ما هي تفاعلات الترسيب
علم الكيمياء من العلوم المهمة في حياتنا التي تتقاطع مع معظم العلوم الأخرى، فنحن نتعامل يوميًا مع آلاف المنتجات أو المركبات التي تتشكل بواسطة تفاعلاتٍ كيميائيةٍ كالماء الذي نشربه، وفي هذا المقال سنسلط الضوء على التفاعلات الكيميائية ومنها تفاعلات الترسيب على وجه الخصوص.
ما هو التفاعل الكيميائي
هو تغيرٌ كيميائيٌّ لمركبٍ ما ينتج عنه تكسير الروابط بين جزيئات المواد التي يتألف منها المركب ونشوء روابط جديدة بين جزيئات النواتج، وينتج عن ذلك إنتاج عناصر جديدة ذات خصائصَ فيزيائيةٍ وكيميائيةٍ مختلفةٍ عن خصائص المواد المتفاعلة، ومن أمثلة التفاعلات الطبيعية التي تحدث في البيئة من حولنا صدأ الحديد وعفن الخبز وتحلل الكائنات الحية بعد موتها واحتراق الورق.
أنواع التفاعلات الكيميائية
للتفاعلات الكيميائية عدة أنواع منها:
- تفاعلات الاتحاد: وهو اتحاد مادتين أو أكثر لإعطاء مادة واحدة جديدة تختلف في خصائصها عن خصائص المواد المكونة لها مثل تفاعل الكلور مع الصوديوم لتكوين كلوريد الصوديوم.
- التفكك: تغيراتٌ كيميائيةٌ يتفكك فيها مركبٌ واحدٌ ليعطي مادتين أو أكثر ويلزمها طاقة حرارية، وكمثالٍ على ذلك التحليل الكهربائي للماء في وعاء فولتا حيث يتحلل جزيء الماء لعنصري الهيدروجين والأوكسجين الذي يكون منهما.
- الاحتراق: تغيراتٌ كيميائيةٌ يتم فيها تفاعل الأوكسجين مع مادةٍ أخرى في شروطٍ مناسبةٍ، ويرافق ذلك انتشار طاقة حرارية كبيرة، كاحتراق غاز البيوتان مع الأوكسجين لينتج غاز ثنائي أكسيد الكربون وماء وحرارة.
- تفاعلات التبادل التي تقسم إلى:
- أحادي أو الإزاحة: تغيرٌ كيميائيٌّ يحل فيه عنصرٌ نشيطٌ محل عنصر آخر أقل نشاطًا في مركبٍ من مركباته، ونعني بالعناصر النشطة العناصر التي تفقد إلكتروناتها السطحية بسهولةٍ وتتحول لشوارد موجبة. وقد تم ترتيب العناصر بحسب نشاطها الكيميائي في سلسلةٍ تسمى سلسلة النشاط الكيميائي أو الإزاحة، ويزيح في هذه السلسة العنصر النشيط كيميائيًّا العنصر الأقل نشاطًا منه ويحل محله، وكمثالٍ على ذلك عند تفاعل الصوديوم مع الماء ينتج هيدروكسيد الصوديوم والهيدروجين ليحل الصوديوم الأكثر نشاطًا محل الهيدروجين الأقل نشاطًا، وينطلق عنصر الهيدروجين على شكل غازٍ.
- ثنائي أو المزدوج: تفاعلاتٌ يحدث فيها تبادلٌ ثنائيٌّ بين أيونات مركبين فيما بينهما لتكوين مركبين جديدين أحدهما راسب أو غاز أو مركب ضعيف الثبات.
تفاعلات الترسيب
هي نوعٌ من أنواع تفاعلات التبادل الثنائي التي تحدث في المحاليل المائية، وهي تفاعلاتٌ كيميائيةٌ يحدث فيها تبادل ثنائي بين أيونات مركبين فيما بينهما لتكوين مركبين جديدين أحدهما ذو ذائبيةٍ خفيفةٍ يرسب في الماء. ومن أمثلتها التفاعل بين نترات الفضة وكلوريد الصوديوم والذي ينتج عنه كلوريد الفضة الذي يترسب على شكل راسبٍ أبيض.
الكواشف المستخدمة في تفاعلات الترسيب
يمكن تحديد نقطة التكافؤ لمعادلات الترسيب عن طريق الكواشف، وهي موادٌ كيميائيةٌ تدل على تركيزٍ محددٍ لأيوناتٍ مختلفةٍ تبعًا لاختلاف لونها وظهور لون معين يدل على الوصول للتركيز المطلوب، ومن الكواشف المستخدمة في تحديد نقطة التكافؤ:
- أيون الكرومات ويستخدم في معايرة نترات الفضة.
- نترات الحديد الثلاثي عند اختيار ثيوسينات الفضة للمعايرة.
الطرق المستخدمة في تفاعلات الترسيب
تتنوع طرق المعايرات تبعًا لنوع الكاشف المستخدم في تحديد نقطة التكافؤ، ومن الطرق المستخدمة في معايرات الترسيب:
- طريقة موهر: وهي من الطرق المستخدمة في تحديد تركيز كل من أيونات الكوريد أو البروميد عن طريق معايرتها في محلولٍ قياسيٍّ من نترات الفضة، وتعتمد هذه الطريقة على تكوين راسب آخر له لون مميز عند نقطة التكافؤ، وتستخدم طريقة موهر أيون الكرومات ككاشف يتفاعل مع الفضة ويترسب كلوريد الفضة بلونٍ أبيض قبل نقطة التكافؤ، ثم يصبح راسبًا أحمرًا عند أول قطرة زائدة من أيونات الفضة كدليلٍ على تغير نسبة الفضة، ويجب أن تحصل هذه المعايرة في وسطٍ متعادلٍ.
- طريقة فاجان: تعتمد هذه الطريقة على المعايرة المباشرة باستخدام كواشف الإمصاص، وهذه الكواشف تلتصق على سطح الراسب المتشكل لتعطي دليلًا عند الوصول لنقطة التكافؤ إما بظهور لونٍ مختلفٍ أو اختفاء اللون.
- طريقة فولهارد: تستخدم هذه الطريقة في تحديد الكلوريدات في وسطٍ حمضيٍّ، ويستخدم في هذه الطريقة أيون الحديد الثلاثي ككاشف كما يستخدم محلول قياسي من الثيوسينات لمعايرة أيون الفضة ويتفاعل أيون الفضة مع الثيوسينات ليتشكل راسب أبيض من ثيوسينات الفضة، وعند الوصول لنقطة التكافؤ يتكون راسب أحمر من التفاعل الحاصل بين الزيادة في كمية الثيوسينات مع أيونات الحديد الثلاثي.