علم الكيمياء
تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير
التحاضير والتجارب الكيميائية
المخاطر والوقاية في الكيمياء
اخرى
مقالات متنوعة في علم الكيمياء
كيمياء عامة
الكيمياء التحليلية
مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية
التحليل النوعي والكمي
التحليل الآلي (الطيفي)
طرق الفصل والتنقية
الكيمياء الحياتية
مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية
الكاربوهيدرات
الاحماض الامينية والبروتينات
الانزيمات
الدهون
الاحماض النووية
الفيتامينات والمرافقات الانزيمية
الهرمونات
الكيمياء العضوية
مواضيع عامة في الكيمياء العضوية
الهايدروكاربونات
المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية
التشخيص العضوي
تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء الحرارية
حركية التفاعلات الكيميائية
الكيمياء الكهربائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية
الجدول الدوري وخواص العناصر
نظريات التآصر الكيميائي
كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة
مواضيع اخرى في الكيمياء
كيمياء النانو
الكيمياء السريرية
الكيمياء الطبية والدوائية
كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية
الكيمياء الجنائية
الكيمياء الصناعية
البترو كيمياويات
الكيمياء الخضراء
كيمياء البيئة
كيمياء البوليمرات
مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية
الكيمياء الاشعاعية والنووية
المادة الدُّبالية المائية بوصفها آخذة للبروتونات
المؤلف:
غاري و. فان لون , ستيفن ج. دفي
المصدر:
كيمياء البيئة نظرة شاملة
الجزء والصفحة:
ص 480-482
2023-12-31
1342
وفقاً لما ينطوي عليه الاسم، فإن الصيغ الحرة للمواد الدُّبالية هي حموض. وتقترن صفة الحموضة إلى حد بعيد بالمجموعات الكربوكسيلاتية والفينولية. وتقع قيم pKa الخاصة بالنوع الأول في المجال بين 2.5 و 5 تبعاً لقرب الذرات السالبة الشحنة من مجموعات الكربوكسيل، في حين أن قيم pKa الخاصة بالهدروجينات الفينولية تساوي نحو 9 أو 10. لذا تكون الكربوكسيلات حموضاً قوية بقدر يكفي لبقائها فقيرة جداً بالبروتونات حين انحلالها في الماء بتركيز منخفض. وإذا لم يكن التجمع المائي محمياً جيداً لأنه يفتقر إلى قابلات بروتونات أخرى من قبيل كربونات الهدروجين، فإن المادة الدبالية المنحلة سوف تحمض الماء ويأخذ عامل الحموضة pH قيما بين 5.5 و 6.5. ونظراً إلى أن عامل الحموضة المائي يبقى أعلى كثيراً من pKa مجموعات الحمض الكربوكسيلي، فإن المادة الدُّبالية نفسها تكون سالبة الشحنة، ويمكن أن تكون في بعض الحالات المصدر الرئيسي للشحنة السالبة في الطور المنحل. خُذ المثال التالي.
المثال 2.12 إسهام المادة الدبالية في موازنة الشحنة في الماء
تتصف عيّنة ماء مأخوذة من الحزام الكندي، وتحتوي على مادة دبالية منحلة بتركيز كلي يساوي 8.0mg بتركيز C قابل للقياس وفق ما يلي:
يجب أن يكون لأي عيّنة ماء تركيز متوازن من الأجناس الموجبة والسالبة الشحنة بحيث يُعطي شحنة أيونية صافية تساوي 0 (يمكننا التعبير عن الشحنة 1- molL تماماً على غرار ما نفعله مع أي كينونة مادية. فإذا أجرينا حساباً لموازنة الشحنة في عينة الماء وجدنا أن ثمة زيادة كبيرة في الشحنة الموجبة. يحتوي الجدول التالي على الشحنة المحسوبة لكل من الأيونات الموجبة والسالبة:
فإذا كانت الأجناس المذكورة هي الموجودة فقط، كان ثمة عدم توازن كبير في الشحنة، وكانت الشحنة الصافية 35.3μmol = 9.4 - 44.7 . لكن نظرا إلى ضرورة حصول الاعتدال الكهربائي في المحلول، يجب أن توجد شحنة سالبة موازنة مقدارها 35.3umolL . ولتحقيق ذلك، علينا أن نضمن الحسابات التركيز الناجم عن المادة العضوية المنحلة التي كانت موجودة بتركيز يساوي 8.0mg L-1 .
إذا كان لهذه المادة تركيز مجموعة الكربوكسيل -Ccoo المقدر بـ mmolL-1 ، كانت الشحنة السالبة المقترنة بها
عند 5.88=pH، أي عند نحو وحدتي pH فوق قيم pK المعتادة، نتوقع أن يكون نحو %100 من مجموعة الكربوكسيل خالياً من البروتونات. لذا، وبافتراض أن الشحنة السالبة اللازمة سوف تأتي كلياً من المادة العضوية، ينتج:
يساوي التركيز المحسوب لمجموعات الكربوكسيل في المادة العضوية المنحلة 1-4.4μmolg، وهذا تركيز معقول جداً ضمن المجال المعتاد لمادة دبالية يقع تركيزها في المجال 1-6mmolg. يجب تأكيد أن هذا النوع من الحساب هو حساب تقريبي، لأن ثمة إمكان لوجود أخطاء مقترنة بالقياسات التحليلية يؤدي مجموعها إلى ارتياب كبير في النتيجة النهائية. وقد افترضنا أيضاً أنه ليس ثمة إسهامات ملحوظة أخرى من أجناس مشحونة أخرى موجودة في الماء.
وحينما تطرقنا إلى مفهومي القلوية والمقدرة على تعديل الحموضة في الفصل السابق، أشرنا إلى أن الفرق بين المفهومين يعود بمعظمه في بعض الحالات إلى المادة العضوية والمثال السابق يوضح ذلك، فالبحيرة ذات الحموضة الضئيلة احتوت على تركيز منخفض جداً من كربونات الهدروجين، وأن قابلات البروتونات، التي هي أكثر أهمية، كانت المادة الدبالية المنحلة ويمكن لمعايرة القلوية الفعلية أن تشتمل على جزء غير محدد من المادة الدُّبالية المنحلة، وينجم عدم التحديد لأن قيم pK الخاصة بالمادة الدبالية تمتد على مجال من 2.5 حتى 5 ولذا فإن جزءاً فقط منها يستقبل بروتونات في أثناء المعايرة حتى نقطة انتهائية عند 4.5=pH، وفقا لما هو مقرَّر لتحديد القلوية. ومع ذلك، تعتبر المادة الدبالية أكثر الموقيات أهمية في بعض البحيرات الحامضة قليلاً التي تحتوي على تراكيز كبيرة للمادة العضوية المنحلة.
الاكثر قراءة في كيمياء البيئة
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
