باختصار
«تفاعلات الترسيب وفصل أيونات الفلزات» (الفصل 37) من منهج الكيمياء للصف الثاني الثانوي، الترم التاني. الملخص مقسّم لـ: أهداف التعلم، المصطلحات والتعريفات الكيميائية، التفاعلات والمعادلات الكيميائية، الخواص والتركيب (الموضوع الأول)، التطبيقات والاستخدامات (الموضوع الثاني).
أهداف التعلم
- تمييز الأيونات المعدنية في محلول شفاف باستخدام كواشف محددة.
- تحديد لون الرواسب المتكونة مع كل من أيونات الكلوريد، الكبريتيد، والهيدروكسيد.
- فهم مفهوم الترسيب الانتقائي واستخدامه في فصل أيونات الفلزات.
- تطبيق قواعد الذوبان (الذوبان في الماء الساخن، في الأمونيا، أو في هيدروكسيد الصوديوم).
- إجراء سلسلة من الخطوات التجريبية لفصل ستة أيونات معدنية (Ag⁺, Al³⁺, Cu²⁺, Fe³⁺, Pb²⁺, Zn²⁺) من محلول مختلط.
- تحليل الأخطاء الشائعة عند الاعتماد على لون الراسب فقط لتحديد الأيون.
المصطلحات والتعريفات الكيميائية
| المصطلح | التعريف |
|---|---|
| ترسيب (Precipitation) | عملية تكوين مادة صلبة غير قابلة للذوبان (راسب) عندما تتفاعل أيونات موجبة مع أيونات سالبة في محلول مائي. |
| ترسيب انتقائي (Selective precipitation) | اختيار كواشف تجعل راسباً يتكون فقط مع أيون معين دون غيره، مما يسمح بفصل الأيونات. |
| أيون مركب (Complex ion) | أيون يحتوي على أيون مركزي محاط بأيونات أو جزيئات لِتكوين مركب ثابت في المحلول. |
| الذوبان (Solubility) | قدرة مادة ما على الانحلال في مذيّب معين؛ تُعطى عادةً بملغ/لتر أو بوجود/عدم وجود راسب. |
| تكاثف (Condensation) | تجميع أيونات أو جزيئات لتكوين راسب أو مركب صلب. |
| الحمضية / القاعدية (Acidic / Basic medium) | ظروف رد الفعل التي يُضاف فيها حمض (pH منخفض) أو قاعدة (pH مرتفع). |
| الأيون المتراكب (Precipitating ion) | الأيون الذي يسبب تكوين راسب عند إضافته إلى محلول يحتوي على أيون آخر. |
| التحليل النوعي (Qualitative analysis) | اختبار يهدف إلى الكشف عن وجود أيونات معينة دون قياس كمي. |
التفاعلات والمعادلات الكيميائية
1. ترسيب مع أيون الكلوريد (Cl⁻)
| أيون معدني | المعادلة | لون الرسب |
|---|---|---|
| Ag⁺ | Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl | أبيض |
| Pb²⁺ | Pb²⁺ + 2Cl⁻ → PbCl₂ | أبيض |
| Cu²⁺ | — (لا راسب) | × |
| Fe²⁺ | — (لا راسب) | × |
| Fe³⁺ | — (لا راسب) | × |
| Al³⁺ | — (لا راسب) | × |
| Zn²⁺ | — (لا راسب) | × |
نوع التفاعل: ترسيب (اتحاد).
الشروط: محلول مائي عادي، لا حاجة لدرجة حرارة خاصة.
الملاحظة: راسب أبيض يوضح وجود Ag⁺ أو Pb²⁺.
