الكيمياء الجامعية — الكيمياء التحليلية: المعايرة الحمضية القاعدية

المعايرة الحمضية القاعدية

المعايرة (Titration) هي تقنية تحليلية تستخدم لتحديد تركيز محلول مجهول عن طريق تفاعله مع محلول معلوم التركيز. المعايرة الحمضية القاعدية (Acid-Base Titration) هي احد اكثر انواع المعايرة شيوعا في الكيمياء التحليلية.

مبادئ المعايرة

في المعايرة الحمضية القاعدية، يتفاعل الحمض مع القاعدة لتكوين ملح وماء. يسمى المحلول المجهول التركيز بالمحلول (العينة)، والمحلول المعلوم التركيز بالمحلول (القاسي).

نقطة التكافؤ (Equivalence Point)

نقطة التكافؤ هي النقطة التي يتساوى عندها عدد مولات الحمض مع عدد مولات القاعدة حسب معادلة التفاعل. يمكن الكشف عنها باستخدام الكواشف (Indicators) مثل الفينول فثالين او برتقال الميثيل.

العلاقة الرياضية

عند نقطة التكافؤ: Ca x Va x na = Cb x Vb x nb
حيث:
Ca = تركيز الحمض
Va = حجم الحمض
na = معامل الحمض في المعادلة
Cb = تركيز القاعدة
Vb = حجم القاعدة
nb = معامل القاعدة في المعادلة

مثال تطبيقي

لتعيين تركيز محلول HCl، تمت معايرة 20 مل منه بمحلول NaOH تركيزه 0.1 M. استهلك 15 مل من القاعدة للوصول إلى نقطة التكافؤ. احسب تركيز HCl.

باستخدام العلاقة: Ca x 20 x 1 = 0.1 x 15 x 1
اذا: Ca = (0.1 x 15) / 20 = 0.075 M

انواع المعايرة

• معايرة حمض قوي مع قاعدة قوية: الرقم الهيدروجيني عند التكافؤ = 7
• معايرة حمض ضعيف مع قاعدة قوية: الرقم الهيدروجيني عند التكافؤ > 7
• معايرة حمض قوي مع قاعدة ضعيفة: الرقم الهيدروجيني عند التكافؤ < 7

تطبيقات في الصناعة

تستخدم المعايرة في الصناعات الغذائية (تقدير حموضة الاغذية)، والصناعات الدوائية (تحليل الادوية)، ومعالجة المياه. لمزيد من التفاصيل، راجع درس التكامل في الرياضيات ودرس حساب المساحات والحجوم.