تحليل عينات الماء – pH والمواد الصلبة الذائبة والتقطير
العلومالمادة والمواد11–12 سنةمختبر افتراضي
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلحلّل ماء الصنبور وماء البحر وماء المطر وماء النهر وعينة مجهولة كما في التجربة العملية المدرسية: قس pH بالكاشف العام أو بمقياس pH، ورشّح المواد الصلبة العالقة، وبخّر حجمًا معلومًا في جفنة موزونة لتحسب كتلة المواد الصلبة الذائبة (g/dm³) خطوة بخطوة، ثم قطّر العينة واختبر ناتج التقطير: pH ≈ 7، ويغلي عند 100 °C، ولا يترك أي متبقٍّ. اضبط مقياس الحرارة أو ماء التبريد بطريقة خاطئة لترى ما الخطأ الذي يحدث. وتعرض شاشة «محطة المعالجة» الترسيب والترشيح بالرمل والكربون المنشط والكلورة (Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO، أو مبيض كلورات (I) الصوديوم)، مع منحنى لجرعة الكلور مقابل البكتيريا الباقية والنواتج الثانوية. وتستخدم شاشة «الكشف عن الماء» كبريتات النحاس (II) اللامائية وورق كلوريد الكوبلت (II) ودرجتي الغليان والانصهار للكشف عن الماء ونقائه.
الدرس: تحليل عينات الماء وتنقيتها بالتقطير
ماذا تعرض
الماء الطبيعي مخلوط: فيه أملاح وغازات ذائبة، وأحيانًا مواد صلبة غير ذائبة. ويبيّن تبخير حجم معلوم منه مقدار ما ذاب فيه، أما التقطير فيترك المواد الصلبة خلفه، فيكون ناتج التقطير نقيًا: pH = 7، ودرجة غليانه 100 °C، ولا يترك متبقيًا. وتجعل محطة المعالجة ماء النهر صالحًا للشرب: يزيل الترسيب والترشيح بالرمل المواد الصلبة، ويزيل الكربون المنشط الطعم والرائحة، ويقتل الكلور البكتيريا. يتفاعل الكلور مع الماء مكوّنًا حمض الكلوريك (I)، HClO؛ وقلته تُبقي البكتيريا حية، وكثرته تكوّن نواتج ثانوية ضارة. وتبيّن كبريتات النحاس (II) اللامائية وكلوريد الكوبلت (II) وجود الماء، بينما تبيّن درجتا الغليان والانصهار هل هو نقي.
طريقة الاستخدام
اختر شاشة من التبويبات. في «تحليل عينة»: اختر «العينة» و«الحجم المبخر» و«قياس pH» و«الميزان»، ثم اتبع الأزرار المرقمة أو اضغط «تشغيل تلقائي». وفي «محطة المعالجة»: غيّر «الماء الخام» و«زمن الترسيب» و«المرشح الرملي» و«الكربون المنشط» و«المطهر» و«جرعة الكلور» و«زمن التلامس» و«pH الماء»، واقرأ الحكم، ثم اضغط «تسجيل النتيجة». وفي «الكشف عن الماء»: اختر «السائل» وأجرِ كل اختبار.
المعاملات القابلة للتغيير
- عينة الماء ماء الصنبور, ماء البحر, ماء المطر, ماء النهر (عكر), عينة مجهولة (عشوائية)
- حجم العينة المبخرة 10–100 cm³
- ترشيح العينة قبل التبخير
- طريقة قياس pH الكاشف العام, مقياس pH
- دقة الميزان 0.01 g, 0.001 g
- تركيب جهاز التقطير صحيح, خطأ: مستودع مقياس الحرارة داخل السائل, خطأ: دخول ماء التبريد من الأعلى
- الشاشة تحليل عينة ماء, محطة معالجة المياه, الكشف عن الماء ونقائه
أسئلة للاستكشاف
- لماذا يقلل الترشيح كتلة المتبقي من ماء النهر ولا يقللها من ماء البحر؟
- لماذا تجعل جرعة الكلور العالية جدًا ماء الشرب أقل أمانًا لا أكثر؟
- أي النتائج تبيّن أن السائل يحتوي على ماء، وأيها تبيّن أن هذا الماء نقي؟