2. ترسيب مع أيون الكبريتيد (S²⁻) في وسط حمضي
| أيون معدني | المعادلة | لون الرسب |
|---|---|---|
| Ag⁺ | 2Ag⁺ + S²⁻ → Ag₂S | أسود |
| Pb²⁺ | Pb²⁺ + S²⁻ → PbS | أسود |
| Cu²⁺ | Cu²⁺ + S²⁻ → CuS | أسود |
| Fe²⁺ | Fe²⁺ + S²⁻ → FeS | أسود |
| Fe³⁺ | Fe³⁺ + S²⁻ → FeS | أسود |
| Al³⁺ | — (لا راسب) | × |
| Zn²⁺ | — (لا راسب) | × |
نوع التفاعل: ترسيب (اتحاد).
الشروط: وسط حمضي (إضافة حمض خفيف لتثبيت S²⁻).
الملاحظة: راسب أسود يدل على وجود أيون من مجموعة (Ag⁺, Pb²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺).
3. ترسيب مع أيون الكبريتيد (S²⁻) في وسط قاعدي
| أيون معدني | المعادلة | لون الرسب |
|---|---|---|
| Ag⁺ | 2Ag⁺ + S²⁻ → Ag₂S | أسود |
| Pb²⁺ | Pb²⁺ + S²⁻ → PbS | أسود |
| Cu²⁺ | Cu²⁺ + S²⁻ → CuS | أسود |
| Fe²⁺ | — (لا راسب) | × |
| Fe³⁺ | Fe³⁺ + S²⁻ → FeS | أسود |
| Al³⁺ | Al³⁺ + 3OH⁻ → Al(OH)₃ | أبيض |
| Zn²⁺ | Zn²⁺ + S²⁻ → ZnS | أبيض |
نوع التفاعل: ترسيب (اتحاد).
الشروط: وسط قاعدي (إضافة قاعدة قوية).
الملاحظة: راسب أسود أو أبيض حسب الأيون.
4. ترسيب مع أيون الهيدروكسيد (OH⁻)
| أيون معدني | المعادلة | لون الرسب |
|---|---|---|
| Ag⁺ | 2Ag⁺ + 2OH⁻ → Ag₂O | بني |
| Pb²⁺ | Pb²⁺ + 2OH⁻ → Pb(OH)₂ | أبيض |
| Cu²⁺ | Cu²⁺ + 2OH⁻ → Cu(OH)₂ | أزرق |
| Fe²⁺ | Fe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)₂ | أخضر |
| Fe³⁺ | Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃ | بني‑محمر |
| Al³⁺ | Al³⁺ + 3OH⁻ → Al(OH)₃ | أبيض |
| Zn²⁺ | Zn²⁺ + 2OH⁻ → Zn(OH)₂ | أبيض |
نوع التفاعل: ترسيب (اتحاد).
الشروط: إضافة هيدروكسيد الصوديوم أو الأمونيا.
الملاحظة: ألوان مميزة تساعد في التعرف على الأيون.
5. تفاعل الكرومات (CrO₄²⁻)
| أيون معدني | المعادلة | لون الرسب |
|---|---|---|
| Ag⁺ | 2Ag⁺ + CrO₄²⁻ → Ag₂CrO₄ | بني‑محمر |
| Pb²⁺ | Pb²⁺ + CrO₄²⁻ → PbCrO₄ | أصفر |
نوع التفاعل: ترسيب (اتحاد).
الشروط: وسط محايد إلى قاعدي.
6. تفاعل الفيروسيانات (Fe(CN)₆⁴⁻)
| أيون معدني | المعادلة | لون الرسب |
|---|---|---|
| Fe³⁺ | Fe³⁺ + Fe(CN)₆⁴⁻ → Fe₄[Fe(CN)₆]₃ (مركب أزرق‑داكن) | أزرق داكن |
نوع التفاعل: ترسيب (اتحاد).
الشروط: لا شرط خاص مذكور.
