حاسبة المعايرة: تحديد تركيز المادة بدقة

احسب تركيز المادة من بيانات المعايرة عن طريق إدخال قراءات burette وتركيز المادة المعايرة وحجم المادة. احصل على نتائج دقيقة وفورية للاستخدام في المختبرات والتعليم.

حاسبة المعايرة

قراءة البيريت الأولية*

قراءة البيريت النهائية*

تركيز المعاير*

mol/L

حجم المادة التحليلية*

نتيجة الحساب

الصيغة المستخدمة:

تركيز المادة التحليلية:

- mol/L

📚

التوثيق

حاسبة المعايرة: أداة دقيقة لتحديد التركيز

مقدمة في حسابات المعايرة

تُعتبر المعايرة تقنية تحليلية أساسية في الكيمياء تُستخدم لتحديد تركيز محلول غير معروف (المحلول المدروس) من خلال تفاعله مع محلول معروف التركيز (المعاير). تُبسط حاسبة المعايرة هذه العملية من خلال أتمتة الحسابات الرياضية المعنية، مما يسمح للكيميائيين والطلاب والمحترفين في المختبرات بالحصول على نتائج دقيقة بسرعة وكفاءة. من خلال إدخال قراءات البوريت الأولية والنهائية، وتركيز المعاير، وحجم المحلول المدروس، تطبق هذه الحاسبة الصيغة القياسية للمعايرة لتحديد التركيز المجهول بدقة.

تُعتبر المعايرات ضرورية في العديد من التحليلات الكيميائية، من تحديد حموضة المحاليل إلى تحليل تركيز المكونات الفعالة في الأدوية. تؤثر دقة حسابات المعايرة بشكل مباشر على نتائج الأبحاث وعمليات مراقبة الجودة والتجارب التعليمية. يشرح هذا الدليل الشامل كيفية عمل حاسبتنا للمعايرة، والمبادئ الأساسية، وكيفية تفسير وتطبيق النتائج في السيناريوهات العملية.

صيغة المعايرة ومبادئ الحساب

الصيغة القياسية للمعايرة

تستخدم حاسبة المعايرة الصيغة التالية لتحديد تركيز المحلول المدروس:

$C_2 = \frac{C_1 \times V_1}{V_2}$

حيث:

$C_1$ = تركيز المعاير (مول/لتر)
$V_1$ = حجم المعاير المستخدم (مل) = القراءة النهائية - القراءة الأولية
$C_2$ = تركيز المحلول المدروس (مول/لتر)
$V_2$ = حجم المحلول المدروس (مل)

تُشتق هذه الصيغة من مبدأ التكافؤ الاستوكيومتري عند نقطة النهاية في المعايرة، حيث تساوي مولات المعاير مولات المحلول المدروس (بافتراض نسبة تفاعل 1:1).

تفسير المتغيرات

قراءة البوريت الأولية: قراءة الحجم على البوريت قبل بدء المعايرة (بالمليلتر).
قراءة البوريت النهائية: قراءة الحجم على البوريت عند نقطة النهاية للمعايرة (بالمليلتر).
تركيز المعاير: التركيز المعروف للمحلول القياسي المستخدم في المعايرة (بالمول/لتر).
حجم المحلول المدروس: حجم المحلول الذي يتم تحليله (بالمليلتر).
حجم المعاير المستخدم: يُحسب كالتالي (القراءة النهائية - القراءة الأولية) بالمليلتر.

المبادئ الرياضية

يعتمد حساب المعايرة على حفظ المادة والعلاقات الاستوكيومترية. عدد مولات المعاير التي تتفاعل يساوي عدد مولات المحلول المدروس عند نقطة التكافؤ:

$\text{مولات المعاير} = \text{مولات المحلول المدروس}$

يمكن التعبير عنها كالتالي:

$C_1 \times V_1 = C_2 \times V_2$

إعادة الترتيب لحل التركيز المجهول للمحلول المدروس:

$C_2 = \frac{C_1 \times V_1}{V_2}$

التعامل مع وحدات مختلفة

تقوم الحاسبة بتوحيد جميع مدخلات الحجم إلى المليلتر (مل) ومدخلات التركيز إلى مولات لكل لتر (مول/لتر). إذا كانت قياساتك بوحدات مختلفة، قم بتحويلها قبل استخدام الحاسبة:

بالنسبة للأحجام: 1 لتر = 1000 مل
بالنسبة للتركيزات: 1 م = 1 مول/لتر

دليل خطوة بخطوة لاستخدام حاسبة المعايرة

اتبع هذه الخطوات لحساب نتائج المعايرة بدقة:

1. إعداد بياناتك

قبل استخدام الحاسبة، تأكد من أن لديك المعلومات التالية:

قراءة البوريت الأولية (مل)
قراءة البوريت النهائية (مل)
تركيز محلول المعاير (مول/لتر)
حجم المحلول المدروس (مل)

2. إدخال قراءة البوريت الأولية

أدخل قراءة الحجم على البوريت قبل بدء المعايرة. عادةً ما تكون هذه القيمة صفر إذا قمت بإعادة ضبط البوريت، ولكن قد تكون قيمة مختلفة إذا كنت تستمر من معايرة سابقة.

3. إدخال قراءة البوريت النهائية

أدخل قراءة الحجم على البوريت عند نقطة النهاية للمعايرة. يجب أن تكون هذه القيمة أكبر من أو تساوي القراءة الأولية.

4. إدخال تركيز المعاير

أدخل التركيز المعروف لمحلول المعاير في مول/لتر. يجب أن يكون هذا محلولًا قياسيًا بتركيز معروف بدقة.

5. إدخال حجم المحلول المدروس

أدخل حجم المحلول الذي يتم تحليله بالمليلتر. عادةً ما يتم قياس ذلك باستخدام ماصة أو أسطوانة مدرجة.

6. مراجعة الحساب

ستقوم الحاسبة تلقائيًا بحساب:

حجم المعاير المستخدم (القراءة النهائية - القراءة الأولية)
تركيز المحلول المدروس باستخدام صيغة المعايرة

7. تفسير النتائج

سيتم عرض التركيز المحسوب للمحلول المدروس بالمول/لتر. يمكنك نسخ هذه النتيجة لسجلاتك أو لمزيد من الحسابات.

الأخطاء الشائعة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

القراءة النهائية أقل من القراءة الأولية: تأكد من أن القراءة النهائية أكبر من أو تساوي القراءة الأولية.
صفر في حجم المحلول المدروس: يجب أن يكون حجم المحلول المدروس أكبر من الصفر لتجنب أخطاء القسمة على الصفر.
قيم سالبة: يجب أن تكون جميع قيم المدخلات أرقامًا موجبة.
نتائج غير متوقعة: تحقق من وحدات القياس الخاصة بك وتأكد من إدخال جميع المدخلات بشكل صحيح.

حالات استخدام حسابات المعايرة

تُعتبر حسابات المعايرة ضرورية في العديد من التطبيقات العلمية والصناعية:

تحليل الأحماض والقواعد

تحدد المعايرات الحمضية القاعدية تركيز الأحماض أو القواعد في المحاليل. على سبيل المثال:

تحديد حموضة الخل (تركيز حمض الأسيتيك)
تحليل قلوية عينات المياه الطبيعية
مراقبة جودة الأدوية المضادة للحموضة

المعايرات الأكسدة والاختزال

تتضمن المعايرات الأكسدة والاختزال تفاعلات الأكسدة والاختزال وتُستخدم لـ:

تحديد تركيز العوامل المؤكسدة مثل بيروكسيد الهيدروجين
تحليل محتوى الحديد في المكملات الغذائية
قياس الأكسجين المذاب في عينات المياه

المعايرات المعقدة

تستخدم هذه المعايرات عوامل معقدة (مثل EDTA) لتحديد:

صلابة المياه من خلال قياس أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم
تركيزات أيونات المعادن في السبائك
تحليل المعادن النادرة في العينات البيئية

المعايرات الترسيبية

تؤدي المعايرات الترسيبية إلى تكوين مركبات غير قابلة للذوبان وتُستخدم لـ:

تحديد محتوى الكلوريد في المياه
تحليل نقاء الفضة
قياس تركيزات الكبريتات في عينات التربة

التطبيقات التعليمية

تُعتبر حسابات المعايرة أساسية في تعليم الكيمياء:

تعليم مفاهيم الاستوكيومترية
توضيح تقنيات الكيمياء التحليلية
تطوير مهارات المختبر لدى الطلاب

مراقبة الجودة في الصناعات الدوائية

تستخدم شركات الأدوية المعايرة لـ:

