Transcript Télécharger
المعايرة المباشرة Le dosage direct .Iمبدأ المعايرة المباشرة .1تعاريف معايرة نوع كيميائي Aمجهول التركيز (المحلول المعا َير) تكون باعتماد تفاعل كيميائي يحدث بينه وبين المعاير). نوع كيميائي آخر Bيأتي به محلول آخر ذو تركيز معروف (المحلول ِ التفاعل الحاصل بين Aو Bيسمى تفاعل المعايرة ,ويجب أن تتوفر فيه الشروط التالية: كليا أو تاما :يُستهلك المتفاعل الحدي كليا. سريعا :ينتهي التفاعل لحظيا أو في وقت وجيز. المعاير Bإال مع النوع المعا َير .A انتقائيا :ال يتفاعل النوع ِ المعاير Bيتواصل استهالك المتفاعل المعا َير Aحتى تنعدم كمية مادته ,في هذه مع إضافة المحلول ِ الحالة يكون قد تم استهالك المتفاعالن Aو Bمعا .نقول إن المعايرة وصلت إلى نقطة التكافؤ ,ونسمي الحجم المعاير للوصول إلى التكافؤ ,الحجم عند التكافؤ ,ونرمز له ب.Véq : المضاف من المحلول ِ .2تحديد التركيز المجهول نعتبر معادلة المعايرة التالية: لننشئ الجدول الوصفي: قبل التكافؤ حالة التفاعل تقدم التفاعل x=0 الحالة البدئية x أثناء التفاعل الحالة النهائية x=xmax cC + dD aA + bB aA + bB cC + dD )ni(A )ni(B 0 0 ni(A)-a.x ni(B)-b.x c.x d.x ni(A)-a.xmax 0 c.xmax d.xmax المعايرة المباشرة عند التكافؤ بعد التكافؤ aA + bB حالة التفاعل تقدم التفاعل cC + dD )ni(A )ni(B 0 0 x=0 الحالة البدئية ni(A)-a.x ni(B)-b.x c.x d.x x أثناء التفاعل 0 0 الحالة النهائية c.xmax d.xmax x=xmax حالة التفاعل الحالة البدئية أثناء التفاعل الحالة النهائية aA + bB تقدم التفاعل cC + dD )ni(A )ni(B 0 0 x=0 ni(A)-a.x ni(B)-b.x c.x d.x x 0 ni(B)-b.xmax c.xmax d.xmax x=xmax استثمار الجدول الوصفي :عند التكافؤ في الحالة النهائية للتفاعل لديناnf(A)=nf(B)=0 : أي: نعلم أن: ni(A)-a.xmax= ni(B)-b.xmax=0 ni(A)=CA.VAو CA.VA-a.xmax=0و ni(B)=CB.VBéq CB.VBéq-b.xmax=0 وبالتالي: المعايرة المباشرة نشاط :1المعايرة بقياس المواصلة 2H2O .1تفاعل المعايرة الحاصل هو: .2 2 1 0 )VB(mL 20.4 22.1 23.8 )G(mS 12 9.3 )VB(mL )G(mS 10 7.0 11 8.0 H3O+ + HO4 3 17.3 18.8 6 5 13.7 15.4 7 12.0 14 11.4 16 15 13.7 12.6 17 14.8 13 10.2 مع إضافة محلول الصودا تتفاعل أيونات OH-مع أيونات H3O+لتعطي جزيئات الماء ,إذن مع إضافة محلول الصودا يعوض كل أيون H3O+بأيون (Na+األقل مواصلة) مما يفسر تناقص مواصلة المحلول. عند تعويض كل أيونات H3O+تصل المواصلة إلى قيمتها الدنيا ,فنقول أننا وصلنا إلى نقطة التكافؤ. مع استمرار إضافة محلول الصودا بعد التكافؤ تتراكم أيونات Na+و( OH-عدم وجود أيونات H3O+ لحدوث التفاعل) مما يساهم في ارتفاع مواصلة المحلول من جديد. .3إحداثيات نقطة التكافؤ هي(VB=10mL;G=7.0mS) : وبالتالي تركيز حمض الكلوريدريك هو: 8 10.3 9 8.9 المعايرة المباشرة .IIطرق المعايرة المباشرة .1المعايرة بقياس المواصلة – تطبيق نتتبع تطور مواصلة جزء من محلول مائي لحمض الكلوريدريك, ذي تركيز مجهول CAبداللة الحجم المضاف VBمن محلول مائي للصودا ,ذي تركيز CBمعروف ,فنحصل على المنحنى التالي: انطالقا من المنحنى نحصل على نقطة التكافؤ ,Eوبالتالي الحجم المضاف عند التكافؤ هو.Véq : لنحسب التركيز CA حالة التفاعل تقدم التفاعل عند التكافؤ ni(H3O+)-xmax=0 :الحالة البدئية ni(OH-)- xmax=0 و أثناء التفاعل CA.VA=xmax الحالة النهائية CB.VBéq=xmax و 2H2O OH- x=0 وفير )ni(OH- )ni(H3O+ x وفير ni(OH-)- x ni(H3O+)-x x=xmax وفير + H3O+ ni(H3O+)-xmax ni(OH-)- xmax وبالتالي: نشاط :2المعايرة الملوانية تجربة :1المعايرة الملوانية التقريبية .1معادلة تفاعل المعايرة هي: MnO-4(aq) + 8H+ + 5e- = Mn2+(aq) + 4H2O )5(Fe2+ = Fe3+ + 1e- 5Fe3+ + Mn2+(aq) + 4H2O 5Fe2+ + MnO-4(aq) + 8H+ المعايرة المباشرة .2عند إضافة V<V2تتفاعل كل أيونات البرمنغنات (بنفسجية اللون) لتعطي أيونات المنغنيز (عديمة اللون) مما يفسر اختفاء اللون البنفسجي. أما في حالة V>V2تكون كل أيونات Fe2+قد اختفت ,فتتراكم أيونات البرمنغنات وبالتالي ال يختفي اللون البنفسجي. .3هذه المعايرة تقريبية ألن حجم التكافؤ المحصل عليه في هذه التجربة تقريبي13mL<V2éq<14mL : تجربة :2المعايرة الملوانية الدقيقة .1قيمة الحجم المضاف هيV2éq=13.3mL : .2تركيز أيونات الحديد IIهو: .2المعايرة الملوانية نعاير محلول كبريتات الحديد ,IIتركيزه مجهول ,C1بواسطة محلول برمنغنات البوتاسيوم ذي تركيز معروف .C2 في البداية يختفي اللون البنفسجي بعد اختالطه مع كبريتات الحديد ,IIحيث يتحول إلى أيونات المنغنيز Mn2+عديمة اللون ,وفق المعادلة التاليةMnO4- + 5Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O : عند استهالك كل أيونات Fe2+ال تتفاعل أيونات MnO4-مما يفسر تلون الخليط. لنحسب التركيز المجهول C1 المعايرة المباشرة حالة التفاعل تقدم التفاعل Mn2+ + 5Fe3++ 4H2O + 8H+ 5Fe2+ + MnO4- الحالة البدئية x=0 وفير 0 0 وفير )ni(Fe2+ )ni(MnO4- أثناء التفاعل x وفير 5.x x وفير ni(Fe2+)-5.x ni(MnO4-)- x الحالة النهائية x=xmax وفير عند التكافؤ: xmax 5.xmax ni(MnO4-)- xmax=0 C1V1=5.xmax وفير ni(MnO4-)- xmax ni(Fe2+)-5.xmax و ni(Fe2+)-5.xmax=0 C2V2éq=xmax و وبالتالي: .IIIدقة المعايرة تتعلق دقة المعايرة بدقة قياس كل معطى ,مثال .V2éq ,V1 ,C2 دقة :C2تتعلق بالطريقة المتبعة .لنعتبر ,C2m=0.030mol.L-1والدقة هي.±0.001 mol.L-1 : دقة :V1تتعلق بدقة الماصة المعيارية .لنعتبر ,V1m=20.00mLوالدقة هي.±0.02mL : دقة :V2éqتتعلق بدقة السحاحة .لنعتبر ,V2éqm=13.30mLوالدقة هي.±0.05mL : لنحسب مجال دقة التركيز C1 لدينا: C1m=0.10mol.L-1 ±0.07mol.L-1 والدقة هي مجموع الدقات: 0.3 mol.L-1 ≤ C1 ≤ 0.17 mol.L-1 وبالتالي: