الدرس: 6-2 التحليل الوصفي (النوعي)

التحليل الوصفي (النوعي): هو مجموعة من طرائق تحليل كيميائي تهدف إلى معرفة هوية مكون واحد أو أكثر من مكونات المادة أو مزيج من المواد أو المحاليل ومعرفة الأسلوب الذي ترتبط به هذه المكونات ببعضها.

كيف تتم عملية تشخيص المادة المراد تحليلها؟

تتم من خلال تحويلها إلى مركب جديد ذو خواص معروفة ومميزة بمساعدة مادة أخرى معلومة التركيب تدعى الكاشف بواسطة تفاعل كيميائي.

التحليل الوصفي للأيونات الموجبة الأكثر شيوعاً تتضمن عملية التحليل الوصفي للأيونات الموجبة خطوتان هما:

1. فصل الأيونات عن بعضها البعض.
2. الكشف عن وجود كل أيون من عدمه من خلال إجراء تفاعلات كيميائية معروفة ومن أجل إنجاز عملية التحليل الوصفي لهذه الأيونات تم تقسيم الأيونات الفلزية إلى خمس مجاميع تمتاز كل مجموعة بعامل مرسب معين تؤدي إضافته للمحلول إلى ترسيب مجموعة الأيونات الخاصة بتلك المجموعة وبالتالي فصلها بطريقة الترشيح تتبعها عملية الكشف عنها.

تنجز عملية الفصل بالإضافة النظامية للعامل المرسب ابتداءً من المجموعة الأولى إلى المجموعة الخامسة حسب الترتيب بالجدول أدناه:

اقتراح طريقة لحفظ المجاميع الخمس من الأيونات الموجبة:

أكمل المعادلات الآتية:

• $\to$Hg₂^{+ 2} + HCl

• $\to$Bi₃+ + H₂S

• $\stackrel{{\mathrm{NH}}_4\mathrm{Cl}}{\to }$Al₃+ + NH₄OH

• $\underset{{\mathrm{NH}}_4\mathrm{Cl}}{\overset{{\mathrm{NH}}_4\mathrm{OH}}{\to }}$Mn2+ + H2S

${\mathrm{Hg}}_2{\mathrm{Cl}}_2+2{\mathrm{H}}^{+}$$\to$Hg₂^{+ 2} + HCl

${\mathrm{Bi}}_2{\mathrm{S}}_3+6{\mathrm{H}}^{+}$$\to$Bi₃+ + H₂S

$\stackrel{{\mathrm{NH}}_4\mathrm{Cl}}{\to }\mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_3+3{\mathrm{NH}}_4^{+}$Al₃+ + NH₄OH

$\underset{{\mathrm{NH}}_4\mathrm{Cl}}{\overset{{\mathrm{NH}}_4\mathrm{OH}}{\to }}\mathrm{MnS}+2{\mathrm{H}}^{+}$Mn2+ + H2S

كيف يمكن الفصل بين أيونات الفضة والكادميوم والحديد III؟

يتم الفصل بينها حسب الإضافة النظامية للعوامل المرسبة لهذه المجاميع وكالآتي:

1. يضاف العامل المرسب للمجموعة الأولى وهو حامض HCl المخفف فيتفاعل أيون الفضة ويرسبه بشكل AgCl يفصل بالترشيح عن المحلول.
2. يمرر غاز كبريتيد الهيدروجين على المحلول المحمض فيترسب أيون الكادميوم على هيئة كبريتيد الكادميوم ويفصل بالترشيح عن المحلول، وذلك بإضافة III يمكن جمعه على هيئة هيدروكسيد الحديد III.
3. يبقى في المحلول أيون الحديد هيدروكسيد الأمونيوم ومحلول كلوريد الأمونيوم.

علل: يصنف أيون الرصاص Pb⁺² ضمن المجموعتين الأولى والثانية؟

وذلك لكون ذوبانية كلوريد الرصاص كبيرة نسبياً مما يسبب أحياناً عدم ترسبه بشكل تام عند إضافة حامض HCl المخفف.

