تعريف تفاعلات الترسيب

تعريف التّفاعُل

يُعرَّف التّفاعُل (بالانجليزيّة: Reaction) بأنّه التّأثير الناتج عن اختلاط مادّتَيْن كلّ منهما في الأخرى، وتأثُّرهما ببعضهما بعضاً. وتُقسَم التّفاعلات إلى تفاعلات فيزيائيّة وكيميائيّة، وتُعرَّف التّفاعلات الفيزيائيّة بأنّها التّفاعلات التي تُحدِث تغييراً في حالة المادّة فقط، وليس في خصائصها الأصيلة، ولا تُنتِج موادّ جديدةً، مثل: تحوّل الماء من حالة إلى أخرى، أمّا التّفاعلات الكيميائيّة فهي التّفاعلات التي تُغيِّر خصائص المادّة الأصليّة، وتُنتِج موادّ جديدةً تختلف عن الموادّ الأصليّة التي كوّنتها، مثل: حرق الكربون بواسطة الأكسجين؛ لإنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون، وحرق شريط من المغنيسوم في الهواء، وغيرها من التّفاعُلات.

أنواع التّفاعلات الكيميائيّة

تُقسَم التّفاعلات الكيميائيّة إلى عدّة أنواع، وهي:

• تفاعلات الاتّحاد (بالإنجليزيّة: Combination Reactions): هي عبارة عن التّفاعلات التي تحدث بين مادّتَين أو أكثر؛ لتكوين مادّة جديدة، وتكون الصّيغة العامّة لهذا التّفاعل كما يأتي:

A B→AB

• تفاعلات التحلّل (بالإنجليزيّة: Decomposition Reactions): هي التّفاعلات التي تتحلّل فيها المادّة الكيميائيّة إلى مادّتَيْن أو أكثر حسبَ التّفاعل، وتكون الصّيغة العامّة لهذا التّفاعل كالآتي:

AB→A B

• تفاعلات الإِحلال (بالإنجليزيّة: Displacement Reactions): هي التّفاعلات التي يكون فيها عدد الموادّ المُتفاعِلة مساوياً لعدد الموادّ النّاتجة، وتشمل تفاعلات الإحلال ما يأتي:
  • تفاعل الإحلال الأحاديّ (بالإنجليزيّة: Single Displacement Reactions): هو التّفاعل الكيميائيّ الذي يتمّ فيه إحلال عنصر محلّ عنصر آخر، وتكون الصّيغة العامّة لهذا التّفاعل كالآتي:

AB X→XB A

• • تفاعل الإحلال المُزدوج (بالإنجليزيّة: Double Displacement Reactions): هو التّفاعل الكيميائيّ الذي يتمّ فيه إحلال أيون، أو جزيء، أو عنصر محلّ آخر، وتكون الصيغة العامّة لهذا التّفاعل كما يأتي:

AB XY→AY XB

ويشمل تفاعل الإحلال المُزدوج ثلاثة أنواع، هي:

• • • تفاعلات التّرسيب (بالإنجليزيّة: Precipitation Reactions): هو التّفاعل الناتج عن مزج محلولَين أيونيَّين؛ بحيث ينشأ مركّب غير ذائبٍ يترسّب في القاع.
    • تفاعلات التّعادل (بالإنجليزيّة: Neutralization Reactions): هي التّفاعلات النّاشئة بين الحموض والقواعد ، وتكون المعادلة الأيونيّة لهذا التّفاعل كالآتي:

H) (OH)→H₂O)

• • • تفاعلات تُطلِق الغازات (بالإنجليزيّة: Gas Forming Reactions): هي التّفاعلات التي تطلق غازاتٍ عند حدوثها.

تفاعلات التّرسيب

تحدث تفاعلات التّرسيب في المحاليل المائيّة؛ حيث يتشكّل راسب غير ذائِب، ويمكن التنبُّؤ بنوعيّة الرّاسب المُتشكِّل في المحلول عن طريق دراسة الذائبيّة لمختلف الموادّ، وتُعرَّف الذائبيّة بأنّها أكبر كميّة من المادّة المُذابَة التي يمكن إذابتها في كميّة مُحدَّدة من مادّة المُذيب، وفيما يأتي القواعد الأساسيّة لمعرفة ذائبيّة المُركَّبات الأيونيّة في الماء؛ عند درجة حرارة 25 درجةً سيليسيّةً:

