ألوان لهب فلزات المجموعتين 1 و2 ومعالجة عسر الماء
الكيمياءالكيمياء غير العضوية17–18 سنةمختبر افتراضي
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلفي وضع اختبار اللهب: ضع عينة من ملح Li أو Na أو K أو Ca أو Sr أو Ba في لهب الموقد، وشاهد اللهب يتلون بلونه المميز، وانظر إلى خط الانبعاث يظهر عند طوله الموجي على شريط الطيف. وفي وضع عسر الماء: يحتوي كأس ماء على أيونات Ca²⁺ وMg²⁺ مع HCO₃⁻ أو SO₄²⁻؛ اختر طريقة للتيسير (الغليان، Na₂CO₃، كمية كافية فقط من Ca(OH)₂، التبادل الأيوني) واضغط «ابدأ» لتشاهد تكوّن الراسب ونقص عدد الأيونات وإعادة حساب العسر بوحدة mmol/L.
الدرس: فلزات المجموعتين 1 و2: ألوان اللهب المميزة؛ عسر الماء المؤقت والدائم وطرق تيسيره
ماذا تعرض
موضوعان مترابطان عن فلزات المجموعتين 1 و2. في اختبار اللهب تثير الحرارة إلكترونات أيونات الفلز إلى مستويات طاقة أعلى؛ وعندما تعود إلى مستوياتها تطلق ضوءًا بأطوال موجية محددة، فيعطي كل عنصر لون لهب وخط انبعاث خاصين به. وينتج عسر الماء عن أيونات Ca²⁺ وMg²⁺ الذائبة. يرتبط العسر المؤقت بالهيدروجين كربونات ويزول بالغليان، الذي يفكك HCO₃⁻ ويرسّب CaCO₃؛ أما العسر الدائم الناتج عن الكبريتات والكلوريدات فيحتاج إلى الترسيب بالكربونات أو إلى التبادل الأيوني.
طريقة الاستخدام
اختر «لون اللهب» أو «عسر الماء» في الأعلى. في وضع اللهب اختر فلزًا واضغط «ابدأ» وقارن اللهب بموضع خطه على شريط الطيف. وفي وضع الماء حدد نوع الماء العسر واختر طريقة التيسير واضغط «ابدأ»، ثم اقرأ أشرطة العسر بوحدة mmol/L ونتيجة الصابون. جرّب «الغليان» على الماء العسر المؤقت ثم الدائم قبل اختبار Na₂CO₃ و«التبادل الأيوني».
المعاملات القابلة للتغيير
- المحتوى لون اللهب, عسر الماء وتيسيره
- الفلز في اختبار اللهب الليثيوم, الصوديوم, البوتاسيوم, الكالسيوم, السترونشيوم, الباريوم
- نوع الماء العسر مؤقت — Ca(HCO₃)₂، Mg(HCO₃)₂, دائم — CaSO₄، MgCl₂, كلي — النوعان معًا
- طريقة التيسير دون معالجة, الغليان, محلول Na₂CO₃, كمية كافية فقط من Ca(OH)₂, التبادل الأيوني
أسئلة للاستكشاف
- لماذا ييسّر الغليان الماء العسر المؤقت ولا يكاد يغيّر الماء العسر الدائم؟
- أي فلز يعطي لهبًا أصفر، ولماذا يمكن أن يحجب ألوان لهب الفلزات الأخرى؟
- أي طرق التيسير تخفض العسر الكلي إلى أقل من 1 mmol/L، وكيف تزيل Ca²⁺؟
أفكار للتدريس
كل الأدلة- Identifying Ions Virtual Lab: Flame and Precipitate TestsAn identifying ions virtual lab for the GCSE required practical: flame tests, sodium hydroxide, carbonate, halide and sulfate tests on unknown salts.
- Water Purification Virtual Lab: Analyze and Distill WaterA water purification virtual lab: measure pH and dissolved solids in tap, sea, rain and river water, then distill a sample and prove the distillate is pure.