معلومات عن نقطة التكافؤ

تعريف نقطة التكافؤ

تعد نقطة التكافؤ (بالإنجليزية: Equivalence point) مُصطلحًا كيميائيًا يستخدم خلال إجراء المعايرة بين أي تفاعل حمضي أو قاعدي أو تفاعل مُتعادل كيميائيًا، وتُعرف كذلك بالنقطة التي يصل إليها المحلول عند خلط كميات متساوية من المواد المتفاعلة كيميائيًا، خلال العملية التي تكون فيها كمية المعايرة للمواد الكيميائية المضافة كافية لتحييد محلول التحليل (أي يُصبح غير حمضي وغير قاعدي)، وهي النقطة التي يكون فيها عدد مولات محلول المعايرة مساوٍ لعدد مولات محلول بتركيز غير معروف، كما أنها تُسمى بنُقطة التكافؤ لأنه يتساوى فيها عدد مولات الحمض مع مولات القاعدة اللازمة لتحييد المحلول وتكون نسبته 1:1.

أمثلة على نقطة التكافؤ

تتطلب معرفة نُقطة التكافؤ بعض المُعادلات والحسابات، ومن الأمثلة العملية على إيجاد هذه النُقطة عمل بعض الأشخاص في مشرحة أو معمل طب شرعي، لمعرفة سبب وفاة الأشخاص الذين يظنون أنهم ماتوا بالسُم أو جراء عقارات طبية، وهنا تكون وظيفة طبيب أو موظف التشريح معرفة مقدار الدواء والسم الموجود في دمها، ولا يُمكن معرفة هذا إلا بإجراء فحوصات نُقطة التكافؤ الكيميائية، لمعرفة تفاعل الدواء أو المواد الكيميائية في دم المتوفى.

يوجد أمثلة حسابية لتحديد نُقطة التكافؤ في المُركبات الكيميائية، وفيما يأتي إحداها:

مثال: أ ب ← ج، في الحالات التالية ماذا نحتاج حتى تُصبح المُعادلة السابقة متوازنة وتصل لنقطة التكافؤ:
- الحالة 1: يوجد مول واحد من العُنصر (أ)، والمول وحدة قياس كيميائية تعني الوزن الجزيئي لعُنصر أو مُركب كيميائي، وثلاثة مولات من العُنصر ب.
- - الحل: للوصول إلى نقطة التكافؤ نحتاج إضافة 2 مول للعُنصر أ حتى تُصبح المُعادلة مُتكافئة.
- الحالة 2: يوجد ثلاثة مولات من العُنصر (أ)، وثلاثة مولات من العُنصر (ب).
  - الحل: هنا نُقطة التكافؤ موجودة ولا نحتاج إضافة أي مول للمُعادلة.
- الحالة 3: يوجد ثلاثة مولات من العُنصر (أ)، وخمسة مولات من العُنصر (ج).
  - الحل: في هذه الحالة العُنصر (ج) غير مُرتبط بالتفاعل الكيميائي، والمعادلة بحاجة لتوازن كيميائي قبل التفاعل، وهنا تتساوى عدد المولات بالشق الأول والثاني ليُصبح ثماني مولات على كلا الطرفين بإضافة خمس مولات للشق الأول، وثلاث مولات للشق الثاني.

طرق إيجاد نقطة التكافؤ

هناك عدة طرق مختلفة لتحديد نقطة التكافؤ للمعايرة بالتحليل الحجمي، وفيما يأتي تفصيل لكل منها:

