تبيب حكيم فيزياء
تسجيل الدخولإنشاء حساب

السنة الثالثة ثانوي · المكتسبات القبلية

المعايرة اللونية: تمرين تطبيقي

30 دقيقةمتوسط

تمرين تطبيقي كامل على المعايرة اللونية: تعيين تركيز ثنائي اليود في محلول مطهر، مع الرسم التخطيطي للتركيب التجريبي وسؤالين إضافيين حول تمديد المحلول قبل المعايرة.

الهدف:
  • كتابة المعادلتين النصفيتين لتفاعل معايرة
  • إنجاز رسم تخطيطي للتركيب التجريبي
  • حساب كمية مادة وتركيز نوع كيميائي معاير
  • فهم أثر تمديد المحلول على نقطة التكافؤ

نص التمرين

نريد تعيين التركيز المولي CC لثنائي اليود I2I_2 في محلول مادة مستعملة في التطهير (لونه بني مصفر). تُعطى معادلة تفاعل المعايرة:

I2+2S2O32−=2I−+S4O62−I_2 + 2S_2O_3^{2-} = 2I^- + S_4O_6^{2-}

نعاير الحجم V=10 mLV=10\ mL من محلول المادة المطهرة بواسطة محلول (S′)(S') من ثيوكبريتات الصوديوم (2Na++S2O32−)(2Na^+ + S_2O_3^{2-}) تركيزه المولي C′=0,1 mol/LC'=0{,}1\ mol/L، فتم الحصول على التكافؤ بإضافة الحجم Veq=8,2 mLV_{eq}=8{,}2\ mL.

1)

أكتب المعادلتين النصفيتين للأكسدة والإرجاع محددا الثنائيات (Ox/Red)(Ox/Red).

2)

أنجز رسما تخطيطيا للتركيب التجريبي المستخدم في المعايرة.

3)

ما هي كمية مادة ثنائي اليود المعايرة؟

4)

استنتج التركيز المولي CC لثنائي اليود في محلوله.

الحل

1) المعادلتان النصفيتان: الثنائية (I2/I−)(I_2/I^-)، إرجاع: I2+2e−=2I−I_2 + 2e^- = 2I^-. الثنائية (S4O62−/S2O32−)(S_4O_6^{2-}/S_2O_3^{2-})، أكسدة: 2S2O32−=S4O62−+2e−2S_2O_3^{2-} = S_4O_6^{2-} + 2e^-.

2) التركيب التجريبي: سحاحة مدرجة تحوي محلول الثيوكبريتات (المعايِر) مثبّتة على حامل، فوق بيشر يحوي المحلول المعايَر (ثنائي اليود) مع قضيب مغناطيسي على مخلاط مغناطيسي.

3) كمية مادة ثنائي اليود: عند التكافؤ، n(I2)1=n(S2O32−)2\dfrac{n(I_2)}{1} = \dfrac{n(S_2O_3^{2-})}{2}، وبما أن n(S2O32−)=C′⋅Veqn(S_2O_3^{2-}) = C' \cdot V_{eq}:

n(I2)=C′⋅Veq2=0,1×8,2×10−32=4,1×10−4 moln(I_2) = \dfrac{C' \cdot V_{eq}}{2} = \dfrac{0{,}1 \times 8{,}2\times10^{-3}}{2} = 4{,}1\times10^{-4}\ mol

4) التركيز المولي:

C=n(I2)V=4,1×10−40,010=4,1×10−2 mol/LC = \dfrac{n(I_2)}{V} = \dfrac{4{,}1\times10^{-4}}{0{,}010} = 4{,}1\times10^{-2}\ mol/L

سؤالان إضافيان

لماذا نمدد المحلول قبل معايرته؟ إذا كان المحلول مركزا جدا فإن حجم التكافؤ يكون كبيرا (قد يتجاوز سعة السحاحة)، فنمدده أولا للحصول على حجم تكافؤ مناسب وقابل للقراءة بدقة.

هل يؤثر تمديد المحلول على نقطة التكافؤ؟ لا يؤثر: إضافة الماء تغيّر التركيز لكنها لا تغيّر كمية المادة، ونقطة التكافؤ تُحدَّد بكمية المادة لا بالتركيز.

تذكّر

معايرة ثنائي اليود بثيوكبريتات الصوديوم (Veq=8,2 mL) تعطي C=4,1×10⁻² mol/L؛ تمديد المحلول قبل المعايرة لا يغيّر نقطة التكافؤ لأنه لا يغيّر كمية المادة.

انتبه

لا تخلط بين المحلول المعايَر (مجهول التركيز، في البيشر) والمحلول المعايِر (معلوم التركيز، في السحاحة).

سجل الدخول لتتبع تقدمك