المملكة العربيةالسعودية

وزارة التعليم العاليجامعة ام القرى

كلية العلومالتطبيقية

قسم الكيمياء

التحليل بالطرق الجهدية والتحليل الكهربائي

الواجب الثاني

إعدادامنه طلحه غالم رسول الهندي

43004155

Gp 4

مقدم الى : د . ريم كمال جعفر شاه

العام الجامعيهـ1434/1433☼الفهرس ☼

اوال ": التحليل بالطرق الجهديةنظرية القياسات الجهدية : 1-1

الطرق الجهدية المباشرة : 1-1-1 المعايرات الجهدية : 1-1-2

مكونات االجهزة المستخدمة في الطرق الجهدية :خلية جلفانية تحتوي على :

قطب قياسي1-2 مقياس الجهدقطب دليل

اقطاب دليل فلزية1-3اقطاب دليل انتقائية

زجاجية انتقائيه 1-3-1- صلبة بلورية انتقائيه1-3-2- سائلة مبادالت ايونية انتقائيه1-3-3- اإلنزيمات انتقائيه1-3-4- الغازات انتقائيه1-3-5-

: الطرق الجهدية لقياس التركيز1-4الطرق الجهدية المباشرة 1-4-1-المعايرات الجهدية 1-4-2-

ثانيا" : التحليل الكهربائي جهد التفكك : 2-1 التحليل الكهربائي عند جهد ثابت :2-2التحليل الكهربائي عند تيار ثابت : 2-3التحليل الوزن الكهربائي : 2-4مثبطات االستقطاب :2-5مميزات التحليل الوزني : 2-6خواص الرواسب االكتروليتية :2-7 التطبيقات التحليلية على التحليل الوزني : 2-8طرق التحليل بإستخدام كيمة الكهرباء : 2-9

طرق التحليل الكولوميتري ذات الجهد : 2-9-1الثابت التحليل الكولوميتري ذات التيار الكهربائي : 2-9-2

( المعايرات الكولوميترية)

يتم قياس جهد الخلية بواسطة مقياس الجهد و يقدر بقياس جهــد الخلية و مقارنتــه مــع بطاريــة قياســية معلومــة الجهــد , االجهــزة

المستخدمة :-potentiometer-PH meter

ــات ــة في مكون ــ ــد الخلي ــ ــاس جه ــ مقي التحليلية : الطـــرق

خلية قياسية- موصل متحرك عبر مقاومــة ,-

ــ التحكم في جهـــــد الخليـــــة لــالقياسية

0جلفانوميتر , يعطي جهد حسب المطلوب من -مقياس الجهد -فولتاميتر يقراء جهد خلية العينة -

األقطاب االنتقائية : هي التي تستجيب أليون معين بصورة مختــارة في وجــود ايونــات اخرى . األيــون االولي : هــو االيــون الــذي صــنع القطب من اجــل

تعينه .ــة : هي األيونــــــــــــــــات المتداخلعلى التعين . االيونات الـتي تـؤثر

التكوين العام لـ األقطاب المرجعية :غشاء مختار-ــل- ــي داخلي متص ــه قطب قياس ــي داخلي ب ــول قياس محل

بسلك الى مقياس الجهد و من خواص األقطاب اإلنتقائيــة انهــا تســتجيب لفعاليــة األيــون و

نشاطة و ليس على التركيز

األقطاب الزجاجية اإلنتقائية : باإلنجليزية:الكيمياء في القطب الّزجاجي

Glass electrodeعبارة عن قطب كهربائي حّساس للّشوارد األيّونات يستخدم في المختبرات كثيرا بدال

. ووهو قطب قياسي للهيدروجين من يستخدم معا محاليل معروفة قيمة الباهاء

pHلها ، أي يجب معيرتها . ويعتمد الجهد الكهربائي الذي يظهر على القطب على

لمعادلة فاعلية أيونات الهيدروجين طبقا.نرنست

يلزم في العادة قطبان لقياس الباهاء ، أحدهما قطب مرجعي و اآلخر القطب الزجاجي . كما توجد نوع يحتوي على

القطبين معا فيما يسمى قضيب قياسعقدي.

القطب الزجاجي المزدوج يتكون هذا النوع للقضيب العقدي من أنبوب رفيع داخلي موجود

في أبوب خارجي . يعمل األنبوب الخارجي كقطب مرجعي )قطب كلوريد الفضة( ويحتوي على سلك من تافضة و محلول

من كلوريد البوتاسيوم . كما يوجد كهرل كلوريد الفضة و محلول داخل األنبوب الداخلي سلك أخر من الفضة ، ومحلول كلوريد

الفضة و محلول كلوريد البوتاسيوم وتحتوي عالوة على ذلكمن الفوسفات. محلول منظم على

يتصل االألنبوب الداخلي المحلول المراد قياسه عن طريق غشاء زجاجي ، ويتصل األنبوب الخارجي أيضا بسداد مسامي من

السيراميك . ويتكون القضيب من السلسلة التالية: الكهروكيميائية

Glass electrode || Reference Solution || Test Solution || Glass electrode

Ag)s( | AgCl)s( | KCl)aq( || 1×10-7M H+ solution || glass membrane || Test Solution || ceramic junction || KCl)aq( |

AgCl)s( | Ag)s

: ويظهر الجهد المقاس على القطب بالطريقة التالية يتصل القطب المرجعي عن طريق سداد سيراميكي مسامي

اتصاال كهربيا مع المحلول المراد قياسه حيث يمنع السداد تبادل مادي بين القطب والمحلول فال يتغير جهده . توجد في القضيب

قطب القياس منغمسا في محلول منظم من الفوسفات مضبوط . وهو متصل عن طريق غشاء زجاجيpH 7على قيمة الباهاء

( مع المحلول المراد قياسه ، وعليهميكرومتر 50رقيق جدا )المستخدم . الباهاء يظهر جهد قياس

في الغشاء الزجاجي في حالة الليثيوم و الصوديوم توجد أيونات حرية للحركة ، أما البروتونات )أيونات الهيدروجين( فال تنفذ في

الغشاء . ومع ذلك يمكن أليونات الهيدروجين شغل أماكن في بلورات السليكات الزجاجية عند مالمستها مع المحلول المائي .

