التحولات المقرونة بالتفاعلات حمض- قاعدة في محلول مائي

Transformations associées aux réactions acide-base en solution aqueuse

  1. 1. الجداء الأيوني للماء :

    • 1.1. التحليل البروتوني الذاتي للماء

      - للماء الخالص عند 25oC موصلية و pH=7,0 موصلية غير منعدمة و هذا يدل على وجود ايونات بالماء

      - الماء H2O قاعدة للمزدوجة H3O+(aq)/H2O(ℓ)، و حمض للمزدوجة H2O(ℓ)/OH-(aq).

      - معادلة التفاعل بين الحمض H2O و القاعدةH2O هو :

      و تسمى معادلة التحلل البرتوني الذاتي للماء و هو تحول جد محدود .

      - نسمي تابثة التوازن المقرون بمعادلة التحلل البروتوني الذاتي للماء بالجداء الأيوني للماء تعبيره : Ke=[H3O+].[OH-]

      مثال:

      800C 600C 250C درجة الحرارة
      2,5.10-13 1,0.10-13 1,0.10-14 قيمة Ke

      * يمكن كذلك تعريف مقدار آخر

    • 2.1. المحاليل المحايدة و الحمضية و القاعدية :

      المحاليل الحمضيةالمحاليل المحايدةالمحاليل القاعدية
      [H3O+]>[OH-]
      [H3O+].[H3O+]>[OH-].[H3O+]
      [H3O+]2>Ke
      pH<Ke/2       		[H3O+]=[OH-]
      [H3O+].[H3O+]=[OH-].[H3O+]
      [H3O+]2=Ke
      pH=Ke/2       		[H3O+]<[OH-]
      [H3O+].[H3O+]<[OH-].[H3O+]
      [H3O+]2<Ke
      pH>Ke/2

  2. 2. ثابتة الحمضية لمزدوجة حمض قاعدة :

    • 1.2. تعريف :

      تكتب معادلة التفاعل الذي يحدث عند ذوبان حمض AH في الماء كالتالي :
      AH(aq)+H2O(l)↔A-(aq)+H3O+(aq)

      * نسمي ثابتة التوازن المقرونة بهذا التفاعل ، ثابتة الحمضية نرمز لها بـ KA و نعبر عنها ب:

      * نعرف الثابتة pKA للمزدوجة HA/A- بالعلاقة :

      أمثلة عند 250C

      المزدوجةKApKA
      1,58.10-5 4,8
      6,3.10-10 9,2

      ملحوظة: KA لا تتعلق إلا بدرجة الحرارة و بطبيعة الحمض

    • 2.2. العلاقة بين pH و ثابتة الحمضية KA (و pKA) :

      بالنسبة لمزدوجة A/B نكتب :

      .

      العلاقة بين pH و pKA:

    • 2.3. ثابتة التوازن المقرونة بتفاعل حمض – قاعدة :

      نعتبر التفاعل حمض-قاعدة بين المزدوجتين

      AH(aq)/A-(aq) ذات تابثة الحمضية

      و BH(aq)/B-(aq) ذات تابثة الحمضية

      معادلة التفاعل : AH(aq)+B-(aq) ↔ A-(aq)+BH(aq)

      تعبير تابثة التوازن :

      تعبير K بدلالة K(AH(aq)/A-(aq)) و K(BH(aq)/B-(aq))



      اي

  3. 3. مقارنة سلوك الأحماض في محلول مائي :

    • 1.3. مقارنة سلوك الأحماض في محلول مائي :

      بتفاعل الحمض مع الماء فأن تابثة التوازن هي تابثة الحمضية مع

      نجد

      منه نستنتج انه بالنسبة لتركيز نفسه يكون حمض أقوى (τ كبيرة ) كلما كانت تابثة الحمضية KA كبيرة اي كلما كانتpKA اصغر

    • 2.3. مقارنة سلوك القواعد في محلول مائي :

      بتفاعل القاعدة مع الماء فان مع
      نجد

      ومنه

      نستنتج انه بالنسبة لتركيز نفسه تكون قاعدة أقوى (τ كبيرة ) ، كلما كانت KA صغيرة اي كلما كانت pKA اكبر.

  4. 4. مخطط الهيمنة و التوزيع :

    • 1.4. مخطط الهيمنة :

      بالنسبة لمزدوجة A(aq)/B(aq) في محلول مائي ، تتحقق العلاقة: أي

      - إذا كان : اي و التالي : : الحمض مهيمن في الوسط.

