نسخة الفيديو النصية
تخلط بحذر كمية صغيرة من حمض الكبريتيك المركز بمحلول يشتبه في احتوائه على نيترات الصوديوم في اختبار أولي للكشف عن أيونات النيترات. في وقت لاحق من هذا الاختبار، أضيفت برادة النحاس إلى أنبوب الاختبار. لماذا يحدث هذا؟ أ: لأكسدة أي حمض موجود في الخليط. ب: لتكوين حلقة بنية على سطح المحلول. ج: لزيادة كمية ثاني أكسيد النيتروجين الناتج. د: لتكوين محلول محضر حديثًا من كبريتات النحاس. هـ: للتفاعل مع غاز الأكسجين الناتج لتكوين أكسيد النحاس الثنائي.
الصيغة الكيميائية لحمض الكبريتيك المركز هي H2SO4. يمكن أن يستخدم هذا الحمض في الاختبار الكيميائي للكشف عن أيونات الهاليد وأيونات النيترات. في هذا السؤال، نلاحظ أن حمض الكبريتيك جزء من اختبار الكشف عن أيونات النيترات التي تنتج عن بعض من نيترات الصوديوم. بما أن نيترات الصوديوم قابلة للذوبان في الماء بدرجة كبيرة، فإنها تطلق أيونات النيترات في المحلول. والصيغة الكيميائية لأيونات النيترات هي NO3−. للإجابة عن هذا السؤال، سنتناول أولًا كيفية عمل الاختبار الأولي للكشف عن أيونات النيترات، ثم نتحقق من صحة كل عبارة.
بما أن معظم أملاح النيترات قابلة للذوبان في الماء بدرجة كبيرة، فمن الصعب للغاية الكشف عن أيونات النيترات في محلول باستخدام طرق الترسيب. إذا أضيفت محاليل مختلفة تحتوي على أيونات فلزات بشكل منفصل إلى محاليل تحتوي على أيونات النيترات، فلن يلاحظ تكون أي رواسب على الإطلاق. لذا نعتمد، بدلًا من ذلك، على تصاعد غاز مرئي خلال اختبار الكشف عن أيونات النيترات عن طريق استخدام حمض الكبريتيك المركز. في هذا السؤال، يضاف حمض الكبريتيك المركز إلى كمية صغيرة من محلول نيترات الصوديوم. والغرض من هذا الجزء من الاختبار إنتاج حمض النيتريك من أيونات النيترات الموجودة في المحلول. حمض الكبريتيك المركز حمض قوي للغاية. ويتفاعل مع محلول نيترات الصوديوم لإنتاج محلول كبريتات الصوديوم وحمض النيتريك. وعليه، بعد إجراء هذا الجزء من الاختبار، سيحتوي أنبوب الاختبار على حمض النيتريك ومحلول كبريتات الصوديوم.
الصيغة الكيميائية لحمض النيتريك هي HNO3. وعند تسخين الخليط، سيتفكك حمض النيتريك. وينتج عن التحلل الحراري لحمض النيتريك الماء، وثاني أكسيد النيتروجين، والأكسجين. عند درجة حرارة هذا التفاعل، تكون جميع هذه النواتج في حالة غازية. لكن غاز ثاني أكسيد النيتروجين، على وجه التحديد، سيكون مرئيًّا؛ لأنه غاز بني اللون. ثاني أكسيد النيتروجين غاز سام للغاية أيضًا، لذا يجب إجراء هذا الجزء من الاختبار داخل جهاز شفط الأبخرة أو دولاب الأبخرة. حتى الآن، لم نتعرف على دور برادة النحاس في هذا الاختبار، رغم ذكرها في السؤال.
في الواقع أضيفت برادة النحاس لزيادة معدل تكوين ثاني أكسيد النيتروجين؛ أي: تكوين الغاز البني الذي سنلاحظه. بإضافة برادة النحاس إلى حمض النيتريك الموجود في الخليط، نحصل على تفاعل كيميائي ينتج عنه نيترات النحاس، والماء، والمزيد من غاز ثاني أكسيد النيتروجين. في هذا التفاعل، يتأكسد النحاس. ويتغير من فلز النحاس إلى أيونات النحاس المائي اثنين موجب من خلال فقد إلكترونين. وحمض النيتريك يؤكسد النحاس في هذا التفاعل. ومن ثم، يتمثل دور برادة النحاس في هذا الاختبار في تسريع إنتاج غاز ثاني أكسيد النيتروجين البني اللون؛ لكي نتمكن من الكشف عنه بسهولة. فملاحظة الغاز البني هي التي تعطينا نتيجة إيجابية لوجود أيونات النيترات في هذا الجزء من الاختبار.
والآن دعونا نختبر صحة كل عبارة لكي نوجد الإجابة الصحيحة. تنص العبارة أ على أن النحاس أضيف لأكسدة أي حمض نيتريك موجود في الاختبار. ورأينا بالفعل أن برادة النحاس تتأكسد وحمض النيتريك يختزل في هذا الاختبار. وعليه فإن هذه العبارة ليست الإجابة الصحيحة. تنص العبارة ب على أن النحاس أضيف لتكوين حلقة بنية على سطح المحلول. في الواقع، لوحظ تكون غاز بني أثناء الاختبار. ولكن لم تتكون حلقة بنية في هذا الاختبار، ومن ثم فهذه العبارة ليست الإجابة الصحيحة. تنص العبارة ج على أن للنحاس دورًا في زيادة كمية غاز ثاني أكسيد النيتروجين الناتج. رأينا أن هذا صحيح بالفعل، ولذا قد تكون هذه العبارة الإجابة الصحيحة.
تنص العبارة د على أن النحاس أضيف لتكوين محلول كبريتات النحاس. يتفاعل النحاس مع حمض النيتريك في الاختبار، وفي الواقع يتكون محلول نيترات النحاس الثنائية. وبما أننا لا نكون كبريتات النحاس في هذا الاختبار، فهذه العبارة ليست الإجابة الصحيحة. تنص العبارة هـ على أن النحاس يتفاعل مع غاز الأكسجين الناتج عن تفكك حمض النيتريك. ولكن في حال وجود أي غاز أكسجين، لن يتفاعل النحاس معه عند درجة الحرارة التي أجري عندها هذا الاختبار. إذن: العبارة هـ ليست الإجابة الصحيحة. في الواقع، الغرض من إضافة برادة النحاس في هذا الاختبار هو زيادة كمية ثاني أكسيد النيتروجين الناتج. إذن: الإجابة الصحيحة هي: لزيادة كمية ثاني أكسيد النيتروجين الناتج.
