الكشف عن أهم الشوارد: كواشف الشوارد المعدنية والكلور والكبريتات والكالسيوم وألوان الرواسب - السنة الرابعة متوسط

يقول كثير من التلاميذ إن درس الشوارد هو أصعب دروس مادة العلوم الفيزيائية في السنة الرابعة متوسط، لأن عليهم حفظ عدد كبير من الشوارد وألوان رواسبها وكواشفها. لكن الدرس يصبح منظمًا حين تقسمه إلى مجموعتين وتفهم الفكرة الواحدة التي تجمع كل التجارب: الشاردة المراد كشفها تتفاعل مع شاردة من الكاشف فيتشكل راسب له لون يدل عليها. تعرض هذه الصفحة الشوارد المعدنية الخمس وكاشفها المشترك، ثم الشوارد الثلاث الأخرى وكواشفها الخاصة، ثم طريقة كتابة معادلة تشكل الراسب وتسميته، وتنتهي بجدول مراجعة وأخطاء شائعة وأسئلة محلولة.

فكرة الكشف

الكشف عن شاردة معينة في محلول يكون بإضافة قطرات من محلول كاشف إلى أنبوب اختبار فيه المحلول المراد فحصه. فإذا ظهر راسب له لون محدد فهو دليل على وجود الشاردة. ويتكون الراسب من اتحاد الشاردة الموجبة بالشاردة السالبة، فيصبح مركبًا صلبًا لا يذوب في الماء.

أولًا: الشوارد المعدنية الخمس

تصنف الشوارد المعدنية التي نكشف عنها في هذا المستوى إلى خمس، ونستعمل لجميعها كاشفًا واحدًا هو محلول هيدروكسيد الصوديوم (الصودا) وصيغته الشاردية ⁦Na⁺ + OH⁻⁩. ولكل شاردة لون راسب يخصها:

معادلات تشكل الراسب

نكتب المعادلة بالشوارد، وتحمل شاردة ⁦OH⁻⁩ عددًا يساوي شحنة الشاردة المعدنية حتى يكون الراسب متعادلًا كهربائيًا:

• ⁦Cu²⁺ + 2OH⁻ → Cu(OH)₂⁩
• ⁦Fe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)₂⁩
• ⁦Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃⁩
• ⁦Zn²⁺ + 2OH⁻ → Zn(OH)₂⁩
• ⁦Al³⁺ + 3OH⁻ → Al(OH)₃⁩

ونسمي الراسب بقراءة الصيغة من اليمين إلى اليسار: هيدروكسيد ثم اسم المعدن. فـ ⁦Cu(OH)₂⁩ هو هيدروكسيد النحاس.

ثانيًا: ثلاث شوارد أخرى

لكل واحدة منها كاشف خاص، وراسب أبيض في الأحوال الثلاثة:

وبما أن الرواسب الثلاثة بيضاء فلا يمكن التمييز بينها باللون. والذي يميز كلور الفضة عن غيره أنه يسود عند تعرضه للضوء. أما الاعتماد في الكشف فيكون على الكاشف المستعمل: إذا أضفنا نترات الفضة وظهر راسب أبيض فالمحلول يحتوي الكلور، وإذا أضفنا كلور الباريوم وظهر راسب أبيض فيحتوي الكبريتات.

كيف نكتب معادلة التفاعل؟

1. نكتب الشاردة المراد كشفها والشاردة المقابلة من الكاشف (التي تتفاعل معها).
2. نكتب الراسب بدمج الشاردتين مع مراعاة الشحنات حتى يكون المركب الناتج متعادلًا.
3. نهمل الشوارد التي لا تتفاعل (تسمى المتفرجة)، فمثلًا ⁦Na⁺⁩ في هيدروكسيد الصوديوم لا تظهر في معادلة تشكل الراسب.

تنبيهات السلامة

محلول هيدروكسيد الصوديوم مادة أكّالة، فيجب لبس القفازات والنظارات الواقية، وعدم لمسه بالجلد أو العين. ومحلول كبريتات النحاس مادة ضارة تلوث الماء. ويجب قراءة البطاقة المكتوبة على كل قارورة قبل استعمالها.

أخطاء شائعة

• الخلط بين لون راسب الحديد الثنائي (أخضر) والحديد الثلاثي (بني محمر).
• القول إن راسب الزنك والألمنيوم يمكن تمييزهما بالصودا مباشرة، وكلاهما أبيض.
• نسيان أن الكاشف يختلف باختلاف الشاردة: الصودا للمعدنية، ونترات الفضة للكلور، وكلور الباريوم للكبريتات، وكربونات الصوديوم للكالسيوم.
• كتابة صيغة الراسب دون موازنة الشحنات، مثل ⁦Fe(OH)⁩ بدل ⁦Fe(OH)₂⁩.
• إهمال تسمية الراسب: هيدروكسيد النحاس وليس «أكسيد» النحاس.

أسئلة للتدرب

1. أضفنا الصودا إلى محلول فظهر راسب أزرق. ما الشاردة الموجودة؟ وما صيغة الراسب؟
2. ما الكاشف الذي نستعمله للكشف عن شاردة الكبريتات؟ وما لون الراسب؟
3. اكتب معادلة تشكل الراسب عند كشف ⁦Fe³⁺⁩.
4. كيف نميز راسب كلور الفضة عن غيره من الرواسب البيضاء؟
5. لماذا نلبس القفازات عند استعمال الصودا؟

الحلول:

1. شاردة النحاس الثنائي ⁦Cu²⁺⁩، والراسب ⁦Cu(OH)₂⁩.
2. كلور الباريوم، والراسب أبيض هو كبريتات الباريوم ⁦BaSO₄⁩.
3. ⁦Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃⁩.
4. بأنه يسود عند تعرضه للضوء.
5. لأن الصودا مادة أكالة تسبب الحروق.

الشرح المصوّر

لمن يفضل المتابعة بالصوت والصورة، يعرض الأستاذ فارس من منصة ناجح التعليمية في فيديو «الكشف عن أهم الشوارد، مادة العلوم الفيزيائية» الدرس في نحو إحدى عشرة دقيقة، مقسمًا الشوارد إلى خمس شوارد معدنية وثلاث شوارد أخرى، مع الكاشف المستعمل في كل حالة ولون الراسب واسمه وصيغته.

وللتدرب على الشوارد، اطلع على هذين الملفين في الموقع:

• تمارين وحلول في التحولات الكيميائية بالمحاليل الشاردية للأستاذ سماحي
• تمرين شامل مع الحل النموذجي للأستاذ سي يوسف إبراهيم