• معظم أملاح النترات (NO₃) تكون ذائِبةً في الماء.
• الأملاح التي تحتوي أيونات المعادن القلويّة ، مثل: (Li, Na, Cs, K, Rb)، تكون ذائبةً في الماء.
• أيون الأمونيوم (NH₄) يكون ذائباً في الماء.
• أيونات الهاليدات، والكلوريد (CL)، والبروميد (Br)، واليوديد (I) تذوب في الماء، وتُستثنى من ذلك أيونات الفضّة (Ag)، والرّصاص (Pb)، والزّئبق (Hg).
• معظم أملاح الكبريتات (SO₄) تكون ذائبةً في الماء، وتُستثنى من ذلك المركّبات: (BaSO₄, PbSO₄, Hg₂SO₄, CaSO₄).
• تذوب الهدروكسيدات بشكل خفيف في الماء، إلا أنّ كلاً من هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)، وهيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) يذوبان بشكل كُليّ في الماء، بينما يذوب كلٌّ من هيدروكسيد الباريوم (Ba(OH)₂)، وهيدركسيد السترونشيوم (Sr(OH)₂)، وهيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)₂) بشكل طفيف في الماء.
• تتميّز معظم أملاح الكربونات (CO₃)، والكبريتيدات (S)، والكرومات (CrO₄)، والفوسفات (PO₄) بأنّها ذات ذائبيّة قليلة في الماء، عدا المركّبات التي تحتوي الأيونات الموجودة في القاعدتين الثانية والثالثة.

أنواع تفاعُلات التّرسيب

تُقسَم تفاعلات التّرسيب حسب نوعيّة الرّاسب المُتكوّن إلى:

• تفاعلات يتكوّن فيها راسب بسيط، مثل: راسب كلوريد الفضّة الناتج من تفاعل كلوريد الصّوديوم مع نترات الفضة، كالآتي:

NaCl AgNO₃→NaNO₃ AgCl

• تفاعلات يتكوّن فيها أيون مُتراكِب، مثل: الأيون المُعقَّد الناتج من تفاعل سيانيد الصّوديوم مع نترات الفضّة، كالآتي:

(Ag 2CN→(Ag(CN)₂

الأدِلّة المُستخدَمة في تفاعُلات التّرسيب

من المُمكن تعيين نقطة النّهاية لتفاعلات التّرسيب باستخدام مركّبات معيّنة تتفاعل مع مادّة مُحدّدة تتمّ إضافتها، ممّا يؤدّي إلى تشكُّل لون مُميّز يبيّن الوصول إلى نقطة النّهاية. والأدلّة المستخدمة في تفاعلات التّرسيب هي:

• الفلوريسين الثنائيّ الكلوريد.
• كرومات البوتاسيوم (K₂CrO₄).
• نترات الحديديك.

ويُستعمَل كلّ من الفلوريسين ثنائي الكلوريد وكرومات البوتاسيوم عند استعمال نترات الفضّة للمُعايَرة، أمّا نترات الحديديك فهي تستخدم عند استعمال مادّة ثيوسيانات البوتاسيوم للمُعايَرة.

الطُّرق المُستخدَمة في معايرات التّرسيب

تتعدّد طرق المعايرات التي تعتمد على نوع الدّليل المُستخدَم في تحديد نقطة التّكافؤ، كما يأتي:

• طريقة موهر (بالإنجليزيّة: Mhor's Method): تعتمد هذه الطريقة على تكوين راسب له لون مُميّز عند نقطة التّكافؤ، ويستخدم أيون الكرومات دليلاً؛ حيث تُعرَف نقطة التكافؤ حين يظهر راسب كرومات الفضّة ذو اللون البرتقاليّ المُحمرّ، وتُستخدَم طريقة موهر لتحديد أيونات الكلوريد أو البروميد عن طريق مُعايرته بمحلول قياسيّ من محلول نترات الفضّة.
• طريقة فاجان (بالإنجليزيّة: Fajan's Method): تعتمد هذه الطريقة على الادمصاص الذي يحدث أثناء المعايرة عند نقطة التكافؤ تحت ظروف معيّنة، وبناءً على ذلك فإنّ ظهور اللون على سطح الرّاسب أو اختفاءَه يدلّ على نقطة التّكافؤ.
• طريقة فولهارد (بالإنجليزيّة: Volhard Method): يُستخدَم في هذه الطريقة أيون الحديد الثلاثيّ كدليل، ويُستخدَم محلول قياسيّ من ثيوسيانات البوتاسيوم لمُعايرة أيون الفضّة، حيث يتكوّن ثيوسانات الفضة، وهو راسب ذو لون أبيض، وبعد نقطة التكافؤ يتفاعل الزائد من الثيوسانات مع أيون الحديد الثلاثيذ، ليتكون معقّد أحمر اللون. وتتمّ المعايرة في وسط حمضيّ؛ لمنع تميُّه أيونات الحديد ، ويُنصَح بالرجّ الشّديد والمستمرّ أثناء المُعايرة؛ للحصول على لون ثابت لا يتغيّر، وبخلاف ذلك فقد تظهر نقطة التكافؤ مُبكّرة.