أكمل المعادلات التالية:

• $\to$Hg²⁺+ +2HCl

• $\to$Pb⁺² + 2HCl

• $\to$Cu²⁺ + H₂S

• $\to$2 Sb⁺³ + H₂S

• $\to$ Ni²⁺ + H₂S

• $\to$Al³⁺ + 3 NH₄OH

$$\begin{gathered} \begin{array}{r}{{\mathrm{Hg}}_2}^{2+}+2\mathrm{HCl}\to {\mathrm{Hg}}_2{\mathrm{Cl}}_2+2{\mathrm{H}}^{+}\\ \\ {\mathrm{Pb}}^{+2}+2\mathrm{HCl}\to {\mathrm{PbCl}}_2+2{\mathrm{H}}^{+}\\ \\ {\mathrm{Cu}}^{2+}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}\to \mathrm{CuS}+2{\mathrm{H}}^{+}\\ \\ 2{\mathrm{Sb}}^{+3}+3{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}\to {\mathrm{Sb}}_2{\mathrm{S}}_3+6{\mathrm{H}}^{+}\\ \end{array} \\ {\mathrm{Al}}^{3+}+3{\mathrm{NH}}_4\mathrm{OH}\stackrel{\mathrm{NH}4\mathrm{Cl}}{\to }\mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_3+3{\mathrm{NH}}_4^{+} \\ {\mathrm{Ni}}^{2+}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}\to \mathrm{NiS}+2{\mathrm{H}}^{+} \end{gathered}$$

لديك محلول يحتوي على أيونات النحاس والألمنيوم وأيون الأمونيوم كيف يمكنك الفصل بينهم؟

يمكن الفصل بينها حسب الاضافة النظامية وكالآتي:

1. يضاف العامل المرسب للمجموعة الثانية وهو غاز H₂S بوجود حامض HCl المخفف فيتفاعل مع أيون النحاس ويرسبه على هيئة كبريتيد النحاس يفصل عن المحلول بطريقة الترشيح.

2. يضاف العامل المرسب للمجموعة الثالثة A وهو هيدروكسيد الأمونيوم مع كلوريد الأمونيوم فيتفاعل مع الألمنيوم ويرسبه على هيئة هيدروكسيد الألمنيوم يفصل عن المحلول بطريقة الترشيح.

${\mathrm{Al}}^{3+}+3{\mathrm{NH}}_4\mathrm{OH}\stackrel{\mathrm{NH}4\mathrm{Cl}}{\to }\mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_3+3{\mathrm{NH}}_4^{+}$

3. يبقى أيون الأمونيوم في المحلول لوحده بعد ترسيب كل من أيون النحاس وأيون الألمنيوم.

كيف تكشف عن وجود أيونات الرصاص في محلولها؟

نضيف محلول كاشف كرومات البوتاسيوم K₂CrO₄ إليه فيتكون راسب أصفر من كرومات الرصاص:

${\mathrm{Pb}}^{2+}+{\mathrm{K}}_2{\mathrm{CrO}}_4\to {\mathrm{PbCrO}}_4+2{\mathrm{K}}^{+}$

كيف يمكن الفصل بين أيونات الزرنيخ وأيون الألمنيوم وأيون الصوديوم؟

يتم الفصل بينها حسب الإضافة النظامية للعوامل المرسبة لهذه المجاميع وكالآتي:

يحمض المزيج بحامض الهيدروكلوريك المخفف ثم يمرر العامل المرسب للمجموعة الثانية وهو كبريتيد الهيدروجين فيتفاعل مع أيون الزرنيخ ويتكون راسب من كبريتيد الزرنيخ يفصل بالترشيح:

$2{\mathrm{As}}^{3+}+3{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}\to {\mathrm{As}}_2{\mathrm{S}}_3+6{\mathrm{H}}^{+}$

يضاف العامل المرسب للمجموعة الثالثة A وهو هيدروكسيد الأمونيوم بوجود كلوريد الأمونيوم فيتفاعل مع أيون الألمنيوم ويتكون راسب من هيدروكسيد الألمنيوم يفصل بالترشيح:

${\mathrm{Al}}^{3+}+3{\mathrm{NH}}_4\mathrm{OH}\stackrel{\mathrm{NH}4\mathrm{Cl}}{\to }\mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_3+3{\mathrm{NH}}_4^{+}$

المتبقي في الراشح هو أيون الصوديوم يبقى ذائباً بدون ترسيب.

كيف يمكن الفصل بين أيون الرصاص وأيون الفضة من محلول يحتويهما؟

بما أن أيون الرصاص وأيون الفضة يصنفان ضمن المجموعة الأولى لذلك يتم فصلهما عن المحلول وذلك بترسيبهما على هيئة كلوريدات بإضافة حامض الهيدروكلوريك المخفف ثم نقوم بفصلهما وذلك بإضافة الماء المغلي للراسب فيذوب كلوريد الرصاص، بينما لا يتأثر كلوريد الفضة ويفصل كلوريد الفضة بالترشيح.

عملية فصل وتحليل أيونات المجموعة الأولى:

يتم ترسيب المجموعة الأولى على هيئة كلوريدات بإضافة حامض HCl المخفف ويتم الكشف عن كل أيون.