أسئلة: فصل المركبات الأروماتية

الإجابة الصحيحة: النيتروبنزين

النيتروبنزين مركب متعادل ولا يمتلك خصائص حمضية أو قاعدية تجعله يتفاعل مع الكواشف المستخدمة في عملية الفصل.

الإجابة الصحيحة: يتفاعل حمض الساليسيليك فقط

حمض الساليسيليك حمض كربوكسيلي أقوى من حمض الكربونيك الموجود في بيكربونات الصوديوم، بينما الفينول أضعف من حمض الكربونيك فلا يتفاعل.

الإجابة الصحيحة: الأحماض الكربوكسيلية > حمض الكربونيك > الفينولات

ترتيب قوة الأحماض هو: أحماض السلفونيك > الأحماض الكربوكسيلية > حمض الكربونيك > الفينولات.

الإجابة الصحيحة: حمض الهيدروكلوريك المخفف

الأنيلين قاعدة ضعيفة، لذا يتفاعل مع حمض قوي مثل $HCl$ ليكون ملحاً ذائباً في الماء.

الإجابة الصحيحة: ملح ذائب في الطبقة المائية

يتفاعل الفينول (حمض ضعيف) مع $NaOH$ (قاعدة قوية) ليكون فينوكسيد الصوديوم، وهو ملح ذائب في الماء.

الإجابة الصحيحة: لأن الفصل بتفاعلات التعادل أكثر كفاءة واعتماداً على الخصائص الكيميائية

الدرس يوضح أن الفصل بتفاعلات التعادل يسمح بفصل المكونات الأربعة دون الحاجة لتقطير أو كروماتوجرافيا.

الإجابة الصحيحة: هيدروكلوريد الأنيلينيوم

تفاعل القاعدة الضعيفة (الأنيلين) مع حمض قوي ($HCl$) ينتج عنه ملح هيدروكلوريد الأنيلينيوم.

الإجابة الصحيحة: $NaOH$

بعد إزالة الأنيلين والحمض الكربوكسيلي، يُستخدم هيدروكسيد الصوديوم لفصل الفينول المتبقي في طبقة الإيثر.

الإجابة الصحيحة: الحمض الكربوكسيلي

الحمض الكربوكسيلي يتفاعل مع بيكربونات الصوديوم ليكون ملحاً ذائباً في الماء، بينما المتعادل لا يتفاعل.

الإجابة الصحيحة: تحولها إلى أملاح ذائبة في الماء

تفاعلات التعادل تحول الجزيئات المتعادلة إلى أملاح أيونية ذات ذوبانية عالية في الماء.

الإجابة الصحيحة: يتفاعل ويكون ملحاً ذائباً في الماء

حمض الساليسيليك حمض، والقاعدة القوية $NaOH$ ستفاعله لتكوين ملح ذائب في الماء.

الإجابة الصحيحة: فروق الذوبان وتفاعلات الحمض-القاعدة

الأساس العلمي للفصل في هذا الدرس هو استغلال الاختلاف في الخصائص الحمضية والقاعدية لتحويل المواد لأملاح.

يُضاف $HCl$ أولاً لأنه حمض قوي يتفاعل مع القاعدة الضعيفة (الأنيلين) فقط لتحويلها إلى ملح (هيدروكلوريد الأنيلينيوم) ذائب في الماء، مما يضمن فصله عن باقي مكونات الخليط التي لا تتفاعل مع الأحماض القوية في هذه الظروف.

لا تزيل بيكربونات الصوديوم الفينول لأن الفينول يُعد حمضاً ضعيفاً جداً، حيث أن حموضته أقل من حموضة حمض الكربونيك الذي يتكون عند تفاعل البيكربونات، وبالتالي لا يحدث تفاعل تعادل بينهما.

إذا أُضيف $NaOH$ أولاً، فإنه سيتفاعل مع كل من حمض الساليسيليك والفينول (لأنهما أحماض) ويحولهما إلى أملاح ذائبة في الماء معاً، مما يجعل فصلهما عن بعضهما البعض في الطبقة المائية أمراً صعباً أو مستحيلاً باستخدام هذا التسلسل، ويفشل الهدف من الفصل الانتقائي.

بإضافة بيكربونات الصوديوم ($NaHCO_3$)؛ الحمض الكربوكسيلي سيتفاعل ويذوب في الطبقة المائية كملح، بينما المادة المتعادلة لن تتفاعل وستبقى في طبقة الإيثر، مما يسمح بفصلهما عن طريق قمع الفصل.

يعمل قمع الفصل على فصل السوائل غير الممتزجة بناءً على كثافتها وذوبانيتها؛ حيث يتيح فصل الطبقة المائية (التي تحتوي على الأملاح الذائبة) عن طبقة المذيب العضوي (الإيثر) التي تحتوي على المواد المتعادلة أو غير المتفاعلة.

يمكن استعادة الحمض الضعيف بإضافة حمض أقوى إلى الطبقة المائية التي تحتوي على ملح الحمض الضعيف؛ حيث يقوم الحمض الأقوى بإزاحة الحمض الضعيف من ملحه، فيتحرر الحمض الضعيف ويترسب أو يمكن استخلاصه مرة أخرى.