ما هي المعايرة اللونية، وما معناها؟

تُعرف عملية المعايرة على أنّها أحد عمليات التحليل الكيميائي التي تستخدم لتحديد كمية بعض مكونات عينة ما عن طريق إضافة كمية محددة ومعروفة بشكل جيد من مادة أخرى إلى تلك العينة، فيتفاعل معها المكون المطلوب بنسبة محددة ومعروفة، إذا تمت هذه العملية عن طريق إضافة كاشف لوني تُعرف حينها بالمعايرة اللونية، حيث يعمل هذا الكاشف بالدخول إلى التفاعل ويتغير لونه عند الوصول إلى نهاية التفاعل ليدل على ذلك، بالنسبة للعديد من تفاعلات المعايرة، يمكن تحديد كاشف لوني مرئي مناسب لكل تفاعل، يدل على نقطة النهاية عند نقطة التكافؤ أو قريبة جدًا منها.

تختلف طريقة تفاعل الكاشف مع الوسط المستخدم ضمنه من وسط لأخر، على سبيل المثال يتلون عباد الشمس باللون الأزرق في المحاليل القلوية بينما بكون ذو لون أحمر في المحاليل الحمضية، أمّا الفينول فثالين (Phenolphthalein) يكون عديم اللون في المحاليل الحمضية وذو لون أحمر في المحاليل القلوية، وكذلك كاشف الميثيل البرتقالي (Methyl orange) الذي يصبح أحمر اللون في الوسط الحمضي وأصفر اللون في الوسط القلوي، لا تختلف الكواشف عن بعضها البعض بتعدد ألوانها تبعًا للوسط المستخدمة به، بل أيضًا في حساسيتها تجاه الحمض أو القاعدة.

تتنوع طرق المعايرة بتنوع الهدف المستخدمة لأجله والإجراءات المتبعة في تنفيذ العملية، وتصنف وفق ذلك إلى أربع أنواع رئيسية:

ترسم منحنيات ومخططات بيانية لنتائج المعايرة تفيد في فهم أسرع للعملية، حيثيتم تحديد حجم المعايرة على المحور الأفقي بينما يمثل المحور الشاقولي درجة الحموضة، على سبيل المثال يوضح المخطط التالي معايرة حمض قوي مع أساس قوي:

لاحظ أنّ نقطة التكافؤ بهذه الحالة تكون مساوية بالضبط ل 7، هذا لأن المركب الناتج لا يخضع لأي تفاعلات تحلل مائي، كما يمكنك ملاحظة كيف يتم الانتقال بشكل حاد بالقرب من نقطة التكافؤ.

أمّا عند مفاعلة أساس قوي مع حمض ضعيف، ينتج لدينا الشكل التالي:

لاحظ بأن درجة الحموضة عند نقطة التكافؤ لن تساوي 7 وإنّما أكبر منها، مما يدل على أنّه يوجد تأخر في الوصول إلى نقطة التكافؤ، وذلك يعود إلى أنّه يتم تحويل جزء من الحمض الضعيف إلى أساسه المرافق.