منخفضة تشغل أيونات الهيدروجينpHفعندما يكون قيمة األماكن البلورية في الغشاء الزجاجي وتنزاح أيونات الليثيوم والصوديوم منها . ونظرا لحرية حركة أيونات الهيدروجين في

الغشاء الزجاجي فإنها تنزاح إلى السطح الداخلي لها وبذلك ينشأالجهد المقاس.

أيونات الهيدروجين تركيز وعندما تكون قيمة الباهاء عالية يكثر في األنبوب الداخلي ، وتسير العملية في االتجاه اآلخر ، ويظهر

الجهد بإشارة مخالفة .

االستخدامات ال يصح تخزين القطب الزجاجي جافا أو يترك لمدة طويلة

. ويتم تخزينه بطريقة صحيحة عن طريق وضعه في الماء في.M 3بتركيز  كلوريد البوتاسيوم محلول

يستخدم لقياس الهاباء في المختبرات ، قياس الباهاء المتواصل لمراقبة العمليات الصناعية ، مثل

الصناعات الكيماوية ، والتقنية البيولوجية في تجهيز ماء الشربوتدويره ، في الصناعات الغذائية ، وفي إنتاج المشروبات.

في معايرة الحماض والقواعد ، في هواية تربية األسماك المنزلية األس الهيدروجيني قياس

Aquarium.

األقطاب الصلبة اإلنتقائية : اإلنتقائي LaF3قطب - األقطاب البلورية المصنوعة من-

CuS , AgCl , AgBr , AgI , Ag2S أو مخلوط AgCl مع Ag2S

األقطاب السائلة اإلنتقائية : مكونات : كما في الشكل التوضيحي

المقابل مثالً : لو اردنا تقدير ايون الكالسيوم

وCa+2نستخدم مبادل ايوني خاص لـ عند غمسه في تركيز مجهول من

Ca+2ينشاء فرق جهد على الغشاء و ذلك

بإنتقال ايونات الكالسيوم من التركيزالعالي الى المنخفض ,

إذن يمكن عمل غشاء انتقائي من أي مادة لها القدرة على جذب األيون بشكل انتقائي .

األقطاب االنزيمات اإلنتقائية :

يستخدم في االغراض التحليلية الطبية مثل تحليل )البول - الدم( و من مميزاته ثباته الشديد ,

حساسيته , خاص لليوريا , زمن اإلستجابة صغير-3-10جدا و يعطي خط مستقيم حتى التركيزات

10-4

اإلقطاب الغازية االنتقائية :

المذاب فيSO2عند تقدير غاز الماء , تنفذ من الغشاء المنفذ حيث

+ HSO3,H و تعطي H2Oيتحد مع

بواسطة القطب+ Hو يقاس تركيز الزجاجي .

في الهواءSO2وقد امكن تقدير عبر تمرير غاز في محلول يمتص

الغاز ثم يؤخذ جزء من المحلول و يحلل بإضافة كمية من الحمض

SO2ليتحرر

مالحظات على االقطاب اإلنتقائية و خواصها : معظم األقطاب اإلنتقالية لها مقاومة عالية مما يتطلب-

مقياس الرقم الهيدوجيني لقياس الجهد . تعطى هذة االقطاب عالقة خطية عبر مجال واسع من-

التركيز. المحاليل الملونه و العكرة و لهذافييمكن إستخدامها -

تمتاز عن الطرق الطيفية . يجب نقع الغشاء في محلول يكون القطب حساس له قبل-

استخدامه . جميع االقطاب اإلنتقايئة تتطلب معايرة من وقت ألخر .- يمكن معايرة الجهد المقاس ليعطي التركيز مباشرة على-

المؤشر .

تعتمد األقطاب اإلنتقائية على تركيز الفعال و ليس على-التركيز الموالري .

الطرق الجهدية لقياس التركيز :: الطرق الجهدية المباشرة

برسم عالقة

خطية بين لوغرتم

التركيز و جهد

الخلية , ثم نحصل على منحنى قياس لتقدير العينه و من هذا المنحنى يمكن تعين تركيز أىمحلول مجهول بمعرفة جهده.

وهي سهله سريعة ولكنها اقل دقهمن المعايرات الجهدية لتداخالت

: المعايرات الجهدية تستخدم في

التراكيز المخففه او

الملونه . وهي دقيقة الجهد لقياس تغير

لتحديد نقطةالتكافؤ

و يستخدم أنواع كثيرة من األقطاببإختالف انواع المعايرات

ثم يوصل قطب الدليل و قطب PHالمرجع بمقياس الجهد او

meterو برسم عالقة بين الجهد المقاس أثناء المعايرات الجهدية و حجم المحلول القياسي المضافيمكن تحديد نقطة التكافؤ بدقة .

: مميزات المعايرة الجهديةاكثر دقهبسيطةتقدر المواد التي ال تسجيب لها

القطب اإلنتقائي: عيوبها

طويلهصعوبة تحضير المواد القياسية و

تقدرها

الفصل الثاني التحليل الكهربي تعتبر طرق الترسيب الكهربائي من الطرق البسيطة لفصل

الكثير من العناصر من محاليها , حيث تترسب على سطح المهبط ثم يجفف و يوزن بعد إتمام

عملية الترسيب و عادة تكون األقطاب من البالتين ألنها خامله و

سهله الحرق للتخلص من الشوائب.و يتم الترسيب بطرقتين :

نثبيت شدة التيار وذلك بتغير الجهد-المعطى للخلية .

تثبيت جهد المهبط .-

هي الطريقة التي يتم الصناعة و الكيمياء في التحليل الكهربائي غير ممكن تفاعل كيميائي إلطالق تيار كهربائي بها استخدام

الحدوث بدونه. للتحليل الكهربائي أهمية تجارية عالية كعملية من أشكالها الموجودة في الطبيعة العناصر لفصل

، كما يستخدم التحليلخلية التحليل باستخدام الفلزات مثل الكيميائي لتحضير مواد يصعب تحضيرها بالوسائل الكيميائية أو

بسبب ارتفاعل تكاليف الطرق الكيميائية . أمثلة لذلك نجدها في محلول هيدروكسيد و والكلور ، األلمونيوم تحضير

النقي. الصوديوم

بين قطبين في محلول موصل للكهرباء تيار مستمر يمرر (. وعن طريق التحليل الكيميائي يحدث انفصالكهرل )أنظر

النواتج من المحلول . فقدا لإللكترونات على القطب الموصول الجهد الكهربائي يعمل

بالطرف الموجب من المصدر الكهربائي وفي نفس الوقت زيادة ( الموصولالمهبطفي عدد اإللكترونات في القطب اآلخر )

بعضها أيونات بالطرف السالب للمصدر. ويجري في المحلول موجب الشحنة و اآلخر سالب الشحنة . تذهب األيونات الموجبة

( إلى المهبط وتأخذ منه إلكترونات مما يجعلهاكاتيوناتالشحنة ) )القطب الموجب[ فيجري تفاعل المصعد ُمختزلة. أما على

(أنيوناتعكسي ، حيث تعطي األيونات السالبة الشحنة ) إلكترونات إلى القطب وتتأكسد األنيونات . وتكون كمية

اإللكترونات المأخودة من المهبط مساوية لإللكترونات المعطاةللمصعد .

يجري انتقال األيونات في المحلول عن طريق النفاذية في بين األيونات الكهرستاتيكي المحلول وعن طريق قوي التجاذب

واألقطاب . يلزم لتلك العملية فرق جهد معين ال يصح أن يقل عنه ، ويسمى

. فيجب أن يكون فرق الجهد Uz جهد التحلل فرق الجهد الالزم مساويا لجهد التحلل أو يزيد عنه لكي تسير العملية . وإذا كان

فرق الجهد أقل من هذا الحد األدنى الالزم لسير العملية فال تتم العملية ، ويصبح سطح كل قطب مالمس للمحلول غير موصل

للكهرباء . . كما جهد االختزال يمكن معرفة جهد التحلل لكل مادة من

نحصل من جهد االختزال على معلومات إضافية مثل تحلل أو كيفية خفض جهد التحلل عن طريق حمض في فلز أقطاب

في المحلول.pH-Wertاختيار قيمة فعن طريق معرفة جهد االختزال لمادة يمكننا حساب أنه

على المصعد عند تحليل الماء في األكسجين لتكوين ( يجري عند جهد أقل فولت 0و401:  )جهد التحلل قلوي محلول

فولت[[ أو1و23)جهد التحلل:  حمضي عنه تكونه في محلول فولت( . كما يمكننا حساب0و815محلول متعادل )جهد التحلل:

يكون أسهل في محلول المهبط على الهيدروجين أن فصلحمضي عنه في ماء متعادل أو في محلول قلوي .

عندما يكون في المحلول عدة كاتيونات قابلة لالختزال فنجد أن العملية تبدأ باختزال الكاتيونات التي لها جهدا موجبا

)سلبيتها أضعف( . فنجد أنه في قائمة الجهود القياسية في نجد أنه يترسب كلوريد الصوديوم محلول مائي يحتوي على

. الصوديومعلى المهبط الهيدروجين وليس في المحلول وتكون األنيونات كذلط في وجود عدة أنواع من

قابلة لألكسدة ، نجد أن األكسدة تحدث أوال لتلك األنيونات التي قريبة من الجهد صفر ، أي التي قائمة الجهود القياسية تأتي في

تمتلك جهد اختزال موجب أضعف.

بزيادة الجهد شدة التيار تزداد جهد التحلل عند تعدية الموصول بالخلية . وطبقا لقانون فاراداي تتناسب كمية المادة

المترسبة من المحلول تناسبا طرديا مع كمية الشحنة المارة في الخلية )أي حاصل ضرب شدة التيار في الزمن ،

( . قانون فاراداي أنظرمثال:

، لتكوين جزيئ لتر 11و2)نحو  الهيدروجين من جرام 1لتكوين الهيدروجين يلزمه إلكترونين ( من محلول مائي يلزمه مرور

. فإذاb( C = 1 A·s 1) كولوم 96485شحنة كهربائية قدرها ساعة و28فيلوم نحو  أمبير 1كانت شدة التيار

لتر من الهيدروجين.11و2لتكوين  دقيقة 48

عمليا نحتاج إلى جهد أعلى لتسير عملية التحليل الكهربائي وذلك بسبب تخميد يحدث تلقائيا على جهد االختزال عن

سطح األقطاب.

عند قطع التيار وانتهاء عملية التحليل الكهربائي يمكننا قياس دفعة تيار كهربائي بين القطبين في االتجاه العكسي . هذا

التيار الذي يمر لفترة قصيرة يحدث بسبب عملية عكسية في . عندئذ ال يوجد تيارخلية جلفانية خلية التحليل ، وهي تكوين

يعمل على تحليل المحلول وإنما ينشأ تيارا كهربائيا لمدة خلية قصيرة ، وتستخدم تلك الظاهرة لبناء وتشغيل

في األكسجين و الهيدروجين )حيث يتسبب تفاعل الوقود(.طاقة كهربائية إنتاج

جهد التفكك : فرق الجهد الكهربي في خلية الكيمياء الكهربية في جهد تحلل

التحليل لتسيير عملية المهبط و المصعد تحليل كهربي الالزم بين . عند هذا الجهد تبدأ عملية تحليل المحلول بواسطةالكهربائي

قوي التجاذب بين األقطاب من ناحية و األيونات في المحلول.أنيونات و كاتيونات والتي تكون في صورة

تأتي تلك التسمية عن العالم ماكس لو بالن . فقد قام "بالن " ألمالح فلزات وتعيين المولية  باختبار محاليال مختلفة1892عام

الجهد األدنى الالزم لترسيب الفلز )على القطب السالب(. وقدشكلت نتائجه أساس ترتيب جهد اختزال المواد المختلفة .

- القلويات و األحماض كما قام ماكس لو بالن بدراسة جهد تحلل على القطبين األكسجين و الهيدروجين و وجد أنه ينتج عن ذلك

في معظم األحوال . لألحماض الغير فولت 1و65 وقد عين جهد التحلل ووجده نحو

( و للقلوياتحمض الكبريتيك و حمض الفسفوريك عضوية )مثل هيدروكسيدو هيدروكسيد الصوديوم الغير عضوية )مثل

1و26فوجده  حمض الهيدروكلوريك ( ، أما جهد تحللالبوتاسيومفولت.

. وأحيانامعادلة نرنست يمكن حساب جهد األقطاب بواسطة تنشأ ما يسمى " الجهد اإلضافي" التي ال بد من أخذها في

الحسبان . ويعتمد الجهد اإلضافي على مادة القطبين ، و على هيئة سطحه .

تلك الخواص يجب تعيينها عمليا حيث ال توجد طريقة لحسابها حتى اآلن . وال تزال مسألة "الجهد اإلضافي " غامضة ، ولكن

طاقة يعتقد كثير من العلماء أنها تتعلق بحالة من صفات. أي أن هذا الموضوع اليزال محتاجا إلى البحث العلمي.التنشيط

التحليل الكهربائي عند جهد ثابت :

التحليل( CPE) التجربة المحتملة الشواهد المبدأ الكامن وراء.بسيط جدا الكهربائي

تم تعيين ثم، في البداية المؤكسدة األنواع موجود إال إذا كان السالبيةتسبب بما فيه الكفاية ل قيمة ثابتة المحتملة في

فقط يتم حساب هذه القيمة علىالمحافظة و التخفيض السريع )CPE )Q خالل التجربة من مجموع الشحنة

منعدد موالت و( n) الجزيء في عدد اإللكترونات ويرتبط( N) في البداية المؤكسدة األنواع

:قانون فاراداي من خاللQ = nFN حيث F فاراداي هو ثابت (

96500 C 1-مول.)

، يمكن حسابN أوN واحد من إذا كان من المعروف لذلك، التطبيقات التحليلية على حد سواء CPE، وبالتالي. اآلخر

.إبسيلون قياسية فيهي تقنية والتركيبية، و قيم يتم تعيين المحتملة التحليل الكهربائي تجربة ثابت إقامة

في( F1) تغيير الحوار معلمات مربع باستخدام CPEل المعلماتالقائمة المنبثقة أو التجربة إما القائمة

0.5 أمبير فغننا نحتاج إلى جهد اضافي 1اذا كانت قسمة التيار فولت ليتغلب على مقاومة الخلية .

فولت0.85ونحتاج إلى جهد آخ مقابل فوق جهد األكسجين ويضبح جهد التفكك الحقيقي الالزم إلتمام عملية الترسيب

Ecell =Ea+Ec+Ir+Eover potentaial)na-nc(

وعند استمرمار الترسيب عند جهد ثابت يحدث نقص في تركيز +Hأيونات النحاس وزييادة في تركيز أيونات

حول المهبط الذي يختزل إلى هيدروجينويصعد إلىى المهبطويكون نحاس اسفنجي .

التحليل الوزني الكهربائي : التحليل الوزني الكهربي يصف مجموعة من األساليب في

على أساس كتلةتحليلها لتحديد الكمية ل الكيمياء التحليلية A simple example is the measurement of صلبة.

solids suspended in a water sample: A known volume of water is , and the collected solids are

weighed. وهناك مثال بسيط هو قياس المواد الصلبة العالقة التي تمتفي عينة المياه : هو معروف الحجم من المياه

.، ويتم وزن المواد الصلبة التي تم جمعها تصفيتهاIn most cases, the analyte must first be converted

to a solid by with an appropriate . في معظم الحاالت ، يجب أوال تحليلها يمكن تحويلها إلى مادة صلبة عن

The precipitate . كاشف مع مناسبة هطول األمطارطريق can then be collected by filtration, washed, dried to

remove traces of moisture from the solution, and weighed.، ويمكن بعد ذلك أن يعجل التي جمعتها الترشيح

Theوغسلها وتجفيفها إلزالة آثار الرطوبة من الحل ، ووزنه. amount of analyte in the original sample can then

be calculated from the mass of the precipitate and its chemical composition.ويمكن بعد ذلك مبلغ الحليلة في

العينة األصلية تحسب من كتلة الراسب وتكوينه الكيميائي. In other cases, it may be easier to remove the

analyte by . وفي حاالت أخرى ، قد يكون من األسهل إلزالة The analyte might be collected . التبخرالحليلة بواسطة

—perhaps in a or on some such as -- and measured directly. فخ قد يكون جمع الحليلة ، وربما في

-الكربون المنشط مثل المواد الماصة أو على بعض المبردة Or, the sample can be weighedوتقاس مباشرة.

before and after it is dried; the difference between

the two masses gives the mass of analyte lost.أو يمكن أن يكون وزنه العينة قبل وبعد تجفيفها ، والفرق بين

This isالقيمتين يصبح الجماهير كتلة الحليلة المفقودة. especially useful in determining the water content

of complex materials such as foodstuffs.هذا هو مفيدة بشكل خاص في تحديد محتوى الماء من المواد المعقدة

مثل المواد الغذائية. مثال :

A chunk of ore is treated with concentrated nitric acid and potassium chlorate to convert all of the

sulfur to sulfate )SO 4 2- (. يتم التعامل Aقطعة من خام مع حامض النيتريك المركز وكلورات البوتاسيوم لتحويل كل من

The nitrate and chlorate -(.SO 4 2الكبريت إلى كبريتات )are removed by treating the solution with

concentrated HCl.تتم إزالة النترات وكلورات عن طريق The sulfateالتعامل مع حمض الهيدروكلوريك الحل المركزة.

is precipitated with barium )Ba 2+ ( and weighed as BaSO 4. ( وعجلت كبريتات الباريوم مع Ba 2)+

اإلجراءات : The sample is dissolved, if it is not already

insoluble.يذوب العينة، إذا لم يكن بالفعل غير قابلة للذوبان.

The solution may be treated to adjust the )so that the proper precipitate is formed, or to

suppress the formation of other precipitates(. )بحيث يتم تشكيلدرجة الحموضةيمكن عالج الحل لضبط

If it isراسب السليم، أو لقمع تشكيل رواسب أخرى(. known that species are present which interfere

)by also forming precipitates under the same conditions as the analyte(, the sample might require treatment with a different reagent to

remove these interferents.إذا كان من المعروف أن األنواع التي تتداخل موجودة )أيضا من خالل تشكيل رواسب وفقا للشروط نفس الحليلة(، قد تحتاج إلى

معالجة العينة مع كاشف مختلفة إلزالة هذهinterferents .

The precipitating reagent is added at a concentration that favors the formation of a

"good" precipitate )see below(.يتم إضافة كاشف عجل بتركيز التي تفضل تشكيل راسب "جيد" )انظر

,This may require low concentrationأدناه(. extensive heating )often described as

"digestion"(, or careful control of the pH.وهذا قد يتطلب تركيز منخفض، والتدفئة واسعة )كثيرا ما توصف بأنها "عملية الهضم"(، أو التحكم الدقيق لدرجة الحموضة.

Digestion can help reduce the amount of . يمكن الهضم يساعد على التقليل من كمية

coprecipitation . After the precipitate has formed and been

allowed to "digest", the solution is carefully filtered.بعد الراسب شكلت وسمح ل"هضم"، يتم تصفية

The is chosen to trap theبعناية الحل. precipitate; smaller particles are more difficult

to filter. يتم اختياره إلى اعتراض يعجل؛مرشح و جسيمات أصغر هي أكثر صعوبة لتصفيتها.

oDepending on the procedure followed, the filter might be a piece of ashless in a

fluted , or a filter . ،اعتمادا على اإلجراء المتبع رقة الترشيحقد يكون تصفية قطعة من عديم الرماد

Filter paper is . بوتقة ، أو مرشح قمعفي مخدد convenient because it does not typically

require cleaning before use; however, filter paper can be chemically attacked by some solutions )such as concentrated acid

or base(, and may tear during the filtration of large volumes of solution.ورق

الترشيح مريحة ألنها ال تتطلب عادة تنظيف قبل االستخدام، ومع ذلك، يمكن ورق الترشيح هاجم

كيميائيا من قبل بعض الحلول )مثل حمض أو قاعدة مركزة(، وربما المسيل للدموع خالل ترشيح كميات

كبيرة من الحل.

oThe alternative is a crucible whose bottom is made of some porous material, such as

sintered glass, porcelain or sometimes metal.البديل هو أسفل بوتقة التي هي مصنوعة من

مادة مسامية بعض، مثل متكلس الخزف والزجاج أو These are chemicallyالمعدن في بعض األحيان.

inert and mechanically stable, even at elevated temperatures.هذه هي خاملة كيميائيا

وميكانيكيا مستقرة، حتى في درجات حرارة مرتفعة.However, they must be carefully cleaned

to minimize contamination or )cross-contamination(.ومع ذلك، ال بد من أنها تنظيفها

)انتقال التلوث(.المرحلبعناية للحد من التلوث أو Crucibles are often used with a mat of glass or fibers to trap small particles.

وغالبا ما تستخدم البوتقات مع حصيرة من الزجاج أو ألياف الى الحصول على جسيماتاألسبستوس

صغيرة. oAfter the solution has been filtered, it

should be tested to make sure that the analyte has been completely precipitated. بعد أن تم تصفية حل، ينبغي اختباره للتأكد من أنه تم

This is easily done byتحليلها عجلت تماما. adding a few drops of the precipitating

reagent; if a precipitate is observed, the precipitation is incomplete.ويتم ذلك بسهولة

عن طريق إضافة بضع قطرات من كاشف عجل، وإذالوحظ راسب، وهطول األمطار غير كامل.

After filtration, the precipitate – including the filter paper or crucible – is heated.،بعد الترشيح

والراسب - يسخن - بما في ذلك ورقة الترشيح أو بوتقة.This achieves three purposes:هذا يحقق ثالثة

أهداف: oThe remaining moisture is removed

)drying(. .)تتم إزالة الرطوبة المتبقية )التجفيف oSecondly, the precipitate is converted to a

more chemically stable form.ثانيا، يتم تحويل

Forالراسب إلى شكل أكثر استقرارا كيميائيا. instance, calcium ion might be

precipitated using oxalate ion, to produce calcium oxalate )CaC 2 O 4 (; it might then

be heated to convert it into the oxide )CaO(.على سبيل المثال، قد يكون عجل أيون

الكالسيوم أوكساالت باستخدام أيون، إلنتاج أكساالت قد تكون ساخنة ثم لتحويله(؛O 4 2الكالسيوم )كاك

It is vital that the of theإلى أكسيد )كاو(. weighed precipitate be known, and that the precipitate be pure; if two forms are

present, the results will be inaccurate.فمن تكون معروفة منالصيغة التجريبيةاألهمية بمكان أن

الراسب وزنه، وهذا الراسب تكون نقية، وإذا شكلينموجودة، ستكون النتائج غير دقيقة.

oThe precipitate cannot be weighed with the necessary accuracy in place on the filter paper; nor can the precipitate be

completely removed from the filter paper in order to weigh it.ال يمكن أن يكون وزنه

الراسب مع دقة الالزمة في مكان على ورقة الترشيح، وال يمكن أن الراسب إزالتها تماما من ورقة

The precipitate canالترشيح من أجل تزن عليه. be carefully heated in a crucible until the filter paper has burned away; this leaves

only the precipitate.يمكن تسخينها بعناية الراسب في بوتقة ورقة الترشيح حتى احترق بعيدا،

As the name)وهذا يترك سوى راسب. suggests, "ashless" paper is used so that the precipitate is not contaminated with

ash).وكما يوحي اسمها، يتم استخدام "عديم( الرماد" ورقة حتى ال تلوث الراسب مع الرماد.(

After the precipitate is allowed to cool )preferably in a to keep it from absorbing

moisture(, it is weighed )in the crucible(.بعد لمنعها منمجففالسماح لتبريد الراسب )ويفضل في

The mass of theامتصاص الرطوبة(، يوزن )في بوتقة(.

crucible is subtracted from the combined mass, giving the mass of the precipitated

analyte.وطرح كتلة البوتقة من الكتلة مجتمعة، وإعطاء Since the composition of theكتلة الحليلة عجلت.

precipitate is known, it is simple to calculate the mass of analyte in the original sample.ومن المعروف منذ تكوين راسب، هو بسيط لحساب كتلة

التحليل في العينة األصلية.

:Depolarizersمثبطات اإلستقطاب

هي مركبات كيميائية تضاف إلى خلية الترسيب الكهربي لتجنب تصاعد

الهيدروجين على المهبط ويصبح ترسيب النحاس صعب .

والنحاس المتكون يكون مشبعا بالهيدروجين الذي يمتزه وتتغير خواص

النحاس المترسب ويصبح اسفنجي HNO3 , H2N-NH2ومن مثبطات االستقطاب

الهيدرازين يستخدم غالبا كمثب للمواد المترسبة على األنود حيثN2أنه يتأكسد بسهولة إلى

N2H4 ----- N2 +4H+ + 4e-

فإن إضافة كمية زائدة من+Agوعند ترسيب الفضة من محلول CN-تحسن عملية الترسيب وكذلك عند اضافة حوافز سطحية

نشطة.

مميزات التحليل الوزني :يمكن استخدامه على نطاق واسع من العناصر التي

يسهل ترسيبها بسرعة العناصر ذات جهد تأكسد عالي يمكن ترسيبها في

األوساط القلوية مثل النشادر لتكون متراكبات وتمنعتكوين الهيدروكسيدات

يمكن ترسيب وتقديرPb+2 بأكسدته على األنود

يمكن تحليل المخإلىط وذلك بتغيير الظروف الخاصة بالتفاعل وذلك بإستخدام طرق التحكم في الجهد

خواص الرواسب اإللكتروليتية :تصاعد غاز مع الراسب يجعل المادة المترسبة

NO3 بإضافة H2اسفنجية ويتم منع تصاعد عند-

ترسيب النحاس .كلما زادت كثافة التيار يقل حجم البلورات المترسبة

وتصبح أكثر إلتصاقا بسطح القطب التحريك يقلل اإلستقطاب وهو أمر مرغوببارتفاع درجة الحرارة يقل االستقطاب وتزيد سرعة

األيوناتلكل فلز رقم هيدروجيني خاص به , النحاس والفضة

يتم ترسيبها في الوسط الحمضي ألنها تختزل بسهولة بينما الكوبلت والنيكل ايوناتها ال تختزل بسهولة فيتم

ترسيبها في الوسط القاعديلوحظ ان كثير من الفلزات تترسب بشكل جيد عندما

تكون ايوناتها في المحلول على صورة متراكبات

تطبيقات تحليلية على التحليل الوزني :

عندما يحتوي المحلول على مكون واحد ويكون أيونه قابل لإلختزال قبل الهيدروجين فإننا نستطيع ترسيب هذا العنصر

بسهولة بدون التحكم في جهد المهبط . في وسط حمضي منCuSO4فمثال النحاس يترسب من

HNO3 حمض , H2SO4على مهبط شبكي من البالتين فولت ويجب أن يكون حمض3-2 تساوي e.m.fوعند

NO2النيتريك خالي من وذلك بغليه قبل اإلضافة ألن وجود-

NO2 تؤثر على ترسيب النحاس ويمكننا استخدام :-

فولت وشدة2.5-2تحليل بطيء ودون تقليب وعند جهد أمبير ولكن التحليل يأخذ وقتا طويال .0.3التيار ثابتة

2 فولت وشدة تياار 4-3تحليل سريع مع التقليب عند جهد أمبير لمدة قصيرة .4–

تحليل ملحوظ منPb+2 , Cu+2 . . فإن الرصاصHNO3إذا كان لدينا مخلوط منهما في حمض

كميا ويترسب على األنود بينما يترسب PbO2يتأكسد إلى النحاس على الكاثود تلقائيا في نفس الوقت .

فصل النحاس عن النيكل وتقديرهما في السبائك حيث يترسب النحاس يسهولة في الوسط الحمضي بينما ال

يترسب النيكل وبعد فصل وترسيب النحاس ستم ترسيبالنيكل بجعل المحلول قلويا .

تحليل العديد من الفلزات عن طريق التحكم في جهد , Cu , Bi , Pbالمهبط وذلك بطريقة التقدير المتتابع للـ

Sn ومن التطبيقات الهامة استخدام قطب الزئبق كمهبط

للتخلص من كثير من الفلزات التي تكون ملغمات مع الزئبق بعد اختزالها على القطب الذي هو حوض من الزئبق

. عالي جداHg على قطب H2وكما هو معروف فوق جهد

مما يسمح بالتحليل الكهربائي في االوساط الحمضية مثلZn , Cr , Ni , Feترسيب

يستخدم الترسيب الكهربائي في تنقية بعض المعادن حيث يتم تنقية النحاس بهذه الطريقة صناعيا حيث يوضع النحاس

% مصعدا في الخلية والمهبط نحاس نقي95الغير نقي ويوضع محلول الكبريتات انحاس حيث يذوب النحاس

ثم يعاد ترسيبهSO4 , Cu مكونا H2SO4تدريجيا في حمض % وبنفس الطريقة ينقى99.9نقيا على المهبط بنقاوة

الذهب أو الفضة حيث يكون الذهب أو الفضة الغير نقية هو ويترسب الذهب أو الفHClالمصعد في محلول حمضي ة النقية على المهبط .

تحليل مخلوط مكون منFe+3 , Ni+2 , Cu+2 HNO3يرسب النحاس أوال في وسط حمضي من حمض

Ni+2 عن Fe+3 فولت ويتم فصل 4عند جهد ال يتعدة

حيث يتكون متراكب النيكلOH , NH4باضافة زيادة من والحديد راسب بني ثابت يتم فصلهم بالترشيح ثم يرسب

فولت وبعد ذلك يذاب راسب4النيكل عند هجد أكبر من .Fe+3ويترسب HNO3الحديد في حمض

طرق التحليل بإستخدام كمية الكهرباء : في الوقت الحاضر إمدادات الطاقة في العالم تتكون إلى حد

Evenكبير من الموارد المحدودة. ”when producing energy from “renewableحتى

sources, fossil fuels are consumedعند إنتاج الطاقة من مصادر "الطاقة المتجددة"، وتستهلك الوقود األحفوري بشكل

The dependency on limitedغير مباشر إلى حد ما. resources motivates theاالعتماد على الموارد المحدودة

يحفزindirectly to some extent.comparison of energy

systems with respect to efficiency in resource usage.مقارنة بين أنظمة الطاقة فيما يتعلق الكفاءة في

استخدام الموارد. There exist different methods for analysing energy

efficiency, of which three areتوجد طرق مختلفة لتحليل .exergy emergyكفاءة الطاقة، ثالث منها الطاقة، وتحليل

These methods take different properties ofهذه الطرق تأخذ خصائص مختلفة من موارد الطاقة في المقترحات

In order to analyse theقيد النظر غير الرسمية. efficiency of energyمن أجل تحليل كفاءة الطاقة نظم من

المهم أن نعتبر أن بعض أشكال الطاقة المستخدمة هي أكثر For example, electricity is moreسهولة من غيرها.

useful than heat.energy-, exergy- and emergy analysis. than

other..على سبيل المثال، الكهرباء هو أكثر فائدة من الحرارة Another example is thatمثال آخر هو أن يمكن أن تحل

محل رقائق خشبية البنزين في السيارة دون الطاقة تطالب The usefulness of energy resources is notالتحويل.

comprehensively dealt with byenergy resources into con-sideration. conversion.ال

فائدة من تناول مصادر الطاقة بشكل شامل مع من القائمةاألساليب.

systems it is important to consider that some forms of energy are more easily usedفي هذه

األطروحة منهجية جديدة لتقييم كفاءة استخدام الطاقة في Central in theمجال الطاقة تم تطوير أنظمة توريد

methodology is how useful energyالمركزية في المنهجية هي الطريقة المفيدة الطاقة الموارد .

wooden chips cannot replace petrol in a vehicle without energy demanding resources are.-استخدام

fulnessمن مورد في هذا العمل هو تحديد تقنيا وتعريف من حيث مدى الكهرباء التي يمكن أن تقدم في غضون محطة

للكهرباء.existing methods.يتم استخدام الكهرباء واألساسي للعملية

الحسابية ولما كان حاملة الطاقة بسهولة للتحويل إلى أي شكلآخر من أشكال الطاقة، وبالتالي يرتبط بقوة إلى الثروة.

والهدف من هذا األسلوب هو مقارنة العائد من الكهرباء من النظام إلى القدرة على إنتاج الكهرباء في المواردالطاقة

In بشكل غير مباشر من قبل النظام. المستخدمة مباشرة وthis thesis the method is applied to a Swedish

nuclearفي هذه األطروحة تم تطبيق الطريقة على السويدية It was found that the nuclearالنووية محطة الطاقة.

power plant is a very good net provider of In this thesis a new methodology for the assessment of

energy efficiency in energysupplying systems is developed.وجد أن محطة الطاقة

النووية هو توفير شبكة جيدة جدا من مكافئات الكهرباء إلى .10المجتمع، والعائد على االستثمار التموينية كونها مايقرب من

coulometryطرق التحليل الكولوميتري ذات الجهد الثابت : Potentiostatic

is a technique most commonly referred to as " التحليل الكهربائيهو األسلوب األكثر شيوعا ويشار إلى " ".

The is kept at a constant potential and the ". األكبرcurrent that flows through the circuit is measured.

يتم االحتفاظ في إمكانية ثابتة ويتم قياس التيارالقطب العملو This constant potential isالذي يتدفق عبر الدائرة.

applied long enough to fully reduce or oxidize all of the substrate in a given solution.يتم تطبيق هذه

اإلمكانية المستمر لفترة كافية لخفض أو أكسدة تماما من جميع ,As the substrate is consumedالركيزة في حل معين.

the current also decreases, approaching zero when

the conversion is complete.،كما يتم استهالك الركيزة ويقلل أيضا من الحالي، يقترب من الصفر عند اكتمال عملية

The sample mass, molecular mass, numberالتحويل. of electrons in the electrode reaction, and number of electrons passed during the experiment are all

related by . وتتعلق جميع هذه العينة الشامل، الكتلة الجزيئية، وعدد اإللكترونات في تفاعل القطب، وعدد اإللكترونات

,It follows that . قوانين فارادايمرت خالل التجربة من قبل if three of the values are known, then the fourth

can be calculated.ويترتب على ذلك، إذا كنت تعرف ثالثة من القيم، ثم يمكن حساب الرابع.

Bulk electrolysis is often used to unambiguously assign the number of electrons consumed in a

reaction observed through . وكثيرا ما يستخدم التحليل الكهربائي لتعيين معظم بشكل ال لبس فيه عدد من اإللكترونات

voltammetry . Itالتي تستهلك في رد فعل لوحظ من خالل also has the added benefit of producing a solution

of a species )oxidation state( which may not be accessible through chemical routes.كما أن لديها فائدة

إضافية تتمثل في إنتاج حل من نوع )حالة األكسدة( التي قد ال This species canتكون في متناول من خالل طرق كيميائية.

then be isolated or further characterized while in solution.يمكن أن يكون هذا النوع ثم معزولة أو كذلك تتميز

بينما في الحل. The rate of such reactions is not determined by the concentration of the solution, but rather the of the

substrate in the solution to the electrode surface. لم يتم تحديد معدل ردود الفعل هذه من قبل تركيز المحلول،

Rates من الركيزة في حل لسطح القطب. نقل الجماعيوإنما will increase when the volume of the solution is

decreased, the solution is stirred more rapidly, or the area of the working electrode is increased.

سوف تزيد معدالت عندما انخفض حجم من الحل، الحل يحرك Since massبسرعة أكبر، أو يتم زيادة مساحة القطب العمل.

transfer is so important the solution is stirred

during a bulk electrolysis.منذ نقل الجماعي مهم جدا ,Howeverيحرك الحل خالل التحليل الكهربائي بكميات كبيرة.

this technique is generally not considered a , since a laminar flow of solution against the electrode is neither the objective nor outcome of the stirring.

، منذتقنية الهيدروديناميكيةومع ذلك، هذه التقنية عموما ال تعتبر تدفق الصفحي من الحل ضد القطب ليس الهدف وال نتائج

التحريك. The extent to which a reaction goes to completion

is also related to how much greater the applied potential is than the reduction potential of interest. ويرتبط أيضا إلى أي مدى رد فعل يذهب إلى إنجاز لمدى إمكانية

In the caseتطبيق أكبر هو من المحتمل خفض الفائدة. where multiple reduction potentials are of interest, it is often difficult to set an electrolysis potential a

"safe" distance )such as 200 mV( past a redox event.،في الحالة التي يكون فيها إمكانات الحد متعددة تهم

غالبا ما يكون من الصعب تحديد إمكانات التحليل الكهربائي The فولت( الماضي حدثا األكسدة. 200"آمنة" مسافة )مثل

result is incomplete conversion of the substrate, or else conversion of some of the substrate to the

more reduced form.والنتيجة هي تحويل ناقصة من الركيزة، أو تحويل بعض آخر من الركيزة إلى شكل أكثر

This factor must be considered whenمخفضة. analyzing the current passed and when attempting

to do further analysis/isolation/experiments with the substrate solution.يجب النظر في هذا العامل عند

تحليل الحالية مرت وعند محاولة القيام مزيد من التحليل /العزل / التجارب مع الحل الركيزة.

هو أنهelectrogravimetryميزة لهذا النوع من التحليل على This is useful forال يتطلب أن يكون وزنه نتاج التفاعل.

reactions where the product does not deposit as a solid, such as the determination of the amount of

in a sample from the electrolysis of ) ( to ) (.وهذا مفيد لردود الفعل حيث المنتج ال مصرفية واعتبارها من هذا

في عينة من التحليلالزرنيخالقبيل، كما الصلبة تحديد كمية .حمض الزرنيخ ( ل 3 اسو H 3 ) حمض األرسينوزالكهربائي لل

An advantage to this kind of analysis over is that it does not require that the product of the reaction

be weighed.

Coulometricالمعايرة

Coulometric titrations use a constant system to accurately quantify the concentration of a species.

نظام لتحديدالحالي استخدام ثابت Coulometricمعايرات In this experiment, the appliedبدقة تركيز على األنواع.

current is equivalent to a . في هذه التجربة، وتطبيقها Current is applied to the . محلول معايرالحالي ما يعادل

unknown solution until all of the unknown species is either oxidized or reduced to a new state, at

which point the potential of the shifts dramatically. يتم تطبيق الحالي إلى حل غير معروف حتى يتأكسد إما كل من

األنواع غير معروفة أو تخفيضها إلى دولة جديدة، وعند هذه

This potential تحوالت هائلة. القطب العملالنقطة إمكانات shift indicates the . نقطة هذا التحول يشير إلى إمكانية

The magnitude of the current )in ( and the . النهايةduration of the current ) ( can be used to

determine the of the unknown species in solution. يمكن استخدامها(ثواني ( ومدة )الحالي أمبيرحجم التداول )في

When the من األنواع غير معروفة في الحل. الشاماتلتحديد volume of the solution is known, then the of the

unknown species can be determined.عندما يعرف يمكن تحديد األنواع غير معروف. الموليةحجم من الحل، ثم

coulometerاإللكترونية : The electronic coulometer is based on the

application of the in the "integrator"-type circuit. مكبر للصوت اإللكترونية على تطبيق coulometerيستند

The current passed في "تكامل" من نوع الدائرة. التشغيليةthrough the resistor R1 makes a potential drop

which is integrated by operational amplifier on the plates; the higher current, the larger the potential

drop. التيار مرت R1المقاوم يجعل انخفاض المحتملة والتي لوحات،مكثفتتكامل بواسطة مكبر للصوت التشغيلية على

The current needوارتفاع الحالي، أكبر انخفاض محتمل. not be constant. .الحالي ال يلزم أن يكون ثابتا In such

scheme V out is proportional of the passed charge ) i * t (. في هذه مخطط V خارج.)النسبي من تهمة تمرير )ط * ر

Sensitivity of the coulometer can be changed by choosing of the appropriate value of R 1. يمكن تغيير

عن طريق اختيار القيمة المناسبة للمنcoulometerحساسية R 1.

التحليل الكولوميتري ذات التيار الكهربائي )المعايراتالكولوميترية( :

تسمى هذه الطرق من التحاليل الكولومترية بالطرق الغيرمباشرة ولها تطبيقات تحليلية واسعة , وتعتمد هذه الطرق على :

توليد المادة المتفاعلة بسرعة ثابتة على المهبط أو المصعد

عندما تتولد المادة المتفاعلة تتفاعل مباشرة مع العينة المراد تعيينها وهكذا نمنع التفاعالت

الجانبية

مميزات المعايرة الكولومترية :أن المادة تتفاعل حال تكوينها مع المادة المراد قياسها أو

معايرتها عند القطب المولد اليلزم هنا وجود سحاحة او ميزان

المعايرات الكولومترية أكثر دقة وحساسية من المعايراتالعادية .

تطبيقات تحليلية على المعايرات الكولومترية : - معايرة األحماض أو القلويات :يوضع القلوي المراد قياسه في الخلية وتوصل المادة القياسية التي تولد أيونات هيدروجين عند

المصعد بواسطة محلول الكتروليتي مناسب حيث يتعادلالهيدروجين األيوم مع محلول العينة القلوي الموجود في الخلية

او توصل المادة القياسية لتي تولد ايونات الهيدروكسيد عند المهبط بواسطة المحلول االلكتروليتي المناسب حيث يتفاعل أيون الهيدروكسيد المتولد مع محلول العينة الحمضي الموجود

في الخلية .

المراجع

http://ar.wikipedia.org/wikiويكيبيديا، الموسوعة الحرة  كتاب طرق تحاليل الطيفية و الكهروكيميائية