الكشف عن بعض الأنواع الكيميائية: الماء وثنائي أكسيد الكربون والنشاء وحموضة المحاليل وسلم pH - السنة الأولى ثانوي

أول الأعمال المخبرية في السنة الأولى ثانوي تدور حول الكشف عن بعض الأنواع الكيميائية، وهي تجارب بسيطة في تنفيذها لكنها مليئة بالتفاصيل التي تطرح في الأسئلة: ما الكاشف؟ ما اللون المتوقع؟ وماذا يعني؟ كما يبدأ الدرس بقواعد السلامة، لأن في المخبر مواد خطرة. تعرض هذه الصفحة رموز السلامة، ثم أربع تجارب كشف: الماء، وثنائي أكسيد الكربون، والنشاء، والحموضة، مع الفرق بين الكشف الكيفي والكمي، وتنتهي بأخطاء متكررة وأسئلة محلولة.

أولًا: قواعد السلامة

قبل استعمال أي محلول أو مركب نقرأ بطاقة المعلومات المكتوبة على قارورته. ومن الرموز التي تظهر:

• مادة أكّالة: مثل هيدروكسيد الصوديوم، تسبب تهيجًا وحروقًا عند ملامسة الجلد أو العين، فنستعمل القفازات والنظارات.
• مادة ضارة تحسّس الجلد: مثل كبريتات النحاس.
• مادة ملوثة للبيئة والماء: فلا نصبها في المجاري.

ومن القواعد أيضًا ألا نأخذ المحلول من القارورة بالماصة مباشرة، بل نسكب كمية منه في كأس ثم نستعملها، حتى لا نلوث المحلول الأصلي.

ثانيًا: الكشف عن الماء

الكاشف: كبريتات النحاس اللامائية، وهي مسحوق أبيض.

الطريقة: نضع المادة المراد فحصها بجوار الكاشف أو نضعه عليها.

النتيجة: إذا كان هناك ماء يتحول لون المسحوق الأبيض إلى الأزرق. وإذا أضفنا كبريتات النحاس اللامائية إلى ماء في أنبوب اختبار يظهر اللون الأزرق من جديد.

التطبيق: نجرب على الخيار (غني بالماء) وعلى الصابون السائل (مصنوع بالماء) وعلى الزيت. يظهر اللون الأزرق مع الخيار والصابون، ولا يظهر مع الزيت، فالزيت لا يحتوي ماء.

ثالثًا: الكشف عن ثنائي أكسيد الكربون

الكاشف: رائق الكلس، وهو محلول شفاف.

الطريقة: نمرر الغاز في أنبوب فيه رائق الكلس أو نرج أنبوبًا فيه رائق الكلس مع مشروب غازي.

النتيجة: إذا كان الغاز ⁦CO₂⁩ يتعكر رائق الكلس (يصبح حليبي اللون).

ومثال ذلك المشروبات الغازية فهي غنية بهذا الغاز.

رابعًا: الكشف عن النشاء

الكاشف: ماء اليود (محلول ثنائي اليود)، لونه بني.

الطريقة: نضع بضع قطرات من ماء اليود على المادة.

النتيجة: يظهر لون أزرق قاتم يميل إلى البنفسجي إذا كان النشاء موجودًا. ونجرب على البطاطا فنرى اللون القاتم لأن نسبة النشاء فيها كبيرة. وفي مادة أخرى فيها نشاء أقل يظهر اللون نفسه لكنه أقل قتامة.

خامسًا: الكشف عن الحموضة

الحموضة يمكن أن يرافقها طعم حامض، لكن في المخبر لا نتذوق المواد، بل نستعمل كواشف.

الكشف الكيفي: أزرق البروموتيمول

محلول لونه أخضر في الأصل (رغم اسمه)، ويتلون بحسب المحلول:

وهو يصنف المحاليل في ثلاثة أصناف دون أن يقول أيها أشد حموضة. فعصير الليمون والخل كلاهما يعطي اللون الأصفر.

الكشف الكمي: ورق pH

لمعرفة المحلول الأكثر حموضة نستعمل ورق pH المزود بسلم من ⁦1⁩ إلى ⁦14⁩. نضع الورق في المحلول فيأخذ لونًا نقارنه بالسلم لنقرأ قيمة pH:

• إذا كانت القيمة أقل من ⁦7⁩: المحلول حامضي، وكلما قلت القيمة زادت الحموضة.
• إذا كانت تساوي ⁦7⁩: المحلول معتدل.
• إذا كانت أكبر من ⁦7⁩: المحلول قاعدي.

ولذلك يعد هذا الكشف كميًا لأنه يعطي عددًا، أما الكشف بأزرق البروموتيمول فهو كيفي.

جدول المراجعة

أخطاء شائعة

• الخلط بين كبريتات النحاس المائية الزرقاء (الناتجة بعد الكشف) واللامائية البيضاء (الكاشف نفسه).
• الخلط بين لون أزرق البروموتيمول في الوسط الحامضي (أصفر) والقاعدي (أزرق).
• القول إن ورق pH كاشف كيفي، وهو كمي لأنه يعطي قيمة.
• القول إن الأخضر المعتدل يعني ماء مقطرًا فقط، وهو يعني أن المحلول لا حامضي ولا قاعدي.
• تذوق المحاليل أو شمها في المخبر.

أسئلة للتدرب

1. ما الكاشف الذي يعطي اللون الأزرق مع الماء؟ وما لونه قبل التفاعل؟
2. ماذا يحدث لرائق الكلس عند إضافة ⁦CO₂⁩؟
3. كيف نكتشف النشاء في قطعة بطاطا؟
4. عصير الليمون والخل يعطيان اللون الأصفر مع أزرق البروموتيمول. كيف نعرف أيهما أشد حموضة؟
5. ماذا تعني قيمة ⁦pH = 3⁩؟

الأجوبة النموذجية:

1. كبريتات النحاس اللامائية، وهي بيضاء قبل التفاعل.
2. يتعكر ويصبح حليبيًا.
3. بوضع قطرات من ماء اليود فيظهر لون أزرق قاتم.
4. بقياس ⁦pH⁩ لكل منهما بورق pH: الأقل قيمة هو الأشد حموضة.
5. محلول حامضي.

الشرح المصوّر

لمن يفضل المتابعة بالصوت والصورة، يعرض الأستاذ عبد اللطيف في فيديو «الكشف على بعض الأنواع الكيميائية، الأولى ثانوي» هذا العمل المخبري في نحو ثلاثين دقيقة، بتجارب حقيقية تبدأ بتوضيح بطاقات الأمان على المواد، ثم الكشف عن الماء وغاز ثنائي أكسيد الكربون والنشاء وحموضة المحاليل بأزرق البروموتيمول وورق pH.