الكيمياء التحليلية

الكيمياء التحليلة:-هي فرع من علم الكيمياء يختص بدراسة التركيب الكيميائي النوعي والكمي للمواد

وهي عادة تضم فرعين رئيسيين:

1-التحليل الكيميائي الوصفي او النوعي (Qualitative Analysis) وهو الفرع الذي يختص بالكشف عن هوية المواد والمركبات او العناصر التي يتكون منها الانموذج

2-التحليل الكيميائي الكمي (Qualitative ) ويتص بتعيين كميات ونسب مكونات الانموذج والتحليل النوعي او الوصفي يسبق عادة التحليل الكمي

طرائق التحليل الكمي تشمل مجموعتين رئيسيتين :

أ-طرائق لتحليل الالي

ب- الطرائق الكلاسيكية التقليدية وتضم

1-طرائق التحليل الحجمي

2-الطرائق الوزنية

وهي الطرائق التي تعتمد على عزل المكون المطلوب من الانموذج الذي يحويه وذلك عن طريق خلق طور جديد اي تحويل النظام او الطور الواحد الى نظام ذو طورين احدهما يحوي على المكون المطلوب بصورة نقية يمكن وزنه يدقة ومعرفة كميةالتحليل الكمي الوزني

اهم الطرائق المستخدمة لهذا الغرض هي:

1-طرائق التطاير او التحرر

2-طرائق العزل

3-طرائق الترسيب

1-     طرائق التطاير او التحرر

طرائق التطاير تعتمد بصورة اساسية على ازاحة المكونات المتطايره وهذه الازاحه يمكن ات تتحقق بعدة اشكال

أ-حرق الانموذج في الهواء او في محيط غازي مناسب

ب-معاملة الانموذج بكاشف كيميائي يحول المكون المطلوب الى شكل متطاير

ج- معاملة الانموذج بكاشف كيميائي يحول المكون المطلوب الى شكل ثابت غير متطاير وعزله عن مكونات الانموذج الاخرى التي يفترض ان تتحول هي الى شكل متطاير او بالعكس

ان المادة المتطايرة المتكونة يمكن امتصاصها بكمية موزونة مسبقا من مادة ماصة مناسبة .اذا كانت المادة المتطايره   هي المكون المطلوب تقدير كميته او عن طريق وزن المتبقي من الانموذج اذا بقي المكون المطلوب غير متطاير خلافا للمكونات الاخرى وفي هذه الحاله ففرق الوزن قبل وبعد عملية الحرق او المعاملة الكيميائية يستدل منه على مقدار او كمية المكون المطلوب تقديره وذلك بالطرائق الحسابية المعروفة

تستخدم طريقة التطاير بشكل ناجح لحساب كمية الرطوبة في انموذج ماء كما تستخدم لحساب كمية ماء التبلور في المركبات المتمئيه وذلك عن طريق تسخين الانمةذج الى درجة حرارة معينه تكفي لتطاير ماء التبلور وتحسب كمية الماء هنا عن طريق وزن الانموذج قبل وبعد عملية التسخين كمثال على ذلك حساب ماء التبلور في كلوريد الباريوم BaCL₂ كما يمكن تقدير كمية الماء بامتصاصه بمادة مجففه مناسبه مثل كلوريد الكالسيوم اللامائي او بركلورات المغنيسيوم

2--طرائق العزل

قد تتم هذه العملية بطرائق الية ميكانيكيةاو باستخدام بعض التفاعلان الكيميائية فمن الممكن احيانا عزل مكون من مكونات الانموذج بصورة كمية قابلة للوزن باستخدام عملية الفرز مثلا

ونستخدم طرائق العزل لغرض فصل الذهب عن النحاس كميا في سبائكه فبعد اذابة السبيكه بالماء الملكي يضاف بروكسيد الهيدروجين كعامل مختزل حيث يختزل الذهب الى الحالة الفلزية بصورة كمية وبالامكان ترشيحه وغسله بحامض الهيدروكلوريك المخفف ووزنه بعد تجفيفه وحرق ورقة الترشيح

3-طرائق الترسيب

اهم هذه الطرائق

1-   طرائق الترسيب التي تعتمد التفاعلات الكهروكيميائيه

2-   طرائق الترسيب التي تعتمد التفاعلات الكيميائيه

وهي اكثر الطرق شيوعا في التحليل الكيميائي الكمي الوزني وهذه الطرق تعتمد بالاساس على الذوبانيه وحاصل الاذابة وامكانية تكوين راسب او املاح شحيحة الذوبان نتيجة لتفاعلات كيميائية عادة

في الواقع فالكثيرمن الرواسب المعروفه في التحليل الكيميائي النوعي او الوصفي ولكن ليست كلها يمكن استخدامها في التحليل الكيميائي الكمي الوزني