اختبارات المكونات الفعالة
اختبار المواد الخام
دراسات الاستقرار لصيغ الأدوية

صناعة المواد الغذائية والمشروبات

تعتبر المعايرات حاسمة في تحليل الأغذية لـ:

تحديد الحموضة في عصائر الفواكه والنبيذ
قياس محتوى فيتامين C
تحليل تركيزات المواد الحافظة

مراقبة البيئة

يستخدم علماء البيئة المعايرة لـ:

قياس معايير جودة المياه
تحليل درجة حموضة التربة ومحتوى المغذيات
مراقبة تركيبة النفايات الصناعية

دراسة حالة: تحديد حموضة الخل

يحتاج محلل جودة الغذاء إلى تحديد تركيز حمض الأسيتيك في عينة من الخل:

يتم وضع 25.0 مل من الخل في قنينة
القراءة الأولية للبوريت هي 0.0 مل
يتم إضافة NaOH بتركيز 0.1 م حتى نقطة النهاية (القراءة النهائية 28.5 مل)
باستخدام حاسبة المعايرة:
- القراءة الأولية: 0.0 مل
- القراءة النهائية: 28.5 مل
- تركيز المعاير: 0.1 مول/لتر
- حجم المحلول المدروس: 25.0 مل
التركيز المحسوب لحمض الأسيتيك هو 0.114 مول/لتر (0.684% وزني/حجمي)

بدائل لحسابات المعايرة القياسية

بينما تركز حاسبتنا على المعايرة المباشرة مع نسبة تفاعل 1:1، هناك العديد من الطرق البديلة:

المعايرة العكسية

تُستخدم عندما يتفاعل المحلول المدروس ببطء أو بشكل غير كامل:

إضافة كمية زائدة من الكاشف المعروف التركيز إلى المحلول المدروس
معايرة الكمية الزائدة غير المتفاعلة باستخدام معاير ثانٍ
حساب تركيز المحلول المدروس من الفرق

المعايرة بالتعويض

مفيدة للمحلولات التي لا تتفاعل مباشرة مع المعايرات المتاحة:

يقوم المحلول المدروس بإزاحة مادة أخرى من الكاشف
يتم بعد ذلك معايرة المادة المزالة
يتم حساب تركيز المحلول المدروس بشكل غير مباشر

المعايرة الجهدية

بدلاً من استخدام المؤشرات الكيميائية:

يقيس إلكترود التغير في الجهد خلال المعايرة
يتم تحديد نقطة النهاية من نقطة الانعطاف على منحنى الجهد مقابل الحجم
يوفر نقاط نهاية أكثر دقة للمحاليل الملونة أو المعكرة

أنظمة المعايرة الآلية

تستخدم المختبرات الحديثة غالبًا:

المعايرات الآلية مع آليات توزيع دقيقة
برامج حاسوبية تقوم بحساب النتائج وتوليد التقارير
طرق كشف متعددة لمختلف أنواع المعايرات

تاريخ وتطور المعايرة

يمتد تطوير تقنيات المعايرة على مدى عدة قرون، حيث تطورت من قياسات بدائية إلى طرق تحليلية دقيقة.

التطورات المبكرة (القرن الثامن عشر)

اخترع الكيميائي الفرنسي فرانسوا أنطوان هنري ديسكروزيل أول بوريت في أواخر القرن الثامن عشر، مستخدمًا إياه في تطبيقات التبييض الصناعية. كانت هذه الأداة البدائية علامة على بداية التحليل الحجمي.

في عام 1729، أجرى ويليام لويس تجارب مبكرة على تحييد الأحماض، مما وضع الأساس للتحليل الكيميائي الكمي من خلال المعايرة.

عصر التوحيد (القرن التاسع عشر)

حسن جوزيف لويس جاي-لوساك تصميم البوريت بشكل كبير في عام 1824 وقام بتوحيد العديد من إجراءات المعايرة، مُطلقًا مصطلح "المعايرة" من الكلمة الفرنسية "titre" (العنوان أو المعيار).

ساهم الكيميائي السويدي يونس يعقوب بيرزليوس في الفهم النظري للمعادلات الكيميائية، وهو أمر أساسي لتفسير نتائج المعايرة.

تطوير المؤشرات (أواخر القرن التاسع عشر إلى أوائل القرن العشرين)

ثورة اكتشاف المؤشرات الكيميائية في الكشف عن نقاط النهاية:

لاحظ روبرت بويل لأول مرة تغيرات اللون في مستخلصات النباتات مع الأحماض والقواعد
شرح فيلهلم أوستفالد سلوك المؤشرات باستخدام نظرية التأين في عام 1894
قدم سورين سورنسن مقياس pH في عام 1909، مما وفر إطارًا نظريًا للمعايرات الحمضية القاعدية

التقدم الحديث (القرن العشرين إلى الحاضر)

عززت الطرق الآلية دقة المعايرة:

المعايرة الجهدية (العشرينيات) مكنت من الكشف عن نقطة النهاية دون مؤشرات بصرية
المعايرات الآلية (الخمسينيات) حسنت من إعادة الإنتاجية والكفاءة
الأنظمة التي تتحكم فيها الحواسيب (منذ الثمانينيات) سمحت ببروتوكولات معقدة للمعايرة وتحليل البيانات

اليوم، تظل المعايرة تقنية تحليلية أساسية، تجمع بين المبادئ التقليدية والتكنولوجيا الحديثة لتوفير نتائج دقيقة وموثوقة عبر التخصصات العلمية.

الأسئلة الشائعة حول حسابات المعايرة

ما هي المعايرة ولماذا هي مهمة؟

المعايرة هي تقنية تحليلية تُستخدم لتحديد تركيز محلول غير معروف من خلال تفاعله مع محلول معروف التركيز. إنها مهمة لأنها توفر طريقة دقيقة للتحليل الكمي في الكيمياء، والصيدلة، وعلوم الأغذية، ومراقبة البيئة. تتيح المعايرة تحديد تركيز المحاليل بدقة دون الحاجة إلى أدوات باهظة الثمن.

ما مدى دقة حسابات المعايرة؟

يمكن أن تكون حسابات المعايرة دقيقة للغاية، حيث تصل الدقة غالبًا إلى ±0.1% في الظروف المثلى. تعتمد الدقة على عدة عوامل بما في ذلك دقة البوريت (عادةً ±0.05 مل)، ونقاء المعاير، وحدّة الكشف عن نقطة النهاية، ومهارة المحلل. باستخدام المحاليل القياسية والتقنية الصحيحة، تظل المعايرة واحدة من أكثر الطرق دقة لتحديد التركيز.

ما الفرق بين نقطة النهاية ونقطة التكافؤ؟

نقطة التكافؤ هي النقطة النظرية حيث تمت إضافة الكمية الدقيقة من المعاير المطلوبة للتفاعل الكامل مع المحلول المدروس. نقطة النهاية هي النقطة القابلة للملاحظة تجريبيًا، والتي يتم الكشف عنها عادةً من خلال تغير اللون أو إشارة جهاز، مما يشير إلى اكتمال المعايرة. يجب أن تتطابق نقطة النهاية مع نقطة التكافؤ، ولكن غالبًا ما يكون هناك فرق صغير (خطأ نقطة النهاية) يقوم المحللون المهرة بتقليله من خلال اختيار المؤشر المناسب.

كيف أعرف أي مؤشر يجب استخدامه لمعايرتي؟

يعتمد اختيار المؤشر على نوع المعايرة ودرجة الحموضة المتوقعة عند نقطة التكافؤ:

لمعايرات الأحماض والقواعد، اختر مؤشرًا يتغير لونه (pKa) يقع ضمن الجزء الحاد من منحنى المعايرة
لمعايرات الحمض القوي-القاعدة القوية، يعمل الفينولفثالين (pH 8.2-10) أو الأحمر الميثيلي (pH 4.4-6.2) بشكل جيد
لمعايرات الحمض الضعيف-القاعدة القوية، يكون الفينولفثالين عادةً مناسبًا
لمعايرات الأكسدة والاختزال، تُستخدم مؤشرات الأكسدة المحددة مثل الفيروين أو البوتاسيوم بيرمنغنات (ذاتي المؤشر)
عند عدم اليقين، يمكن أن تحدد الطرق الجهدية نقطة النهاية دون استخدام المؤشرات الكيميائية

هل يمكن إجراء المعايرة على خليط من المحاليل المدروسة؟

نعم، يمكن أن تحلل المعايرة الخلطات إذا كانت المكونات تتفاعل بمعدلات أو نطاقات pH مختلفة بشكل كافٍ. على سبيل المثال:

يمكن تحليل خليط من الكربونات والبيكربونات باستخدام معايرة ذات نقطتين نهائيتين
يمكن تحديد خليط من الأحماض ذات قيم pKa مختلفة بشكل كبير من خلال مراقبة منحنى المعايرة بالكامل
يمكن أن تحدد المعايرات المتتالية عدة محاليل مدروسة في نفس العينة بالنسبة للخلطات المعقدة، قد تتطلب تقنيات متخصصة مثل المعايرة الجهدية مع تحليل المشتقات لحل نقاط النهاية القريبة.

