الاثنين، 21 نوفمبر، 2016

الكشف عن الشقوق القاعدية االكاتيونات

الكشف عن الشقوق القاعدية (االكاتيونات):



        الكشف عن الشق القاعدي أكثر تعقيداً من الكشف عن الشق الحمضي وذلك تزايد عدد الشقوق القاعدية وللتداخل فيما بينها ، علاوة على إمكان وجود الشق الواحد في صورة متعددة كحالات التأكسد المختلفة والأيونات المتراكبة .

        تقسم الفلزات في التحليل الكيفي إلى ست مجموعات ويعتمد هذا التقسيم على اختلاف ذوبان أملاح هذه الفلزات في الماء فمثلاً لا تذوب كلوريدات المجموعة الأولى في الماء ولذلك يسهل ترسيبها وفصلها عن المجموعات

        الأخرى على هيئة كلوريدات وكذلك المجموعة الثانية على هيئة كبريتيدات في الوسط الحمضي وهكذا وفيما يلي سنبين الأسس النظرية للكشف عن الشقوق القاعدية وفصلها ويسمى المحلول أو المحاليل التي تستعمل في ترسيب أية مجموعة باسم كاشف المجموعة والجدول يوضح فلزات كل مجموعة والكاشف المميز لها :

 جدول الشقوق القاعدية و  الكواشف المميزة لها مع نوع الراسب

المجموعة      الفـــلــــــــــــــزات     كاشف المجموعة      الراسب
الأولى فضة – رصاص – زئبقوز
         حمضHCl   كلوريدات
2 أ
2 ب   زئبقيق – نحاس – بز موت – كادميوم

– زرنيخ + أتتيمون – قصدير
         حمض HCl +
كبرتيد الهيدروجينH2S      كبريتيدات
الثالثة  ألومنيوم – كروم – حديد
         NH4OH+NH4Cl         هيدروكسيدات
الرابعة خارصين – منجنيز = كوبالت – نيكل
         H2S+NH4OH+NH4Cl        كبريتيدات
الخامسة         كالسيوم – استرانشيوم– باريوم
         (NH4)2CO3+NH4OH NH4Cl     كربونات
السادسة         ماغنسيوم – صوديوم – بوتاسيوم
         لا يوجد         --


المجموعة الأولى :

حمض HCl حمض قوي بتأين في المحاليل المخففة فعند إضافة هذا الحمض إلى أي محلول يحتوي على أملاح الفضة والرصاص والزنبقوز تترسب كلوريدات هذه الفلزات نظراً لتجاوز حاصل الإذابة لها . أما كلوريدات الفلزات الأخرى فإنها تذوب بسهولة فيما عدا كلوريد الباريوم الذي قد يترسب في حالة وجود تركيز عال من أيونات الباريوم .
ويتكون راسب هذه المجموعة من كلوريدات الرصاص والفضة الزئبقوز وتعتمد طريقة فصل هذه الكلوريدات على الحقائق التالية :
1 – كلوريد الرصاص يذوب في الماء بالغليان بينما لا يذوب كل من AgCl ، Hg2Cl2  .

 2– كلوريد الفضة يذوب في NH4OH  نظراً لتكوين التراكب [Ag (NH3)2]4 .
سهل الذوبان أما كلوريد الزئبقوز فيتحول إلى راسب أسود عبارة عن خليط من أمينو كلوريد الزئبقيك Hg (NH2) Cl والزئبق المجزأ تجزيئاً دقيقاً يمكن فصله من تراكب الفضة الذائب بالترشيح .


المجموعة الثانية :

كبرتيد الهيدروجين مشجع الذوبان في الماء نظراً لأنه حمض ضعيف فإن درجة تأينه ضعيفة .
H2S  [HS-] + [H+]

HS  [S--] + [H+]
وبتطبيق قانون فعل الكتلة :
ثابت =

وهذا يعني أنه في المحاليل المتأينة كبريتيد الهيدروجين توجد صلة اتزان بين الأيونات والجزئيات غير المتأينة ومن وجود حمض HCl يزداد تركيز أيونات الهيدروجين مما يتسبب في انخفاض درجة تأين كبريتيد الهيدروجين وتبعاً لذلك يقل تركيز أيونات الكبريتيد في المحلول للحفاظ على حالة الاتزان السابقة .