7. خصائص ذوبان بعض الرواسب
| راسب | قابلية الذوبان |
|---|---|
| AgCl | يذوب في فائض الأمونيا لتكوين أيون ثنائي‑أمين [Ag(NH₃)₂]⁺ |
| PbCl₂ | يذوب في الماء الساخن |
| Ag₂O | يذوب في فائض الأمونيا |
| Pb(OH)₂, Al(OH)₃, Zn(OH)₂ | يذوبون في فائض هيدروكسيد الصوديوم |
| Cu(OH)₂, Zn(OH)₂, Ag₂O | يذوبون في فائض الأمونيا |
| ZnS | يذوب في حمض الهيدروكلوريك المخفف (ليس مذكوراً صراحةً لكنه يُستنتج من إجراءات الفصل) |
الخواص والتركيب (الموضوع الأول)
-
الألوان المميزة:
- أبيض → AgCl, PbCl₂, Al(OH)₃, Zn(OH)₂.
- أسود → Ag₂S, PbS, CuS, FeS.
- أزرق → Cu(OH)₂، مركب الفيروسيانات.
- أخضر → Fe(OH)₂.
- بني‑محمر → Ag₂CrO₄، Fe(OH)₃.
-
الذوبان الانتقائي:
- استغلال ذوبان AgCl في الأمونيا لتفريقه عن PbCl₂ (الذي لا يذوب).
- استغلال ذوبان PbCl₂ في الماء الساخن لتفريقه عن AgCl (الذي لا يذوب).
-
تأثير الوسط الحمضي/القاعدي:
- الكبريتيد في وسط حمضي يعطي راسب أسود مع معظم الأيونات المعدنية ما عدا Zn²⁺.
- في وسط قاعدي، Zn²⁺ يُظهر راسب أبيض (ZnS) بينما Fe²⁺ لا يُظهر راسب.
التطبيقات والاستخدامات (الموضوع الثاني)
- المختبرات البيئية: كشف أيونات الفلزات السامة في مياه الشرب عبر إضافة كواشف (Cl⁻, S²⁻, OH⁻) وملاحظة الألوان.
- الصناعة: فصل وإزالة الشوائب المعدنية من منتجات كيميائية باستخدام ترسيب انتقائي.
- الطب: تحليل عينات دم أو بول لتحديد وجود معادن ثقيلة (مثل Pb²⁺) عبر راسب PbS أو PbCl₂.
جدول مقارنة (ألوان الرواسب مع الأنونات المختلفة)
| أيون معدني | مع Cl⁻ | مع S²⁻ (حمضي) | مع S²⁻ (قاعدي) | مع OH⁻ |
|---|---|---|---|---|
| Ag⁺ | أبيض (AgCl) | أسود (Ag₂S) | أسود (Ag₂S) | بني (Ag₂O) |
| Pb²⁺ | أبيض (PbCl₂) | أسود (PbS) | أسود (PbS) | أبيض (Pb(OH)₂) |
| Cu²⁺ | × | أسود (CuS) | أسود (CuS) | أزرق (Cu(OH)₂) |
| Fe²⁺ | × | × | أسود (FeS) | أخضر (Fe(OH)₂) |
| Fe³⁺ | × | × | أسود (FeS) | بني‑محمر (Fe(OH)₃) |
| Al³⁺ | × | × | أبيض (Al(OH)₃) | أبيض (Al(OH)₃) |
| Zn²⁺ | × | × | أبيض (ZnS) | أبيض (Zn(OH)₂) |
مسائل محلولة
مسألة 1
المعطى: خلط 0.025 مول من محلول AgNO₃ مع فائض من NaCl.
السؤال: ما عدد مولات راسب AgCl المتكون؟
الحل:
المعادلة: Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl
نظراً لتوفر فائض من Cl⁻، كل مول من Ag⁺ يتحول إلى راسب واحد.
عدد مولات الراسب = 0.025 مول.
النتيجة: 0.025 مول من AgCl يتكون.
مسألة 2
المعطى: يُمرر غاز H₂S عبر محلول يحتوي على 0.030 مول من Pb²⁺ في وسط حمضي.
السؤال: ما لون الرسب المتكون وكمية الرسب (بالمول)؟
الحل:
المعادلة: Pb²⁺ + S²⁻ → PbS
في وسط حمضي، يتكون راسب أسود (PbS).
