ما هي المعايرة في الكيمياء؟
المعايرة تعتبر تقنية تحليلية كيميائية تهدف إلى تحديد تركيز مادة معينة بناءً على تراكيز وعيار مواد أخرى.
آلية تطبيق المعايرة في الكيمياء
تبدأ العملية عن طريق إضافة محلول معروف التركيز إلى المحلول الذي يراد تحليل تركيزه. ويتطلب إجراء المعايرة استخدام كاشف يساعد في تحديد نقطة التعادل، وهو النقطة التي يظهر فيها تغيير في اللون.
مصطلحات أساسية لفهم المعايرة في الكيمياء
تتضمن المصطلحات التالية اسماً للمواد والمحاليل المستخدمة في عملية المعايرة:
المحلول المعياري (Titrant)
المحلول المعياري هو المحلول الذي يمتلك تركيزاً معروفاً ويستخدم لتحديد تركيز المحلول الآخر.
المحلول المراد تحليله (Analyte أو Titrand)
يعرف المحلول المراد تحليله بأنه المحلول ذو التركيز غير المعروف.
نقطة التكافؤ (Equivalence Point)
تُعبر نقطة التكافؤ عن اللحظة التي تتساوى فيها الكمية من الحمض مع الكمية من القاعدة، مما يعني توازن التفاعل.
الكاشف (Indicator)
الكاشف هو مادة تستخدم في معايرة الحمض والقاعدة، ويكون غالبًا حمضًا أو قاعدة ضعيفة تتغير لونها عند بلوغ نقطة التكافؤ.
نقطة النهاية (End Point)
نقطة النهاية تشير إلى اللحظة التي يحدث فيها تغيير في لون الكاشف خلال العملية.
الأدوات اللازمة لإجراء المعايرة
تتطلب عملية المعايرة استخدام مجموعة من الأدوات، منها:
- سحاحة.
- مؤشر الأس الهيدروجيني.
- محلول ذو تركيز غير معروف.
- محلول معياري.
- بلاط أبيض.
- دورق مخروطي.
- ماصة (pipette).
أنواع المعايرة
تختلف أنواع المعايرة بناءً على نوع المحلول المستخدم. إليك أبرز الأنواع:
المعايرة الحمضية-القاعدية (Acid-Base Titrations)
تعتبر المعايرة الحمضية-القاعدية الأكثر شيوعًا، حيث يتم استخدام محلول حمضي ومحلول قاعدي. يتم وضع المحلول الحمضي في الدورق المخروطي والقاعدي في السحاحة، ويتم تعديل الجرعة حتى نصل إلى نقطة النهاية، ويجب أن تتساوى نقطة النهاية مع نقطة التكافؤ لتحقيق دقة عالية.
معايرة الأكسدة والاختزال (Redox Titrations)
تحدث معايرة الأكسدة والاختزال عند استخدام محلول كعامل اختزال وآخر كعامل مؤكسد، مع استخدام كاشف خاص لتحديد نقطة النهاية.
معايرة الترسيب (Precipitation Titrations)
تتضمن معايرة الترسيب خلط محلولين معاً لتكوين راسب غير قابل للذوبان. كمثال على ذلك، يتم استخدام محلول نترات الفضة ومعايرته بمحلول كلوريد الصوديوم الذي ينتج عنه راسب أبيض يسمى كلوريد الفضة.
معايرة تكوين المعقدات (Complexometric Titrations)
تُعرف معايرة تكوين المعقدات بأنها تفاعل يتم فيه تكوين مركب غير مفكك عند بلوغ نقطة التكافؤ، حيث يُستخدم ثنائي أمين الإيثيلين رباعي حمض الأسيتيك (EDTA) ككاشف.