تغير اللون: يتغير لون بعض التفاعلات بشكل طبيعي عند محاولة الوصول لنقطة التكافؤ، ويمكن ملاحظة ذلك عند معايرة مُعادلات الأكسدة والاختزال، خاصة إن كان يوجد في المُركبات معادن انتقالية، وفيها يكون لحالات الأكسدة ألوان مختلفة تُشير للوصول لنقطة التكافؤ.
مؤشر الأس الهيدروجيني: يمكن استخدام مؤشر الأس الهيدروجيني لإيجاد نقطة التكافؤ، ويتغير لون المُركب ليصبح مُتعادلًا وفقًا للأس الهيدروجيني المُضاف إليه، وللمعرفة الدقيقة يمكن إضافة صبغة المؤشر في بداية المعايرة حتى ينتج لون دقيق يؤشر للوصول إلى نقطة التكافؤ.
الموصلية: تؤثر الأيونات الكهربائية بشكل مُباشر على الموصلية الكهربائية للمحلول الكيميائي، لذلك عند التفاعل يتغير مقدار الموصلية في المُركب، وقد تكون الموصلية طريقة صعبة لإيجاد نقطة التكافؤ في بعض الحالات التي تكون فيها الأيونات الموجودة في المحلول مُتعددة العناصر، والتي يمكن أن تساهم في تغير الموصلية واختلال دقة حساب نقطة التكافؤ، ولحل هذه المُشكلة تستخدم موصلية بعض التفاعلات الحمضية القاعدية.
الترسيب: تشكُل راسب غير قابل للذوبان في التفاعل الكيميائي يُساعد على تحديد نقطة التكافؤ، فعلى سبيل المثال تتفاعل أنيون الكلوريد وكاتيون الفضة لتكوين كلوريد الفضة، وتكون هذه المادة غير قابلة للذوبان في الماء، لذى يُمكن استخدامها لتحديد نُقطة التكافؤ.
التحليل الطيفي: يمكن استخدام التحليل الطيفي للعثور على نقطة التكافؤ إذا كان طيف المادة المتفاعلة معروفة من قبل، وتُستخدم طريقة التحليل الطيفي بشكل خاص للكشف عن أشباه الموصلات، كما تحدد نقطة التكافؤ في التفاعلات الطاردة والماصة للحرارة عن طريق قياس نقطة التوافق خلال التغير في درجات الحرارة التي تنتجها التفاعلات الكيميائية.
استخدام المسعرات الحرارية: هذه الطريقة تتم عن طريق جهاز يُسمى مسعر المعايرة الحرارية، وفيه يمكن تحديد نقطة التكافؤ عن طريق قياس كمية الحرارة المنتجة أو الممتصة باستخدام الجهاز، وغالبًا ما تُستخدم هذه الطريقة في التفاعلات أو المُركبات الكيميائية الحيوية، مثل ارتباطات الإنزيم.
المعايرة الحرارية: عملية المعايرة الحرارية لإيجاد نقطة التكافؤ تكون بقياس معدل التغير في درجة الحرارة الناتجة عن التفاعل الكيميائي، وتُقاس فيها بشكل خاص درجات حرارة التفاعلات الطاردة أو الماصة للحرارة.

الفرق بين نقطة التكافؤ ونقطة النهاية

يعد أسهل ما توصف فيه نقطة التكافؤ هو المعايرة بواسطة تعادل المولات أو ما يُسمى التحليل الحجمي والتي تحدد فيها كمية المكونات في المُركب، وهذا عن طريق إضافة كمية معروفة من مادة أخرى إلى المُركب ليتفاعل معه المكون المُضاف بنسب محددة ومعروفة، وهذا عن طريق إضافة المحلول تدريجيًا لأنبوب القياس المتدرج أو أي وسيلة مُناسبة، وعند توقف الإضافة والوصول لنتائج صحيحة هنا تكون نقطة النهاية في التحليل الكيميائي، ويمكن تمييز الوصول لنقطة النهاية ببعض الإشارات كتغير اللون أو تغير الخصائص الكهربائية في المُركب.

تستخدم المُعايرة بالتحليل الحجمي في الكيمياء التحليلية لتحديد الحمض والقواعد والمؤكسدات والمختزلات وغيرها من المُركبات الكيميائية الطبيعية والصناعية، وأثناء هذه العملية يمكن الوصول إلى نقطتين مهمتين هما؛ نقطة النهاية ونقطة التكافؤ، وفيما يأتي شرح للفروق الرئيسية بين نقطة التكافؤ ونقطة النهاية:

