المعايرة في الكيمياء طريقة لتحديد كمية مادة أو تركيزها من تفاعلها مع محلول معلوم التركيز. يُقاس الحجم المستهلك وتُفسّر النتيجة وفق التفاعل، مع وسيلة تحدد نهاية القياس. [1]
الخلاصة السريعة
المعايرة في الكيمياء طريقة لتحديد كمية مادة أو تركيزها من تفاعلها مع محلول معلوم التركيز. يُقاس الحجم المستهلك وتُفسّر النتيجة وفق التفاعل، مع وسيلة تحدد نهاية القياس. [1]
- الأنواع الأساسية هنا حمضية قاعدية، وأكسدة واختزال، وترسيب، وتكوين معقدات. [2]
- نسبة المولات تأتي من معاملات المعادلة؛ ليست دائمًا واحدًا إلى واحد. [3]
- نقطة النهاية إشارة مرصودة، وقد تختلف عن التكافؤ الكيميائي. [2]
- التغير اللوني إحدى وسائل الكشف؛ يمكن متابعة القياس بإشارة جهاز أيضًا. [2]
- في مثال نسبة مول واحد إلى مولين، تعطي معطياتنا تركيزًا 0.036 مول/لتر للمادة الأولى. [3]
ما الذي تقيسه المعايرة؟
المحلول المعايِر معلوم التركيز، والمحلول المقابل يحمل المادة التي نريد تحليلها. تساعد السحاحة على معرفة الحجم المضاف؛ قيمة التركيز المعروفة وحجم التفاعل يربطان القياس بالكمية المجهولة. [1]
تحتاج الطريقة تفاعلًا معروف النسبة، سريعًا بما يلائم القياس، وقريبًا من الاكتمال، ونهاية قابلة للكشف. لذلك لا يصلح كل تفاعل لمجرد إمكان كتابته على الورق. الإشارة المرصودة تحدد النهاية، أما التكافؤ فيحدد نسبة التفاعل المكتمل؛ قد لا يتطابق الموضعان تمامًا. [2]
معايرة الجهاز تربط قراءته بالقيم المرجعية تحت شروط محددة، وتختلف عن ضبطه. [4] أما التحليل بالمعايرة فيربط الكمية بتفاعل؛ قد يرصد الجهاز هذا التفاعل، دون أن يجعل العمليتين متطابقتين. [1]
أربعة أنواع بحسب التفاعل
| النوع | ما الذي يحدث؟ |
|---|---|
| حمضية قاعدية | انتقال بروتونات بين حمض وقاعدة. [2] |
| أكسدة واختزال | انتقال إلكترونات بين متفاعلات. [2] |
| ترسيب | تكوّن راسب من تفاعل الأيونات. [2] |
| تكوين معقدات | ارتباط أيون فلزي بربيطة، مثل EDTA. [2] |
يتغير الاختيار مع المادة المحللة؛ لا نستخدم EDTA باعتباره دليلًا لونيًا عامًا. واللون ليس شرطًا وحيدًا للنهاية؛ يمكن مثلًا رصد الأس الهيدروجيني بقطب. لا يلزم أن تكون قيمة التكافؤ 7 في كل معايرة. [2]
مثال حسابي يراعي معاملات المعادلة
نفرض تفاعلًا مكتملًا بالنسبة A + 2B → نواتج، وحجم عينة A يساوي 25 ملليلترًا. استهلكت ما يعادل 18 ملليلترًا من محلول B تركيزه 0.100 مول/لتر؛ المعطيات تعليمية، مع افتراض تطابق النهاية المرصودة مع التكافؤ. [3]
مولات B تساوي 0.100 × 0.018 = 0.0018 مول. كل مول من A يقابله مولان من B؛ إذن مولات A تساوي 0.0009، وتركيزها 0.0009/0.025 = 0.036 مول/لتر. [3]
لو أهملنا معامل 2 لظهر الجواب مضاعفًا: 0.072 مول/لتر. المثال يشرح حساب التركيز، أما تحديد نقطة التكافؤ من منحنى فعلي فيحتاج تفسيرًا مستقلًا للقياس. [3]
للقراءة المتصلة بهذا الموضوع: عناصر عملية القياس: من المعايرة إلى تقرير عدم اليقين.
المصادر ومتابعة القراءة
- RSC: مبدأ التحليل الحجمي والمعايِر (يفتح في نافذة جديدة)edu.rsc.org
- David Harvey: شروط المعايرة وأنواعها وكشف النهاية (يفتح في نافذة جديدة)chem.libretexts.org
- Universidad de Cádiz: دور النسبة الستوكيومترية في حساب التركيز (يفتح في نافذة جديدة)rodin.uca.es
- BIPM VIM 2.39: علاقة معايرة الجهاز بالقيم المرجعية (يفتح في نافذة جديدة)jcgm.bipm.org
أُعدّ هذا المقال بصياغة عربية أصلية بالاستناد إلى المصادر أعلاه، وهو مدخل تمهيدي إلى الموضوع. اقرأ منهجية المحتوى وحدوده.