فمثلا من الممكن تقدير الفضة وزنيا عن طريق ترسيبايوناتها من احد محاليل املاحها باضافة زيادة من حامض الههيدروكلوريك وراسب كلوريد الفضة الشحيح الذوبان والذي ينتج من التفاعل الكيميائي بين ايونات الكلوريد وايونات الفضة يرشح ويغسل بمحلول غسيل مناسب لغرض ازالة الشوائب ويجفف في درجة 130-150مْ ويوزن على شكل كلوريد الفضه. وبعملية حسابية بسيطة وبالاستعانة بالاوزان الذرية للعناصر الداخلية في تركيب الراسب يمكن حساب كمية الفضة في المحلول الاصلي .في كثير من الاحيان يرسب المكون المطلوب تقديره على شكل او هيئة تركيبها غير مطابق لما يشار له بصيغتها الوضعيه لذا فالراسب الناتج يحول الى شكل اخر لغرض وزنه فمثلا يرسب الالمنيوم او الحديد على شكل هيدروكسيد Fe(OH)₃ . ان تركيب الراسب غير مطابق لهذه الصيغة والواقع فهو اوكسيد مائي Fe₂O_3.XH₂O لهذا فالراسب يحرق ويوزن على شكل اوكسيد Fe₂O₃تسمى الصيغة الاولى بالصيغة الترسيبية والثانية بالصيغة الوزنية

وبصورة عامة فالخطوات التي يقوم بها المحلل الكيميائي في التحليل الكمي الوزني كالاتي:

1-عملية وزن الانموذج واذابته

وعملية اذابة الانموذج واختيار المذيب المناسب تتوقف على نوع الارتباط لمكونات النموذج اذا لم يكن بالامكان اذابة النماذج ذات الارتباطات الذرية او الفلزية بواسطة الحوامض فنستخدم عادة طريقة الصهر لغرض الاذابة ةتستخدم واد عديدة لهذاالغرض (Na₂CO₃,NaOH) او خليط من (Na₂CO_3,NaNO₃)  وتخلط المادة الصاهرة (كاربونات الصوديوم مثلا) مع النموذج خلطا جيدا ثم يسخن الى درجات حرارة عالية حتى تتكون صهيرة من الخليط حيث تتحول ارتباطات مادة الانموذج الى ارتباطات سهلة الذوبان في الماء او بحامض مناسب .عملية الصهر هذه تجري عادة في ورقة مناسبة

2-عملية الترسيب

وهي عملية خلق طور جديد عادة صلب . نتيجة التفاعل الكيميائي والعملية تتم باضافة زيادة من العامل المرسب الذي يتفاعل مع المكون المراد ترسيبه وينتج عن هذذا التفاعل مركب شحيح الذوبان هو الراسب والراسب يكون متعادل كهربائيا والجزء الذائب منه فقط يكون ايونيا . ويتم اختيار العامل المرسب حسب طبيعة الراسب المطلوب والمرسبات قد تكون ايونات لاعضوية او كواشف عضوية وتمتاز الكواشف العضوية بتكوين رواسب شحيحة الذوبان كبيرة الحجم ذات وزن جزيئي عال ويفضل طبعا المرسبات الانتقائية التي تختص بترسيب مكون واحد دون المكونات الاحرى ولكن مثل هذه المرسبات تكون عادة نادرة

3-ترشيح الراسب وغسله

تسهل عملية الترشيح عند اتباع القواعد الصحيحة في الترسيب حيث يتم الحصول على بلورات كبيرة من الراسب يسهل ترشيحها

كما ان عملية غسل الراسب تجري ضمن قواعد معينة واختيار محلول الغسيل يخضع ايضا لبعض الشروط حيث يفضل المحلول الالكتروني السهل التطاير في درجات حرارة التجفيف كما يفضل ان يكون للمحلول الغاسل ايون مشترك مع الراسب بكمية معتدلة لاتؤدي الى تكوين ايونات نعقدة زائدة كما يجب عدم اختيار غسيل تصير الحالة الذرية للراسب

4-تجفيف الراسب وحرقه

بعض الرواسب يكفي تجفيفها بدرجات حرارة معتدلة قبل عملية الوزن والبعض الاخر تتطلب حرق بدرجات حرارة عالية فالرواسب الثابتة في درجات الحرارة العالية يفضل حرقها كما هو الحال مع راسب كبريتات الباريوم مثلا واحيانا يحرق الراسب لغرض تحويله من الصيغة الترسيبية غير الثابته الى صيغة وزنية ثابتة كما هو الحال عند حرق فوسفات المغنيسيوم الامونيومية وتحويلها الى بايروفوسفات او حرق اوكزالات الكالسيوم وتحويلها الى اوكسيد الكالسيوم او حرق هيدروكسيد الالمنيوم وتحويله الى اوكسيد

5-عملية وزن الراسب

وتتطلب طرائق التحليل الوزني عمليتي وزن فالاولى قبل العمليات التحليلية حيث توزن كمية معينة من الانموذج الذي يذاب ةتجري عليه العمليات التحليلية .ثم عملية وزن اخيرة بعد عملية حرق الراسب وتستخدم لغرض موازين تحليلية حساسة تكون حساسيتها عادة قل من 0.1 MG

كيمياء تحليلية

chemical analysis

اساسيات الكيمياء التحليلية

طرق التحليل الكيميائي

تحليل chemistry

طريقة الكيما