من حيث	نقطة التكافؤ	نقطة النهاية
تعريفها	النقطة التي يصل عندها المُركب الكيميائي للتوازن الكيميائي	النقطة التي يتغير لون المُركب عندها
موقعها	تأتي قبل نقطة النهاية	تأتي بعد نقطة التكافؤ
تأثيرها على الأحماض الضعيفة	الأحماض الضعيفة يمكن أن يكون لها أكثر من نُقطة تكافؤ واحدة	الأحماض الضعيفة لا يكون لها إلا نقطة نهاية واحدة فقط

الخلاصة

تُعد نقطة التكافؤ من أهم المصطلحات الكيميائية المُستخدمة في المُختبرات والمصانع، وتُستخدم بشكل واسع في الكيمياء التحليلية لتحديد الحمض والقواعد والمركبات الكيميائية الأخرى، وبفضل التطور التكنولوجي أصبحت طُرق إيجاد نقطة التكافؤ سهلة الاستخدام وتُستخدم بشكل واسع على خلاف العقود والقرون الماضية، ومن أبرزها؛ تغير اللون، والموصلية، والترسيب، والتحليل الطيفي، والمعايرة الحرارية وغيرها.

2023-12-1917تعليم

مزيد من المشاركات

التغيرات الجيولوجية في العصر الطباشيري

طبيعة العصر الطباشيري تم تقسييم الزمن الجيولوجي إلى عدة أقسام رئيسية سميت بالعصور أو الحقب الزمنية ومن ضمنها العصر الطباشيري الممتد من نهاية العصر الجوراسي قبل (146) مليون سنة مضت إلى بداية العصر الباليوسيني قبا ما يقارب (64) مليون سنة، ويعتبر أطول الفترات الجيولوجية في التاريخ بحيث يشكل منفردًا نصف حقبة الدهر الوسيط. وتشكل نهايته الحد الفاصل بين حقبة الحياة الوسطى، وحقبة الحياة الحديثة، كما تميزت بسيادة الديناصورات والثديات الصغيرة، وتنوع النباتات المزهرة وما رافقها من النحل والحشرات، ومن ثم

كيف أعرف أن الجنين يتحرك

حركة الجنين إنَّ من أجمل التجارب الَّتي تخوضها الأم خلال فترة الحمل هو الشعور بحركة جنينها وركلاته داخلها، فهو يبعث على شعورٍ بالاطمئنان بأنَّهُ قريباً ستُرزق الأم بمولودها، ولكنَّ حركة الجنين قد تُشكِّل مصدر قلقٍ للأمهات، وذلك لأنَّ مُعظم الأمهات لا يعلمنَ ما هو الطبيعيّ بالنسبة لحركته وما هو غير الطبيعيّ، وخلال الثُلث الأول من الحمل يمرّ الجنين بمراحل نموٍّ سريعة، ولكنَّهُ من شبه المُستحيل أن تشعر الأم بحركة الجنين في هذه المرحلة، وذلك لأنَّ الجنين ما زال صغيراً بالنسبة لحجم الرحم ليقوم

كيف أتعلم لغة الإشارة

لغة الإشارة تُستخدَم اللغة الشفويّة؛ للتعبير عن الأفكار، والمشاعر، فهي نظام مُطوَّر لعدد من الرموز المُحدَّدة، والتي تعتمد على مجموعة من القواعد النحويّة ، وعلى التعبيرات الصوتيّة، أمّا لغة الإشارة، فهي تُعَدّ وسيلةً للتواصل، حيث يستخدمها الأشخاص الذين يُعانونَ من الصَّمَم، أو الأشخاص الذينَ يختلفونَ في اللغات التي يتحدَّثونَ بها، وهيَ طريقةٌ للتواصل بين الناس عندما يكون التواصل الشفهيّ غير مُمكن، ويتمّ التواصل باستخدام لغة الإشارة عن طريق حركاتٍ جسديّة، أو حركاتٍ مُحدَّدة للأيدي، والأذرع،

ديما بياعة (ممثلة سورية)

