
    تكوُّن راسب أبيض بعد التسخين.
    الكبريتيد (S2)-HCl()aq
    - ورقة مبلَّلة بـ Pb(CHCOO)32
    غاز عديم اللون يحوِّل محلول أسيتات الرصاص الثنائي عديم اللون إلى اللون الأسود.
    AgNO()3aqراسب أسود.
    الثيوكبريتات (SO232)-HCl()aq
    – ورقة مبللة بـ KCrO()227aq
    راسب أصفر
    غاز حمضي عديم اللون يحوِّل ورقة عباد الشمس إلى اللون الأحمر.
    I()2aqتلاشي لون محلول اليود البرتقالي/البُني.
    النيتريت (NO2)HCl()aq
    KMnO()4aq محمَّض
    غاز قابل للأكسدة عديم اللون يتحوَّل إلى اللون البُني
    ويحوِّل لون محلول برمنجنات البوتاسيوم الأرجواني إلى اللون الوردي الفاتح.
    الفوسفات (PO43)BaCl()2aq
    HCl()aq مخفَّف
    راسب أبيض يذوب مرة أخرى بإضافة حمض الهيدروكلوريك.
    AgNO()3aq
    HNO()3aq
    راسب أصفر يذوب مرة أخرى بإضافة حمض النيتريك.
    AgNO()3aq
    NH()3aq
    راسب أصفر يذوب مرةً أخرى في محلول الأمونيا.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.