      - إذا كان : اي و التالي : : تساوي هيمنة الحمض و القاعدة

      - إذا كان : اي و التالي : : القاعدة مهيمنة في الوسط.

    • 2.4. مخطط التوزيع :

      لنعتبر محلولا مائيا ، يحتوي على الحمض A و قاعدته المرافقة B .

      * نسمي نسبة الحمض في

      * نسمي نسبة القاعدة في محلول:

      * يمثل المخطط المقابل ، مخطط التوزيع لنوعي المزدوجة A/B ، تطور نسبة للحمض و القاعدة بدلالة pH المحلول ، عند نفس درجة

      * عند تقاطع المنحنيين ، يكون و منه : أي أن : .

    • 2.4. حالة الكواشف الملونة :

      * تعريف: الكاشف الملون حمضي-قاعدي ، مزدوجة حمضية-قاعدية، نرمز لها ب HInd/Ind- ، بحيث يكون للشكلين الحمضي HInd و القاعدي Ind- لونان مختلفان في محلول مائي.

      * ثابتة الحمضية لكاشف ملون : نرمز لها بـ KA,Ind و نعبر عنها بـ

      * مجال هيمنة لون الحمض و لون القاعدة

      * نقبل ان لون الحمض يغلب في الوسط إذا كان تركيز الحمض HInd اكبر بعشر مرات من تركيز القاعدةInd-
      أي مع
      و بالتالي نجد pH<pKA,Ind -1       		* نقبل ان لون القاعدة يغلب في الوسط إذا كان تركيز القاعدة Ind- اكبر بعشر مرات من تركيز الحمض HInd
      أي مع
      و بالتالي نجد pH>pKA,Ind+1

      * منطقة انعطاف الكاشف الملون : هي المنطقة التي يغير فيها الكاشف الملون لونه من لون الصيغة القاعدية الى لون الصيغة الحمضية او العكس

      pKA,Ind-1<pH<pKA,Ind +1

      في هذه الحالة يأخذ الكاشف الملون لون وسطيا بين لوني الحمض و القاعدة يسمى لوينة حساسة- teinte sensible

      * بعض الكواشف الملونة ومميزاتها :

      الكاشف الملون لون الشكل القاعدي منطقة الانعطاف لون الشكل الحمضي
      الهيليانتين أصفــر 3,1 <-> 4,4 أحمــر
      أخضر البروموكريزول أزرق 3,8 <-> 5,4 أصفــر
      أحمر الكلوروفينول أحمــر 4,8 <-> 6,4 أصفــر

  5. 5. المعايرة حمض-قاعدة :

    • 1.5. المعايرة حمض-قاعدة بقياس pH :

      * مبدأ المعايرة
      تهدف المعاير ة الى تحديد تركيز محلول مجهول و ذالك بانجاز تفاعل حمض – قاعدة يسمى تفاعل المعايرة و يجب ان يكون سريعا و كليا و انتقائيا

      * التركيب التجريبي

      * التكافؤ الحمضي – القاعدي عند التكافؤ يكون الخليط متناسبا و تستهلك المتفاعلات وفق المعاملات التناسبية

      ونكتب
      حيث : a و b معاملات تناسبية .

      في كل تحول حمضي قاعدي a=b=1

      علاقة التكافؤ الحمضي القاعدي n(A)=n(B)
      اي : CA.VA=CB.VB

      * تحديد نقطة التكافؤ.

      طريقة المماسات

      نخط المماسين T1 و T2 للمنحنى pH=f(VB) في النقطتين A و B ، ثم نخط المستقيم (D) الموازي ل T1 و T2 الموجود على نفس المسافة بينهما نقطة تقاطع مع المنحنى pH=f(V) تسمي E.

      طريقة الدالة المشتقة

      نرسم المنحنيين pH=f(VB) ، و حيث يمثل الدالة المشتقة ل pH بدلالة الحجم V عند نقطة التكافؤ تأخد الدالة
      قيمة قصوى : في حالة معايرة الحمض بالقاعدة
      او قيمة دنيا : في حالة معايرة القاعدة بالحمض

    • 2.5. المعايرة الملوانية حمض-قاعدة :

      هي معايرة حمضية –قاعدية حيث نمعلم معلمة التكافؤ بتغير لون الوسط و ذلك باستعمال كاشف ملون مناسب

      يكون الكاشف الملون صالحا لتحديد التكافؤ خلال معايرة حمضية قاعدية إذا كانت منطقة انعطافه تضم قيمة pHE المحلول عند التكافؤ


Retour à la page d'accueil