كيف أتعامل مع المعايرات ذات الاستوكيومترية غير 1:1؟

بالنسبة للتفاعلات التي لا تتفاعل فيها المعاير والمحلول المدروس بنسبة 1:1، قم بتعديل الصيغة القياسية للمعايرة من خلال دمج النسبة الاستوكيومترية:

$C_2 = \frac{C_1 \times V_1 \times n_2}{V_2 \times n_1}$

حيث:

$n_1$ = معامل الاستوكيومترية للمعاير
$n_2$ = معامل الاستوكيومترية للمحلول المدروس

على سبيل المثال، في المعايرة بين H₂SO₄ وNaOH، تكون النسبة 1:2، لذا $n_1 = 2$ و $n_2 = 1$ .

ما الذي يسبب أكبر الأخطاء في حسابات المعايرة؟

تشمل أكبر مصادر أخطاء المعايرة:

الكشف غير الصحيح عن نقطة النهاية (تجاوز أو نقص)
عدم دقة توحيد محلول المعاير
أخطاء قياس في قراءات الحجم (أخطاء بارالاكس)
تلوث المحاليل أو الزجاجيات
تقلبات درجة الحرارة التي تؤثر على قياسات الحجم
أخطاء حسابية، خاصة مع تحويل الوحدات
فقاعات الهواء في البوريت تؤثر على قراءات الحجم
أخطاء المؤشر (مؤشر خاطئ أو مؤشر متحلل)

كيف يمكنني تحويل بين وحدات التركيز المختلفة في نتائج المعايرة؟

لتحويل بين وحدات التركيز:

من مول/لتر (م) إلى غرام/لتر: اضرب في الكتلة المولية للمادة
من مول/لتر إلى جزء في المليون: اضرب في الكتلة المولية ثم اضرب في 1000
من مول/لتر إلى عادية (N): اضرب في عامل التكافؤ
من مول/لتر إلى % وزني/حجمي: اضرب في الكتلة المولية واقسم على 10

مثال: 0.1 مول/لتر NaOH = 0.1 × 40 = 4 غرام/لتر = 0.4% وزني/حجمي

هل يمكن إجراء المعايرة على المحاليل الملونة أو المعكرة؟

نعم، ولكن قد يكون من الصعب ملاحظة المؤشرات البصرية في المحاليل الملونة أو المعكرة. تشمل الطرق البديلة:

المعايرة الجهدية باستخدام أقطاب قياس pH أو انتقائية الأيونات
المعايرة الموصلية التي تقيس التغيرات في الموصلية
المعايرة الطيفية التي تراقب تغيرات الامتصاص
أخذ عينات صغيرة من خليط المعايرة واختبارها مع المؤشر على صفيحة نقطية
استخدام مؤشرات ملونة بشدة تتناقض مع لون المحلول

ما الاحتياطات التي يجب أن أتخذها عند إجراء معايرات عالية الدقة؟

لأعمال عالية الدقة:

استخدم زجاجيات قياس من الفئة A مع شهادات المعايرة
وحد محلول المعاير ضد المعايير الأولية
تحكم في درجة حرارة المختبر (20-25 درجة مئوية) لتقليل تقلبات الحجم
استخدم بوريت مقياس دقيق لأحجام صغيرة (بدقة ±0.001 مل)
قم بإجراء معايرات مكررة (على الأقل ثلاث) واحسب المعلمات الإحصائية
طبق تصحيحات الطفو لقياسات الكتلة
استخدم كشف النقطة النهائية الجهدية بدلاً من المؤشرات
احسب امتصاص ثاني أكسيد الكربون في المعايرات القاعدية باستخدام محاليل حديثة التحضير

