خطوات الاستخدام
الخطوة 1: فهم العامل الوزني (Gravimetric Factor): يعرّف العامل الوزني (GF) بأنه النسبة بين الكتلة المولية للمادة المراد تحليلها (Analyte) إلى الكتلة المولية للمادة المترسبة (Precipitate)، مع مراعاة المعاملات التكافؤية. يُستخدم هذا العامل لتحويل كتلة الراسب التي تم قياسها معملياً إلى كتلة المادة التحليلية الأصلية في العينة. على سبيل المثال، إذا كان الراسب هو AgCl والمادة التحليلية هي Ag، فإن العامل الوزني يساوي (الكتلة المولية لـ Ag) ÷ (الكتلة المولية لـ AgCl).
الخطوة 2: إدخال البيانات المطلوبة: تحتاج الحاسبة إلى مدخلين: الأول هو "الزوج" (Pair) الذي يحدد الراسب والمادة التحليلية بصيغتهما الكيميائية، مثل "Fe2O3/Fe" حيث Fe2O3 هو الراسب وFe هو المادة التحليلية. المدخل الثاني هو صيغة المادة التحليلية (Analyte Formula) مثل "Fe" لتأكيدها. يجب التأكد من كتابة الصيغ الكيميائية بشكل صحيح مع مراعاة الرموز والأرقام (مثل Fe2O3 وليس Fe2o3).
الخطوة 3: حساب العامل الوزني: تقوم الحاسبة أولاً بتحديد عدد مولات المادة التحليلية المنتجة من مول واحد من الراسب بناءً على المعادلة الكيميائية الموزونة. فمثلاً، في تفاعل ترسيب الحديد: 2Fe³⁺ + 3H₂O → Fe₂O₃ + 6H⁺، نجد أن كل مول واحد من Fe₂O₃ يحتوي على 2 مول من Fe. ثم تُحسب الكتلة المولية لكل مادة باستخدام الأوزان الذرية القياسية (Fe=55.845 g/mol, O=15.999 g/mol). يُحسب العامل الوزني بالعلاقة: GF = (عدد مولات المادة التحليلية × كتلتها المولية) ÷ (عدد مولات الراسب × كتلته المولية). في المثال: GF = (2×55.845) ÷ (1×159.69) = 111.69 ÷ 159.69 = 0.6994.
الخطوة 4: تفسير النتيجة: العامل الوزني الناتج (0.6994) يعني أن كل جرام واحد من راسب Fe₂O₃ يعادل 0.6994 جرام من عنصر الحديد (Fe). يمكن استخدام هذا العامل لحساب كتلة الحديد في العينة الأصلية بضرب كتلة الراسب المقاسة في العامل الوزني. على سبيل المثال، إذا تم الحصول على 0.500 جرام من Fe₂O₃، فإن كتلة الحديد = 0.500 × 0.6994 = 0.3497 جرام.
الخطوة 5: الانتباه إلى الدقة: يجب استخدام الكتل المولية الدقيقة حسب الجدول الدوري الحديث، ومراعاة المعاملات التكافؤية بدقة. العامل الوزني بدون أبعاد (عدد نقي) ويعتمد فقط على كيمياء التفاعل. فيما لو كانت المادة التحليلية غير ذرية بل مركبة (مثل Fe₂O₃ نفسه كمادة تحليلية)، يتغير العامل الوزني وفقاً للصيغة.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على العامل الوزني بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، نحدد الصيغ: المادة التحليلية Cl (كتلة مولية = 35.45 g/mol)، الراسب AgCl (كتلة مولية Ag=107.87 + Cl=35.45 = 143.32 g/mol). المعادلة: Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl. لكل مول من AgCl يوجد 1 مول من Cl. إذن العامل الوزني = (1×35.45) / (1×143.32) = 35.45 / 143.32 = 0.2473. هذا يعني أن كل جرام من AgCl يعادل 0.2473 جرام من الكلوريد. لو تم ترسيب 0.800 جرام من AgCl، فإن كتلة الكلوريد = 0.800 × 0.2473 = 0.1978 جرام. في التحليل الوزني، يتم تحويل هذه الكتلة إلى نسبة مئوية من العينة الأصلية.
الحل
المادة التحليلية: Mg (كتلة مولية = 24.305 g/mol). الراسب النهائي: Mg₂P₂O₇ (كتلة مولية: Mg₂=48.61, P₂=61.9476, O₇=111.9958، المجموع = 222.55 g/mol). من الصيغة، يحتوي كل مول من Mg₂P₂O₇ على 2 مول من Mg. إذن GF = (2×24.305) / (1×222.55) = 48.61 / 222.55 = 0.2184. هذا يعني أن كل جرام من Mg₂P₂O₇ يعادل 0.2184 جرام من Mg. مثال: إذا كانت كتلة الراسب المقاسة 1.200 جرام، فإن كتلة Mg = 1.200 × 0.2184 = 0.2621 جرام. لاحظ أن هذه الطريقة أكثر دقة من الترسيب المباشر لأن Mg₂P₂O₇ مستقر ولا يمتص الرطوبة.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة العامل الوزني.
مثال 1
- mwAnalyte
- 100
- mwPrecipitate
- 100
- stoichiometricRatioA
- 0.5
- stoichiometricRatioB
- 0.5
- precipitateMass
- 100