【سؤال يومي】مبادئ الهندسة الكيميائية 334: قياس قلوية الماء (4 مارس)
Thread Content
تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة “عودة إلى كامبريدج” في تاريخ 21/3/2016 الساعة 15:10. يبدأ قسم نظريات الكيمياء اليوم في تقديم فعالية “سؤال يومي”، وذلك لمساعدة الجميع على تعزيز معرفتهم الأساسية في مجال الكيمياء. سيتم لاحقًا تقديم سلسلات أخرى مثل “مبادئ الكيمياء”， و“عمليات نقل المواد والفصل”， و“الديناميكا الحرارية في الكيمياء”， و“عمليات الكيمياء الصناعية”. نأمل من الجميع دعم هذه الفعالية بنشاط~ نتمنى للجميع عيد ميلاد سعيد~~ يمكن معرفة الإجابات مباشرة عبر الرد على فعالية “سؤال يومي”， وسيتم إغلاق هذا الموضوع بعد يوم واحد! ! لتشجيع الجميع على المشاركة المستمرة هذا العام! مع المشاركة تحصل على 3 مكافآت من الثروة، وإذا أجبت بشكل صحيح تحصل إضافيًا على 4 مكافآت من الثروة~~~ سؤال بسيط: ما هو المبدأ الأساسي لقياس قلوية الماء؟ الجواب: القلوية هي كمية المواد الموجودة في الماء والقادرة على استقبال أيونات الهيدروجين، ويمكن لهذه المواد أن تتفاعل مع الأحماض القوية. لذلك، يمكن استخدام مؤشرات مناسبة لقياس القلوية باستخدام محاليل قياسية، ثم حساب القلوية وفقًا لقانون المول، وأخيرًا التعبير عنها بالتركيز المولي.
درجة القلوية في الماء تشير إلى كمية المواد الموجودة في الماء التي يمكنها أن تتفاعل مع الأيونات والأحماض القوية (مثل HCl أو H2SO4) لإجراء تفاعل التخمير. المواد التي تسبب القلوية في الماء هي بشكل أساسي القلوية الناتجة عن الكربونات، والقلوية الناتجة عن البيكربونات، بالإضافة إلى القلوية الناتجة عن وجود أكسيد الهيدروجين.
القلوية هي كمية المواد الموجودة في الماء والقادرة على استقبال أيونات الهيدروجين، ويمكن لهذه المواد أن تتفاعل مع الأحماض القوية. لذلك، يمكن استخدام مؤشرات مناسبة لقياس القلوية باستخدام محاليل قياسية، ثم حساب القلوية وفقًا لقانون المول، وأخيرًا التعبير عنها بالتركيز المولي.
ما هو المبدأ الأساسي لقياس قلوية الماء؟ يتم قياس القلوية في الماء باستخدام طريقة التحليل التدريجي المستمر. أولاً، يتم استخدام الفينولفثالين كمؤشر، ويتم استخدام محلول HNO3 المعياري للتحليل حتى يتحول لون السائل من الأحمر إلى اللون الشفاف، ويتم تحديد الكمية المستخدمة بالوحدة P (مل) ； ثم، باستخدام الوردي الميثيلي كمؤشر، يتم الاستمرار في تحليل المحلول باستخدام محلول HNO3 بنفس التركيز، حتى يتغير لون المحلول من الأصفر البرتقالي إلى الأحمر البرتقالي، ويكون الكمية المستخدمة هي M (مل).
يتم قياس القلوية في الماء باستخدام طريقة التحليل التدريجي المستمر. أولاً، يتم استخدام الفينولفثالين كمؤشر، ويتم استخدام محلول HNO3 المعياري للتحليل حتى يتحول لون السائل من الأحمر إلى اللون الشفاف، ويتم تحديد الكمية المستخدمة بالوحدة P (مل) ； ثم، باستخدام الوردي الميثيلي كمؤشر، يتم الاستمرار في تحليل المحلول باستخدام محلول HNO3 بنفس التركيز، حتى يتغير لون المحلول من الأصفر البرتقالي إلى الأحمر البرتقالي، ويكون الكمية المستخدمة هي M (مل).