مع هذا فإن التركيز الضيئل من أيونات الكبرتيد يكفي لترسيب كبريتيدات المجموعة الثانية نظراً لصغر حاصل الإذابة وبهذا الطريقة يمكن فصل فلزات المجموعة الثانية على هيئة كبريتدات بواسطة HCl + H2S  .

وتنقسم هذه المجموعة فيما بينها إلى مجموعتين :

(2 أ) كبريتيدات الزئبقيق والبيزموت والنحاس والكادميوم .
(2 ب) كبريتيدات الزرنيخ والأنتيمون والقصدر .

(2 أ)   كبريتداتها لا تتأثر بمحلول كبريتد الأمونيوم الأصفر .
بينما تذوب (2ب) في هذا المحلول .

مجموعة (2 أ) يحتوي الراسب غير الذائب في محلول كبريتيد الأمونيوم الأصفر على كبريتدات الزئبقيق والبزموت والنحاس والكادنيوم وتعتمد طريقة فصل هذه الكبريتدات على الحقائق التالية : -


1 – كبريتيد الزئبقيق لا يتأثر بحمض النتريك المخفف بينما تتحول باقي الكبريتدات إلى نترات ذائبة وعلى ذلك يمكن فصل كبريتد الزئبقيق .

2 – يحتوي الراشح الناتج مع حمض النتريك على نترات البرتوت والنحاس والكادميوم وتفصل على شكل كبريتات بواسطة حمض الكبرتيك المخفف .



3 – عند إضافة NH4OH إلى الراشح ، يترسب البز موت على هيئة هيدروكسيد البز موت بينما يكون كل من النحاس والكادميوم أملاح متراكبة ذائبة .

4 – يمكن الكشف عن الكادميوم في وجود النحاس فعند إضافة محلول سيانيد البوتاسيوم إلى المحلول الأزرق (الناتج نبعد فصل هيدروكسيد البز موت) حتى يختفي اللون . يكون كل من النحاس والكادميوم سيانيدات متراكبة .

المجموعة (2 ب)  : يحتوي الراسب المتكون عند تحميض محلول كبرتيد الأمونيوم الأصفر (الناتج بعد فصل المجموعة (2 أ)) على كبريتيدات الزرنيخ والأنتمون والقصدير وتعتمد طريقة فصل هذه الكبريتدات على الحقائق التالية :


1 – كبرتيد الزرنيخ لا يتأثر بحمض HCl المركز بينما يذوب كل من كبريتد الأتنمون وكبرتيد القصدير مكوناً كلوريدات ذائبة .

Sb2S3 + 6HCl  2 Sb Cl3 + 3 H2S + 2S

Sn S2 + 4HCl     SnCl2 + 2H2S
وبهذا يمكن فصل الزرنيخ .

2 – يمكن فصل الأنتمون والقصدير بإحدى طريقتين :

أ – حمض الأتساليك يكون أيونات متراكبة غير ثابتة مع الأنتمون مما يسمح ترسيب كبريتد الأنتمون عند إضافة كبرتيد الهيدروجين .


ب – عند إضافة قطعة من الخارصين إلى المخلوط يختزل كلوريد الأنتمون إلى راسب أسود من فلز الأنتمون أما كلوريد القصديريك فيتخزل إلى كلوريد القصديروز الذائب .