ديما بياعة ديما بياعة ممثلة سورية، درست الأدب الإنجليزي ودخلت مجال التمثيل بداية عن طريق تمثيلها في مسلسل الكواسر، وذلك في عام 1998، ثم شاركت بعد ذلك في العديد من الأعمال، مثل الفصول الأربعة، وعلى حافة الهاوية، وأسرار المدينة، ونالت "جائزة أفضل برنامج واقعي، عن برنامج رحلة ديمة العجيبة، الذي بث في عام 2018. حياة ديما بياعة الشخصية وُلدت الفنانة ديما بياعة في سوريا، في 3 ديسمبر، لعام 1978، وهي ابنة الفنانة الكبيرة مها المصري ، ومدير التصوير حازم بياعة، تزوجت ديما من الفنان تيم حسن، وأنجبت منه

فرجاني ساسي (لاعب كرة قدم تونسي)

تعريف حول فرجاني ساسي هو أحد الأسماء اللامعة في سماء المنتخب التونسي، وفيما يأتي نبذة عنه: الاسم فرجاني ساسي تاريخ الميلاد 18/3/1992 مكان الميلاد أريانة بلد الأصل تونس نوع الرياضة كرة القدم النادي الحالي الزمالك المصري مركز اللاعب وسط مدافع رقم اللاعب 6 بدايات فرجاني ساسي في عالم الرياضة بدأ فرجاني ساسي اللعب في الدوري المحلي التونسي فانطلق مع نادي الصفاقسي التونسي منذ عام 2010م، وظلّ يلعب معهم قرابة 4 سنوات حين لفت الأنظار إليه ليأتيه عرض من نادي ميتز الفرنسي الناشط في دوري الدرجة الأولى

أجمل عبارات الشوق والحب

عبارات عن الشوق شوقي لك ليس مشكلة، لكن تفكيري إن كنت ستعود أم لا يقتلني. سأظل أحبّك ولو طال انتظاري، فإن لم تكن قدري فأنت اختياري. شوقي لك قد يتحول من ألم إلى فرح، لو علمت أنك تشتاق لي في ذلك الوقت. حبيبي الشوق إليك يقتلني، دائماً أنت في أفكاري في ليلي، ونهاري. في وقت اشتياقي لك، تتركّز كلّ أفكاري، وتهرب منّي إليك، يشدّني الشوق ، والحنـين بشدّة إليـك. فقط حينما تشتاق، تحِب وتبدع في حبّك. الشوق شعور في داخل الإنسان يتنامى حتّى يفشل في التعامل معه، فيقودنا من دون أن نشعر بالحزن، والألم لمن

أفضل مشروبات ساخنة للدورة

البابونج يحتوي البابونج على مادةٍ كيميائيّةٍ تُدعى جلايسين (بالإنجليزية: Glycine)، والتي تساعد على التخلّص من التشنّجات العضليّة، واسترخاء عضلة الرحم؛ ممّا يخفف من التقلّصات المصاحبة للدورة، وقد أشارت إحدى الدراسات التي أُجريت عام 2010 إلى أنّ استهلاك مشروب البابونج لمدّة شهرٍ يُمكن أن يقلّل من الآلام الناتجة عن التشنّجات خلال فترة الحيض، وإضافةً إلى ذلك فقد قلّل من القلق المرتبط بآلام الدورة لدى النساء. الزنجبيل يساعد الزنجبيل على التخفيف من تشنّجات وآلام الدورة الشهريّة، ويكون ذلك عن طريق

الفرق بين المؤمن والمسلم

الفرق بين المؤمن والمسلم مراتب الدين ثلاث؛ هي الإسلام والإيمان والإحسان، وكثيرًا ما يختلط لفظي المؤمن والمسلم، ويظن في الكثير من الأحيان أنهما واحد وفي أحيان أخرى يظن بأن بينهما فرق. والصحيح أن المؤمن يختلف عن المسلم في كون؛ أن المؤمن هو من قام بجميع الشعائر، وابتعد عن المحرمات ولم يصرّ على الكبائر وكان ظاهره كباطنه، أما المسلم فيطلق على من نطق بالشهادتين، ولم يظهر منه من ينافي ذلك. وعليه، فإن الإسلام أعم من الإيمان، حيث إنه لا يدخل بمرحلة الإيمان إلا من كان مسلمًا، فكل مؤمن مسلم وليس كل مسلم