أمثلة برمجية لحسابات المعايرة

Excel

1' صيغة Excel لحساب المعايرة
2' ضع في الخلايا كما يلي:
3' A1: القراءة الأولية (مل)
4' A2: القراءة النهائية (مل)
5' A3: تركيز المعاير (مول/لتر)
6' A4: حجم المحلول المدروس (مل)
7' A5: نتيجة الصيغة
8
9' في الخلية A5، أدخل:
10=IF(A4>0,IF(A2>=A1,(A3*(A2-A1))/A4,"خطأ: يجب أن تكون القراءة النهائية >= القراءة الأولية"),"خطأ: يجب أن يكون حجم المحلول المدروس > 0")
11

Python

1def calculate_titration(initial_reading, final_reading, titrant_concentration, analyte_volume):
2    """
3    حساب تركيز المحلول المدروس من بيانات المعايرة.
4    
5    المعلمات:
6    initial_reading (float): القراءة الأولية للبوريت بالمليلتر
7    final_reading (float): القراءة النهائية للبوريت بالمليلتر
8    titrant_concentration (float): تركيز المعاير بالمول/لتر
9    analyte_volume (float): حجم المحلول المدروس بالمليلتر
10    
11    المرتجعات:
12    float: تركيز المحلول المدروس بالمول/لتر
13    """
14    # تحقق من المدخلات
15    if analyte_volume <= 0:
16        raise ValueError("يجب أن يكون حجم المحلول المدروس أكبر من الصفر")
17    if final_reading < initial_reading:
18        raise ValueError("يجب أن تكون القراءة النهائية أكبر من أو تساوي القراءة الأولية")
19    
20    # حساب حجم المعاير المستخدم
21    titrant_volume = final_reading - initial_reading
22    
23    # حساب تركيز المحلول المدروس
24    analyte_concentration = (titrant_concentration * titrant_volume) / analyte_volume
25    
26    return analyte_concentration
27
28# مثال على الاستخدام
29try:
30    result = calculate_titration(0.0, 25.7, 0.1, 20.0)
31    print(f"تركيز المحلول المدروس: {result:.4f} مول/لتر")
32except ValueError as e:
33    print(f"خطأ: {e}")
34

JavaScript

1/**
2 * حساب تركيز المحلول المدروس من بيانات المعايرة
3 * @param {number} initialReading - القراءة الأولية للبوريت بالمليلتر
4 * @param {number} finalReading - القراءة النهائية للبوريت بالمليلتر
5 * @param {number} titrantConcentration - تركيز المعاير بالمول/لتر
6 * @param {number} analyteVolume - حجم المحلول المدروس بالمليلتر
7 * @returns {number} تركيز المحلول المدروس بالمول/لتر
8 */
9function calculateTitration(initialReading, finalReading, titrantConcentration, analyteVolume) {
10  // تحقق من المدخلات
11  if (analyteVolume <= 0) {
12    throw new Error("يجب أن يكون حجم المحلول المدروس أكبر من الصفر");
13  }
14  if (finalReading < initialReading) {
15    throw new Error("يجب أن تكون القراءة النهائية أكبر من أو تساوي القراءة الأولية");
16  }
17  
18  // حساب حجم المعاير المستخدم
19  const titrantVolume = finalReading - initialReading;
20  
21  // حساب تركيز المحلول المدروس
22  const analyteConcentration = (titrantConcentration * titrantVolume) / analyteVolume;
23  
24  return analyteConcentration;
25}
26
27// مثال على الاستخدام
28try {
29  const result = calculateTitration(0.0, 25.7, 0.1, 20.0);
30  console.log(`تركيز المحلول المدروس: ${result.toFixed(4)} مول/لتر`);
31} catch (error) {
32  console.error(`خطأ: ${error.message}`);
33}
34

R

1calculate_titration <- function(initial_reading, final_reading, titrant_concentration, analyte_volume) {
2  # تحقق من المدخلات
3  if (analyte_volume <= 0) {
4    stop("يجب أن يكون حجم المحلول المدروس أكبر من الصفر")
5  }
6  if (final_reading < initial_reading) {
7    stop("يجب أن تكون القراءة النهائية أكبر من أو تساوي القراءة الأولية")
8  }
9  
10  # حساب حجم المعاير المستخدم
11  titrant_volume <- final_reading - initial_reading
12  
13  # حساب تركيز المحلول المدروس
14  analyte_concentration <- (titrant_concentration * titrant_volume) / analyte_volume
15  
16  return(analyte_concentration)
17}
18
19# مثال على الاستخدام
20tryCatch({
21  result <- calculate_titration(0.0, 25.7, 0.1, 20.0)
22  cat(sprintf("تركيز المحلول المدروس: %.4f مول/لتر\n", result))
23}, error = function(e) {
24  cat(sprintf("خطأ: %s\n", e$message))
25})
26

