أنواع التفاعلات فى التحليل الحجمي

أولاً/ أنواع التفاعلات التي لا يحدث فيها تغير في التكافؤ

– هذه التفاعلات عبارة عن إتحاد أيونات مع بعضها البعض مع احتفاظ كل الأيونات الداخلة في التفاعل بتكافؤاتها دون تغيير.

– تنقسم أنواع التفاعلات التى لايحدث لها تغير فى التكافؤ إلى ثلاث أنواع كما يلي:

(1) تفاعلات التعادل Neutralization reactions

ثانياً/ أنواع التفاعلات التي يحدث فيها تغير في التكافؤ

– تسمي هذه التفاعلات بتفاعلات الأكسدة والاختزال (Redox Reaction) وهي التي يصاحبها تغير في التكافؤ للمواد المؤكسدة والمواد المختزلة.

– يتم خلال هذه التفاعلات انتقال الالكترونات من المواد المختزلة إلى المواد المؤكسدة.

– ينتج عن ذلك تغير في رقم الأكسدة Oxidation number لهذه المواد.

– تعرف عملية فقد الإلكترونات بالأكسدة وعملية كسب الالكترونات بالاختزال.

تفاعلات التعادل Neutralization reactions

– تسمى هذه التفاعلات أيضاً بتفاعلات الأحماض مع القواعد Acid – Base reactions

– تشتمل علي معايرات الأحماض والقواعد وفيها يستقبل أيون الهيدروجين (proton) بواسطة قاعدة (Proton Acceptor) ليكون الماء الذي يمكن اعتباره غير متأين (Undissociated) حسب التفاعل كما يلي:

– كما تشمل أيضاً تفاعل حامض قوي مع ملح شقه الحمضي ضعيف تكون فيه الصفات القاعدية سائدة مثل تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع كربونات الصوديوم.

– كما تشمل تفاعل قاعدة قوية مع ملحه شقه القاعدي ضعيف تكون فيه الصفات الحمضية سائدة مثل تفاعل هيدروكسيد الصوديوم مع كلوريد الأمونيوم.

– يستفاد من التفاعلات السابقة في تقدير الأحماض والقواعد والأملاح التي يكون أحد شقيها ضعيف.

– يطلق على معايرة حمض قوي أو ملح شقه القاعدي ضعيف بقاعدة قوية بالقياس القلوي (Alkalimetry).

– أما عند معايرة قاعدة قوية أو ملح شقه الحمضي ضعيف بحامض قوي فيعرف ذلك بالقياس الحمضي (Acidimetry)

تفاعلات الترسيب Precipitation Reactions

– تفاعلات الترسيب هي أحد أنواع التفاعلات المستخدمة فى التحليل الحجمي.

– تعتمد على الاتحاد بين الأيونات أيضاً، ولكنها ليست أيونات الهيدروجين والهيدروكسيل، وينتج عن هذه التفاعلات تكون راسب شحيح الذوبان.

– فمثلاً عند تفاعل أيون الكلوريد مع أيون الفضة ينتج راسب أبيض من كلوريد الفضة كما بالتفاعل التالي:

– كذلك ينتج راسب أبيض من تفاعل أيون الفضة مع أيون الثيوسيانات كما بالتفاعل التالي:

– عند استخدام الفضة كأيون مرسب كما فى التفاعلات السابقة، فإن المعايرة تعرف بالقياس الفضي (Argentometry).

تفاعلات تكوين المتراكبات Complex Formation Reactions

– تعتمد هذة التفاعلات على اتحاد الأيونات لتكون متراكباً أو أيوناً معقداً ضعيف التفكك ويمكن أن يتم كما يلي:

(1) تفاعل الأيون المراد تعيينه مع أيون آخر معروف التركيز، كما في حالة معايرة أيون السيانيد بنترات الفضة كما بالمعادلة الأتية:

(2) أو تفاعل الأيون المراد تعيينه مع جزئ ليعطي ايوناً معقداً مثل تفاعل أيون النحاس الثنائي مع الأمونيا كما بالمعادلة الأتية:

(3) أو تفاعل أيون المعدن المراد تعيينه مع مركب مخلبي مثل رباعي خلات ثنائي أمين الأثيلين (EDTA) مثل تفاعل ايون الكالسيوم مع مركب الــــ EDTA

حيث يرمز للـــ EDTA بـ H₂Y^-2 في المعادلات.

تفاعلات الأكسدة والاختزال Redox Reaction

– هي أحد أنواع التفاعلات المستخدمة فى التحليل الحجمي وهي التي يصاحبها تغير في التكافؤ للمواد المؤكسدة والمواد المختزلة.

– يتم خلال هذه التفاعلات انتقال الالكترونات من المواد المختزلة إلى المواد المؤكسدة.

– ينتج عن ذلك تغير في رقم الأكسدة ((Oxidation Number لهذه المواد.

– تعرف عملية فقد الإلكترونات بالأكسدة وعملية كسب الالكترونات بالاختزال.

– فمثلاً أيون الحديد الثنائي عندما يفقد إلكترونا واحداً يتأكسد إلى أيون الحديد الثلاثي كما يلي:

– عندما تختزل البرمنجنات في وسط حمضي فإنها تأخذ خمسة الكترونات، أو يحدث انتقال خمسة الكترونات إلى أيون البرمنجنات كما يلي:

– وبجمع المعادلتين السابقتين بعد مساواة عدد الإلكترونات في كلتيهما نحصل على المعادلة الآتية كما يلي:

– نلاحظ من هذه المعادلة أن خمسة أيونات من الحديد الثنائي تأكسدت بواسطة أيون واحد من البرمنجنات في وسط حمضي وخمسة الكترونات فقدت من خمس أيونات من الحديد الثنائي.

المراجع : أنواع التفاعلات في التحليل بالمعايرة Classification of Reaction in Titrimetric Analysis – الفصل الثاني (أسس التحليل بالمعايرة) من كتاب التحليل الكيميائي الكمي التقليدي لطلاب الكليات والجامعات من تأليف : أ.د/محمد أحمد آشي ، أ.د/ عبد الغني حمزة ، د/ توفيق عميرة ، د/ عبد العزيز السباعي ، د/ أحمد عشي.