التحليل العنصري الكمي: الكربون، الهيدروجين، والهالوجين

Quantitative elemental analysis: carbon, hydrogen, and halogen

يجب علينا معرفة نسب العناصر المكونة لمركب ما، بعد معرفة ماهية تلك العناصر. لذلك، نجري تحليلاً مشابهاً جداً لما سبق ذكره، إنما هذه المرة وفق أسس كمية. لمعرفة الكميات النسبية للكربون والهيدروجين في الميثان، وقياس وزن ثنائي أكسيد الكربون والماء المتشكلين، بدقة.

في عملية احتراق كمية، تمرر عينة موزونة من المركب العضوي في أنبوب احتراق، وهو أنبوب مملوء بأكسيد النحاس يسخن الى درجة حرارة (600˚س – 800˚س)، يليه أنبوب يحتوي على مادة تخفيف (عادة ديهيدريت أو بيركلورات المغتريوم) وأنبوب يحوي أساساً قوياً (عادة الأسكاريت، هيدروكسيد الصوديوم محملة على الأسبستوس).

يمتص عميل التجفيف الماء المتشكل ويمتص ثنائي أكسيد الكربون بوساطة المادة القلوية؛ تعطينا الزيادة في وزن كل أنبوب، وزن المنتج المتشكل.

وعلى سبيل المثال، نجد أن عينة من الميثان وزنها 9.67 مغ تعطي 26.53 مغ من CO₂ و 21.56 مغ من H₂O.

الآن يكون الكسر التالي => C/CO₂ = 12.01/44.01

من وزن ثنائي أكسيد الكربون هو، فقط، الكربون

ويكون الكسر => 2H/H₂O = 2.016/18.02

من وزن الماء، هو الهيدروجي، فقط. وهكذا يكون:

وزن الكربون - 44.01 / 12.01 × 26.53

وزن الكربون في العيينة – 7.21 مغ

وزن الهيدروجين – 18.2 / 2.016 × 21.56

وزن الهيدروجين في العيينة – 2.47 مغ

وتكون النسب المئوية التركيبية:

وطالما أن مجموع نسب الكربون والهيدروجين يساوي (100%)، بحدود الأخطاء التجريبية للتحليل، فإنه لا يوجد للأكسجين أو أي عنصر آخر، في الجزيء.

يحول الهالوجين (ذو الترابط التشاركي)، الى أيون هاليد، في كل من نوعي التحليل، الكمي أو الكيفي يسخن المركب العضوي إما (أ) في وعاء متين مغلق (قنبلة) مع فوق أكسيد الصوديوم، أو (ب) في أنبوب مغلق مع حمض النتريك (طريقة كاريوس Carius). وهكذا، يحول أيون الهاليد المتشكل الى هاليدات الفضة، التي يمكن وزنها.

مسألة : لدى تسخين 7.36 مغ من كلوريد المثيل في (قنبلة) مع فوق أكسيد الصوديوم، تعطي أيون الكلوريد المحرر 20.68 مغ من كلوريد الفضة.

• ما هي نسبة الكلور المئوية الموافقة لهذا التحليل؟
• ما هي نسبة الكلور المئوية، المتوقعة في مركب ذي الصيغة CH₃CI؟
• ما هو وزن كلوريد الفضة الذي نتوقع الحصول عليه من 7.36 مغ كلوريد المثيلين؟
• من الكلوروفورم؟
• من رباعي كلوريد الكربون؟