عدد مولات الرسب يساوي عدد مولات Pb²⁺ المتفاعل = 0.030 مول.
النتيجة: راسب أسود PbS، 0.030 مول.
تنبيهات الامتحان (أخطاء شائعة)
- الاعتماد على اللون فقط – راسب أبيض قد يكون AgCl أو PbCl₂ أو Al(OH)₃ أو Zn(OH)₂؛ يلزم اختبار ذوبان إضافي.
- نسيان تأثير الوسط – بعض الأيونات لا تُظهر راسب مع S²⁻ إلا في وسط قاعدي (مثل Zn²⁺).
- إهمال الفائض – عدم إضافة فائض من الكواشف قد يؤدي إلى راسب غير مكتمل وإعطاء نتائج خاطئة.
- خلط خطوات الفصل – تنفيذ خطوات الفصل بترتيب غير صحيح (مثلاً إضافة الأمونيا قبل اختبار PbCl₂) قد يفسد العينة.
قائمة المراجعة (Checklist)
- احفظ ألوان الرواسب لكل أيون مع كل أنيون (Cl⁻, S²⁻, OH⁻).
- تذكر أي الرواسب يذوب في الماء الساخن (PbCl₂).
- تذكر أي الرواسب يذوب في فائض الأمونيا (AgCl, Ag₂O, Cu(OH)₂, Zn(OH)₂).
- تمييز بين وسط حمضي وقاعدي عند إضافة H₂S.
- معرفة أن Ag⁺ لا يُظهر راسب مع OH⁻ في وجود فائض أمونيا (يتحول إلى [Ag(NH₃)₂]⁺).
- اختبار ذوبان Pb(OH)₂ في NaOH لتأكيد وجود Pb²⁺.
- عند فصل ستة أيونات، ابدأ بـ HCl المخفف لتكوين AgCl و PbCl₂ (راسب أبيض).
- بعد الترشيح، مرر H₂S في وسط حمضي لتكوين راسب أسود (CuS, PbS, Ag₂S).
- استخدم فائض الأمونيا لتذويب AgCl ثم ترشيح باقي الرواسب.
- أضف كرومات الصوديوم لتحديد Ag⁺ (راسب بني‑محمر) أو Pb²⁺ (راسب أصفر).
- استخدم الفيروسيانات لتحديد Fe³⁺ (راسب أزرق داكن).
- أخيراً، أضف كربونات الأمونيوم لتكوين راسب أبيض للـ Ca²⁺ و Ba²⁺ إذا وجدت.
جميع المعادلات دفعة واحدة
Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl
Pb²⁺ + 2Cl⁻ → PbCl₂
2Ag⁺ + S²⁻ → Ag₂S
Pb²⁺ + S²⁻ → PbS
Cu²⁺ + S²⁻ → CuS
Fe²⁺ + S²⁻ → FeS
Fe³⁺ + S²⁻ → FeS
2Ag⁺ + 2OH⁻ → Ag₂O
Pb²⁺ + 2OH⁻ → Pb(OH)₂
Cu²⁺ + 2OH⁻ → Cu(OH)₂
Fe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)₂
Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃
Al³⁺ + 3OH⁻ → Al(OH)₃
Zn²⁺ + 2OH⁻ → Zn(OH)₂
2Ag⁺ + CrO₄²⁻ → Ag₂CrO₄
Pb²⁺ + CrO₄²⁻ → PbCrO₄
Fe³⁺ + Fe(CN)₆⁴⁻ → Fe₄[Fe(CN)₆]₃ (راسب أزرق داكن)
AgCl + 2NH₃ → [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl⁻
PbCl₂ + H₂O (hot) → PbCl₂ (مذاب)
بالتوفيق في امتحاناتك!
الملخص ده مكتوب بالذكاء الاصطناعي من نص الفصل في الكتاب المدرسي، وآخر تحديث ليه كان 7 أكتوبر 2026. لقيت فيه غلطة؟ ابعتهالنا على واتساب ونصلّحها. إزاي بنكتب الملخصات.