المجموعة الثالثة : هيدروكسيد الأمونيوم وهو الكتروليت ضعيف التأين يعطي قدراً صغيراً من أيونات الهيدروكسيد .
NH3 + H2O  NH4OH  NH4- + OH-
ويطبق قانون فعل الكتلة :

                   ثابت =


وبالرغم من أن درجة تأين NH4OH صغيرة إلا أن تركيز أيونات OH-  في المحلول يكفي لترسيب هيدروكسيدات فلزات المجموعة الثالثة والرابعة والخامسة وكذا هيدروكسيد الماغنسيوم ولذا وجب إضافة وفرة من محلول كلوريد الأمونيوم الذي يتسبب في زيادة تركيز الأمونيوم مما يؤدي إلى خفض تركيز أيونات OH- في المحلول بالقدر الذي يسمح بترسيب هيدروكسيدات المجموعة الثالثة فقط (الألومنيوم والكروم والحديد) نظراً لصغر قيمة حاصل الإذابة لهذه الهيدروكسيدات).






وتعتمد طريقة الفصل على الحقائق التالية :

1 – نظراً للصفات المترددة لكل من Al(OH)3 ، Cr(OH)3 على خلاف (Fe(OH)3 فهما يذوبان في محلول NaOH لتكوين ألومنيات الصوديوم وكروميت الصودريوم .
Al(OH)3 + NaOH  Na AlO2 + 2 H2O

Cr (OH)3 + Na H  Na Cr O2 + 2 H2O

عند تسخين NaCrO2 يترسب هيدروكسيد الكروميك مرة أخرى أما الألومنيوم فيبقى في المحلول على هيئة ألومنيات الصوديوم الذائبة وبذلك يمكن فصله .

2 – عند معاملة هيدروكسيد الكروميك وهيدروكسيد الحديديك بفوق أكسيد الصوديوم (أو هيدروكسيد الصوديوم وفوق أكسيد الهيدروجين) يتأكسد هيدروكسيد الكروميك إلى كرومات الصوديوم الذائبة (ذات لون أصفر) .

2Cr (OH)3 + 3H2O2 + 4 NaOH  2 Na2 CrO4 + 8 H2O

وبهذا يمكن فصل الكروم .
المجموعة الرابعة


نظراً لارتفاع حاصل الإذابة لكبريتدات فلزات هذه المجموعة فإنه لا يمكن ترسيبها في الوسط الحمضي . ولكنها ترسب في الوسط القاعدي بواسطة كبريتيد الأمونيوم (أو كبريتيد الهيدروجين في وجود هيدروكسيد الأمونيوم) وكبريتيد الأمونيوم كباقي الأملاح بتأين لدرجة كبيرة وعلى هذا يزداد تركيز الخارصين والمنجنيز والنيكل فيتم ترسيبها .


قد تتسبب إضافة NH4OH  في ترسيب فلزات هذه المجموعة وكذا فلز (Mg) على هيئة هيدروكسيدات ولذا يجب إضافة محلول NH4u أولاً قبل
إضافة NH4OH للحد من تركيز أيونات OH- لدرجة لا تسمح ترسيب هيدروكسيد الماغنسيوم .

وتعتمد طريقة الفصل على الحقائق التالية :


1 – تذوب كبريتات من كل من الخارصين والمنجنيز في الحمض HCl مخفف بسهولة بينما لا تذوب كبريتات كل من الكويلت والنيكل وبالتالي يمكن فصلهم .

2 – عند معاملة المحلول المحتوي على كلوريد كل من الخارصين والمنجنيز بمحلول NaOH يترسب كل من الخارصين والمنجنيز ولكن نظراً للخواص المترددة لفلز الخارصين والمنجنيز فإن هيدروكسيد الخارصين يذوب في الزيادة من NaOH مكوناً خارصينات الصوديوم Na2 2n O2 وبذا يمكن فصل الخارصين .

3 – أما فيما يتعلق بالكوبالت والنيكل  فيمكن الكشف عن كل منهما باختبارات خاصة مميزة لا تتأثر بوجود العنصر الآخر مثل اختبار بتوسيانات  للكوبالت واختبار ثنائي ميثيل الجليوكزيم للنيكل .




تترسب فلزات هذه المجموعة وهي الكالسيوم والاستراتشيوم والباريوم على هيئة كربونات بواسطة كربونات الأومنيوم في وجود كل من كلوريد الأومنيوم وهيدروكسيد الأومنيوم .