يمكن لمركبات بيكربونات، وهي المواد التي تساهم في تكوين القلوية في الماء، أن تتعايش مع بعضها البعض، كما يمكن للكبريتات وأكاسيد الهيدروجين أن تتعايش أيضًا. لكن، لا يمكن للبيكربونات وأكسيد الهيدروجين أن تتواجد معًا؛ ففي الماء، يحدث التفاعل التالي: HCO3‑ + OH‑ = CO32‑ + H2O. ومن هنا، يتضح أن الكربونات والبيكربونات وأكسيد الهيدروجين يمكن أن تتواجد بشكل منفصل في الماء، بالإضافة إلى وجود اثنين من تركيبات القلوية الأخرى. وبالتالي، فإن هناك خمسة أشكال للقلوية في الماء، وهي: (1) قلوية البيكربونات HCO32‑ ； (2) قلوية الكربونات CO32‑ ； (3) قاعدية أكسيد الهيدروجين OH‑ ； (4) قلوية البيكربونات والكربونات HCO3ـ + CO32ـ ； (5) قاعدية الكربونات وأكاسيد الهيدروجين: CO32‑ + OH‑. ما هي العلاقة المتبادلة بين درجات القلوية المختلفة في الماء؟ يتم قياس القلوية في الماء باستخدام طريقة التحييد بالأملاح والأحماض. عند قياس قلوية الماء، يتم استخدام مؤشرين لتحديد نقطة الانتهاء في عملية التحليل.
نستخدم عادةً طريقة المواد الحمضية والقاعدية لقياس قلوية الماء
يُقصد بالقلوية في الماء محتوى المواد التي يمكن لها أن تتفاعل مع الأيونات والأحماض القوية (مثل HCl أو H2SO4) لإنتاج رد فعل تعديلي. تنشأ القلوية في الماء بشكل رئيسي من الكربونات، مما يؤدي إلى قلوية الكربونات، ومن البيكربونات، مما يؤدي إلى قلوية البيكربونات، بالإضافة إلى القلوية الناتجة عن وجود أكاسيد الهيدروجين.
ما هو المبدأ الأساسي لقياس قلوية الماء؟ يتم قياس القلوية بناءً على تفاعل التعادل، أي أن المواد القلوية الموجودة في الماء يمكنها أن تتفاعل كيميائيًا مع الأحماض، ولذلك يمكن استخدام مؤشرات مناسبة أو محاليل قياسية من الأحماض لإجراء عملية القياس.
يتم قياس القلوية عادةً باستخدام طريقة التحليل الكيميائي بالأحماض والقواعد، ومبدأ هذه الطريقة هو: يتم استخدام محلول حمضي لتحديد قيمة الـ pH لعينة الماء، ويتم تحديد نقطة التوقف في عملية القياس من خلال تغير لون مؤشر الأحماض والقواعد عند تلك القيمة من pH. أي أنه عندما يتحول لون مؤشر الفينولفثالين من اللون الأحمر إلى اللون الشفاف، يتم التوقف عن القياس، وفي هذه الحالة تكون قيمة الـ pH للمحلول 8.3، وبذلك يتم تحييد أيونات الهيدروكسيد في الماء، ويتحول الكربونات إلى بيكربونات； ومع ذلك، عندما يتغير لون مؤشر الميثيل أورانج من اللون البرتقالي الفاتح إلى اللون البرتقالي الداكن، فإن قيمة pH للمحلول تكون 4.4–4.5، وهذا يعني أن البيكربونات في الماء قد تم تحييدها. وبناءً على كمية المحاليل المستخدمة للوصول إلى هذين النقطتين النهائيتين، يتم حساب نسبة الكربونات والبيكربونات في الماء، بالإضافة إلى درجة القلوية في الماء.
القلوية هي كمية المواد الموجودة في الماء والقادرة على استقبال أيونات الهيدروجين، حيث يمكن لهذه المواد أن تتفاعل مع الأحماض القوية. يمكن استخدام مؤشرات مناسبة لقياس ذلك، ويتم ذلك عن طريق استخدام محاليل قياسية لإجراء عملية التحليل، ثم يتم حساب القيمة النهائية.