Java

1public class TitrationCalculator {
2    /**
3     * حساب تركيز المحلول المدروس من بيانات المعايرة
4     * 
5     * @param initialReading القراءة الأولية للبوريت بالمليلتر
6     * @param finalReading القراءة النهائية للبوريت بالمليلتر
7     * @param titrantConcentration تركيز المعاير بالمول/لتر
8     * @param analyteVolume حجم المحلول المدروس بالمليلتر
9     * @return تركيز المحلول المدروس بالمول/لتر
10     * @throws IllegalArgumentException إذا كانت قيم المدخلات غير صحيحة
11     */
12    public static double calculateTitration(double initialReading, double finalReading, 
13                                           double titrantConcentration, double analyteVolume) {
14        // تحقق من المدخلات
15        if (analyteVolume <= 0) {
16            throw new IllegalArgumentException("يجب أن يكون حجم المحلول المدروس أكبر من الصفر");
17        }
18        if (finalReading < initialReading) {
19            throw new IllegalArgumentException("يجب أن تكون القراءة النهائية أكبر من أو تساوي القراءة الأولية");
20        }
21        
22        // حساب حجم المعاير المستخدم
23        double titrantVolume = finalReading - initialReading;
24        
25        // حساب تركيز المحلول المدروس
26        double analyteConcentration = (titrantConcentration * titrantVolume) / analyteVolume;
27        
28        return analyteConcentration;
29    }
30    
31    public static void main(String[] args) {
32        try {
33            double result = calculateTitration(0.0, 25.7, 0.1, 20.0);
34            System.out.printf("تركيز المحلول المدروس: %.4f مول/لتر%n", result);
35        } catch (IllegalArgumentException e) {
36            System.out.println("خطأ: " + e.getMessage());
37        }
38    }
39}
40

C++

1#include <iostream>
2#include <iomanip>
3#include <stdexcept>
4
5/**
6 * حساب تركيز المحلول المدروس من بيانات المعايرة
7 * 
8 * @param initialReading القراءة الأولية للبوريت بالمليلتر
9 * @param finalReading القراءة النهائية للبوريت بالمليلتر
10 * @param titrantConcentration تركيز المعاير بالمول/لتر
11 * @param analyteVolume حجم المحلول المدروس بالمليلتر
12 * @return تركيز المحلول المدروس بالمول/لتر
13 * @throws std::invalid_argument إذا كانت قيم المدخلات غير صحيحة
14 */
15double calculateTitration(double initialReading, double finalReading, 
16                         double titrantConcentration, double analyteVolume) {
17    // تحقق من المدخلات
18    if (analyteVolume <= 0) {
19        throw std::invalid_argument("يجب أن يكون حجم المحلول المدروس أكبر من الصفر");
20    }
21    if (finalReading < initialReading) {
22        throw std::invalid_argument("يجب أن تكون القراءة النهائية أكبر من أو تساوي القراءة الأولية");
23    }
24    
25    // حساب حجم المعاير المستخدم
26    double titrantVolume = finalReading - initialReading;
27    
28    // حساب تركيز المحلول المدروس
29    double analyteConcentration = (titrantConcentration * titrantVolume) / analyteVolume;
30    
31    return analyteConcentration;
32}
33
34int main() {
35    try {
36        double result = calculateTitration(0.0, 25.7, 0.1, 20.0);
37        std::cout << "تركيز المحلول المدروس: " << std::fixed << std::setprecision(4) 
38                  << result << " مول/لتر" << std::endl;
39    } catch (const std::invalid_argument& e) {
40        std::cerr << "خطأ: " << e.what() << std::endl;
41    }
42    
43    return 0;
44}
45