         ويحتوي الراشح من المجموعة الرابعة على تركيز عال من أيونات الأومنيوم أعلى بكثير من الحد الضروري لمنع ترسيب هيدروكسيد الماغنسيوم وهذا التركيز العالي من أيونات NH4+ يؤثر على كربونات الأومنيوم المضافة حيث يعمل على خفض تركيز أيونات الكربونات وهذا بدوره يؤدي إلى عدم إتمام ترسيب كربونات الكالسيوم والاسترانشيوم والبروم ولذا وجب التخلص من أملاح الأمونيوم أولاً قبل البدء في ترسيب المجموعة الخامسة وذلك بالتسخين مع حمض HNO3 المركز ثم يضاف قليل من كلوريد الأمونيوم ثم هيدروكسيد الأمونيوم حتى يصبح المحلول قلوياً وبعد ذلك تضاف وفرة من محلول كربونات الأمونيوم لترسيب المجموعة الخامسة .

وتعتمد طريقة الفصل على الحقائق التالية :

1 – عند إضافة محلول كرومات البوتاسيوم إلى محلول خلات الفلزات الثلاثة (بإضافة حمض الخليك) يترسب كرومات البريوم أولاً (1.6 ×10–10) ولا يترسب كرومات الكالسيوم أو الاسترانشيوم .

2 – تعتمد طريقة فصل كل من الكالسيوم والاسترانشيوم على الاختلافات في حاصل الإذابة لكبريتات كل منهما فكبريتات الاسترانشيوم  أقل ذوباناً من كبريتات الكالسيوم حتى أنه يمكن ترسيب كبريتان الاسترانشيوم بواسطة محلول من كبريتات الكالسيوم ولذا يمكن فصل الاسترانشيوم تماماً على هيئة كبريتات بواسطة محلول كبريتات الأمونيوم .
تحتوي هذه المجموعة التي تعرف بالمجموعة القلوية إلى الفلزات التي لم يمكن ترسيبها على هيئة كلوريدات أو كبريتات أو هيدروكسيدات أو كربونات بواسطة كواشف المجموعات الخمس السابقة وهذه الفلزات هي (الماغنسيوم – الصوديوم – البوتاسيوم – الأمونيوم) . ولا يوجد كاشف لهذه المجموعات وإنما يجري عن كل عنصر على حدة .

        من الأفضل إجراء عملية الكشف عن الأمونيوم على جزء من المخلوط الأصلي للكشف عن شق الأمونيوم قبل البدء في الكشف عن المجموعة الأولي وتعتمد طريقة الكشف عن الأمونيوم على سهولة تطاير غاز النشادر عند تسخين أملاح الأمونيوم مع القواعد مثل Na OH .

        أما فيه يتعلق بباقي عناصر هذه المجموعة فيجري الكشف عن كل منهم على حده .

        تعتمد طريقة الكشف عن الماغنسيوم على ترسيبه على هيئة فوسفات الأمونيوم والماغنسيوم بواسطة فوسفات الصوديوم في وجود كل من كلوريد الأمونيوم وهيدروكسيد الأمونيوم (NH4Cl يضاف لمنع ترسيب هيدروكسيد الماغنسيوم) .

        عند الكشف عن الصوديوم والبوتاسيوم يجب التخلص من آثار الأمونيوم حيث أنها تعطي اختبار الكوبالتي نتريت مثل البوتاسيوم . يمكن التخلص من أملاح الأمونيوم بتبخير جزء من راشح المجموعة الخامسة . في وجود حمض النتريك المركز .

        تعتمد طريقة الكشف عن الصوديوم والبوتاسيوم أساساً على اختبار اللهب .
حيث يعطي الصوديوم لهبا لونه أصفر ذهبي بينما يعطي البوتاسيوم لهبا لونه بنفسيجي







          





يهدف هذا النوع من التحليل إلي معرفة كمية المكون الموجودة في عينة ما بغد تحليلها كيفيا (نوعيا)

  ينقسم التحليل الكمي إلى قسمين :
1.      التحليل الكمي الحجمي .
2.      التحليل الكمي الوزني


ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق