قوانين الكيمياء التحليلية

الكيمياء

الكيمياء هي علم دراسة المادة وتفاعلاتها مع المواد الأخرى، وهي كذلك مرتبطة بالرياضيات والمنطق، مما قد يجعل دراسة الكيمياء تحديًا إذا كان ثمة ضعف في تلك المجالات، ومع ذلك، يمكن لأي شخص فهم أساسيات كيفية عمل الأشياء، وأهمية الكيمياء في كونها تفسر العالم من حولها، وهذا يتضح من قوانينها المختلفة التي تتداخل مع مجالات أخرى، بما في ذلك مجالات الأغذية والفيتامينات والمكملات الغذائية والعقاقير، والصناعة وغيرها ويكمن جزء من أهمية الكيمياء في تطوير واختبار علاجات طبية وأدوية جديدة، وسيتحدث هذا المقال عن قوانين الكيمياء التحليلية.^[١]

الكيمياء التحليلية

لقد تطورت مجموعة كبيرة من الإجراءات المنهجية المخصصة لأغراض الكيمياء بشكل مستمر، ويعتمد التحليل الكيميائي الكلاسيكي على التفاعلات الكيميائية بين المادة التي يتم تحليلها والكاشف الذي يتم إضافته إلى المحلول، وقوانين الكيمياء التحليلية تلعب دورًا هامًا في ذلك، وتعتمد تلك التقنيات غالبًا على تكوين منتج من التفاعل الكيميائي يمكن اكتشافه وقياسه بسهولة، ويمكن تقسيم كل من التحليلات الكمية الكلاسيكية والفعالة إلى تحليلات الجاذبية والحجمية، ويعتمد تحليل الجاذبية على قياس الكتلة الحرجة، ويعتمد التحليل الحجمي على قياس الحجم الحرج للمادة، وعادةً ما يتم وضع محلول سائل لكاشف كيميائي للتركيز المعروف في وعاء، وهو عبارة عن أنبوب زجاجي مع تدرجات الحجم، ويضاف المقياس تدريجيًا، في إجراء يسمى بالمعايرة.^[٢]

قوانين الكيمياء التحليلية

تقدم الكيمياء التحليلية تصورًا ملموسًا وفهمًا وافيًا لكيفية عمل كثير من التفاعلات الكيميائية التي تتداخل بدورها في كل نواحي الحياة، ولها الدور الأهم في الصناعة بتطبيقاتها المختلفة، ومن أهم قوانين الكيمياء التحليلية:

قانون المولارية

من قوانين الكيمياء التحليلية الشهيرة، حيث يتم التعبير عن المولارية بمولات لكل لتر، وهي وحدة مميزة ولها رمزها الخاص، وهو حرف كبير M، وبناء عليه فالمحلول الذي له تركيز بقدر 5 مول/ لتر، يقال حينها أن له قيمة تركيز تبلغ 5 مولار، ويمكن ضرب مثال على ذلك؛ كوجود 6 مولات من حمض الهيدروكلوريك في لتر واحد من حمض الهيدروكلوريك المولاري 6، وأيضًا هناك 0.05 مول من كلوريد الصوديوم في 500 مل من محلول كلوريد الصوديوم 0.1 M، ويعتمد حساب مولات الأيونات على قابلية ذوبانها، وفي سبيل ذلك يتم تحويل القيم إلى وحدات مولارية، وكمثال يتم تحويل واحد غرام من كلوريد البوتاسيوم KCl إلى لترات، وللقيام بذلك، يتم البحث عن الكتل الذرية للعناصر الموجودة في الجدول الدوري، والكتلة الذرية هي عبارة عن حاصل ضرب الكتلة في غرام 1 مول من الذرات، ويمكن توضيح ذلك على كلوريد البوتاسيوم كالآتي:^[٣]

كتلة البوتاسيوم= 39.10 جم / مول كتلة الكلور= 35.45 جم / مول

لذلك، يتم حساب كتلة واحدة من كلوريد البوتاسيوم كالآتي:

كتلة كلوريد البوتاسيوم = كتلة البوتاسيوم + كتلة الكلور

= 39.10 جم + 35.45 جم

= 74.55 جم / مول

وبالنسبة إلى 1.2 جرام من كلوريد البوتاسيوم، إذن عدد اللترات يمكن حسابها كالآتي:

لترات كلوريد البوتاسيوم = 1.2 جم من كلوريد البوتاسيوم . 1 مول / 74.55 جم

عدد مولات كلوريد البوتاسيوم= 0.0161 مول

الآن، أصبحت عدد مولات المذاب معروفة، وبعد ذلك، يلزم تحويل حجم المذيب، الذي هو الماء، من مول إلى لتر، وينبغي مراعاة أن هناك 1000 ملليلتر في اللتر الواحد:

لتر من الماء = 250 مل . 1 لتر / 1000 مل = 0.25 لتر

وأخيرًا، للتعبير عن تركيز كلوريد البوتاسيوم في الماء من حيث اللترات المذابة من كلوريد البوتاسيوم لكل لتر من المذاب:

مولارية المحلول= عدد مولات كلوريد البوتاسيوم/ لتر من الماء

= 0.0161 مول من كلوريد البوتاسيوم / 0.25 لتر ماء

= 0.0644 م.

قانون المولالية

من أهم قوانين الكيمياء التحليلية، فتركيز المادة مهم جدًا في الحياة اليومية، ويمكن أن تحتوي المواد المنزلية، مثل الكحول المحمر وغسول الفم والتبييض ومنتجات التنظيف المختلفة، على تركيزات مختلفة من مكوناتها النشطة، وعندما يتم شراء المنتجات، فحينها يتم أخذ تركيز العنصر النشط في الاعتبار في بعض الأحيان، ويجب أن يكون الكيميائيون على دراية بتركيز المحاليل التي يستخدمونها أثناء الإجراءات المختبرية، واحدة من الطرق التي يتم التعبير عنها في التركيز هي من خلال المولالية، التي يرمز إليها بـ "م" صغيرة، وهي عدد مولات الذوبان لكل كيلوغرام من المذيب، ويمكن التعبير عن ذلك كالآتي:^[٤]

م= مولات الذوبان / كيلوغرام من المذيب.

النسبة المئوية للكتلة

النسبة المئوية للكتلة هي وسيلة للتعبير عن تركيز مادة في خليط، وهي من قوانين الكيمياء التحليلية الشائعة، حيث يتم حسابها ككتلة المركب مقسومة على الكتلة الكلية للخليط، ثم مضروبة في 100 للحصول على النسبة المئوية، ويمكن التعبير عن ذلك في صورة المعادلة الآتية:^[٥]

النسبة المئوية للكتلة = كتلة المركب / الكتلة الكلية × 100٪

المراجع

1. ↑ " What Is the Importance of Chemistry? ", www.thoughtco.com, Retrieved 16-07-2019. Edited.
2. ↑ " Chemical analysis ", www.britannica.com, Retrieved 16-07-2019. Edited.
3. ↑ " Molarity Definition in Chemistry ", www.thoughtco.com, Retrieved 25-07-2019. Edited.
4. ↑ " Molality: Definition & Formula", study.com, Retrieved 16-07-2019. Edited.
5. ↑ " Mass Percent Composition Problem ", www.thoughtco.com, Retrieved 25-07-2019. Edited.