مقارنة طرق المعايرة

الطريقة	المبدأ	المزايا	القيود	التطبيقات
المعايرة المباشرة	تتفاعل المعاير مباشرة مع المحلول المدروس	بسيطة وسريعة وتتطلب الحد الأدنى من المعدات	محدودة للمحلولات المتفاعلة مع مؤشرات مناسبة	التحليل الحمضي القاعدي، اختبار الصلابة
المعايرة العكسية	يتم إضافة كاشف زائد إلى المحلول المدروس، ثم يتم معايرة الزائد	تعمل مع المحاليل التي تتفاعل ببطء أو غير القابلة للذوبان	أكثر تعقيدًا، قد تؤدي إلى أخطاء مركبة	تحليل الكربونات، بعض أيونات المعادن
المعايرة بالتعويض	يقوم المحلول المدروس بإزاحة مادة ثم يتم معايرتها	يمكن تحليل المواد التي لا تتفاعل مباشرة مع المعايرات	طريقة غير مباشرة مع خطوات إضافية	تحديد السيانيد، بعض الأنيونات
المعايرة الجهدية	تقيس التغير في الجهد أثناء المعايرة	كشف دقيق لنقطة النهاية، تعمل مع المحاليل الملونة	تتطلب معدات متخصصة	التطبيقات البحثية، الخلطات المعقدة
المعايرة الموصلية	تقيس التغيرات في الموصلية أثناء المعايرة	لا تحتاج إلى مؤشرات، تعمل مع العينات المعكرة	أقل حساسية لبعض التفاعلات	تفاعلات الترسيب، الأحماض المختلطة
المعايرة الجهدية	تقيس تدفق التيار أثناء المعايرة	حساسية عالية، جيدة للتحليل الدقيق	إعداد معقد، تتطلب مواد نشطة كهربائيًا	تحديد الأكسجين، المعادن النادرة
المعايرة الحرارية	تقيس التغيرات في درجة الحرارة أثناء المعايرة	سريعة، بسيطة من حيث المعدات	محدودة للتفاعلات الطاردة/الماصة للحرارة	مراقبة الجودة الصناعية
المعايرة الطيفية	تقيس تغيرات الامتصاص أثناء المعايرة	حساسية عالية، مراقبة مستمرة	تتطلب محاليل شفافة	التحليل الدقيق، الخلطات المعقدة

المراجع

هاريس، د. س. (2015). التحليل الكيميائي الكمي (الطبعة التاسعة). وي. إتش. فريمان وشركاه.
سكوغ، د. أ.، ويست، د. م.، هولر، ف. ج.، وكراوتش، س. ر. (2013). أسس الكيمياء التحليلية (الطبعة التاسعة). سنغاج للتعلم.
كريستيان، ج. د.، داسغوبتا، ب. ك.، وشوغ، ك. أ. (2014). الكيمياء التحليلية (الطبعة السابعة). جون وايلي وأولاده.
هارفي، د. (2016). الكيمياء التحليلية 2.1. مورد تعليمي مفتوح.
ميندهام، ج.، ديني، ر. ج.، بارنز، ج. د.، وتوماس، م. ج. ك. (2000). كتاب فوغيل للتحليل الكيميائي الكمي (الطبعة السادسة). برينستون هول.
الجمعية الكيميائية الأمريكية. (2021). إرشادات الجمعية الكيميائية الأمريكية لسلامة المختبرات الكيميائية. منشورات الجمعية الكيميائية الأمريكية.
IUPAC. (2014). موسوعة المصطلحات الكيميائية (كتاب الذهب). الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية.
متروهيم AG. (2022). دليل المعايرة العملية. نشرة تطبيقات متروهيم.
المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. (2020). NIST Chemistry WebBook. وزارة التجارة الأمريكية.
الجمعية الملكية للكيمياء. (2021). الملخصات الفنية للجنة الطرق التحليلية. الجمعية الملكية للكيمياء.

عنوان الميتا: حاسبة المعايرة: أداة دقيقة لتحديد التركيز | حاسبة الكيمياء

وصف الميتا: احسب تركيز المحاليل المدروسة بدقة باستخدام حاسبتنا للمعايرة. أدخل قراءات البوريت، وتركيز المعاير، وحجم المحلول المدروس للحصول على نتائج فورية ودقيقة.

💬

ردود الفعل

💬

انقر على الخبز المحمص لبدء إعطاء التغذية الراجعة حول هذه الأداة

🔗

الأدوات ذات الصلة

اكتشف المزيد من الأدوات التي قد تكون مفيدة لسير عملك