المُشعرات: مواد خفيفة الظل بهيَّة المظهر

ربما قد شاهدت أولئك العلماء الذين يجرون تجارب المعايرة في مخابر الكيمياء فتتلوَّن محاليلهم بالألوان البهية، وسَحَرَك تحول الألوان عند إضافة قطرة واحدة إضافية من أحد المحاليل إلى الآخر!

ولكن؛ إن كنت قد أجريت إحدى هذه التجارب بالفعل؛ لأدركت كيف يصبح جمال الألوان منسيَّاً مع "انحوال" عينيك بين المحاليل لترقب لحظة التحول؛ التي ستظهر -تماماً- في اللحظة التي تغفل عنها فيها!

إن لم تسمع عن هذه التجارب من قبل؛ فالمعايرة ( Titration) هي تقنية تهدف لتحديد تركيز محلول مجهول التركيز عن طريق أخذ حجم محدد منه وتقطير محلول معلوم التركيز فوقه للوصول إلى التعديل (neutralization) الذي يُستدل عليه -غالباً- بتغير لوني عن طريق مُشعِر (1,2).

أما المُشعِر (Indicator)؛ فهو مادة كيميائية تضاف إلى الوسط لتعلن نهاية التفاعل عند تغييرها للون الوسط (2).

وللمشعرات أنماط عدة؛ وهي:

- مشعرات حمض-أساس (Acid-Base Indicators):

وهي أشهر أنماط المشعرات، وتدل على الوصول إلى النقطة المطلوبة لونيَّاً؛ إذ تغير لون الوسط عند درجة حموضة معينة (PH)؛ أو -بدقة أكبر- عند مجال PH محدد (2).

ومن أمثلتها: صبغة عبّاد الشمس (Litmus)، وأحمر الميتيل (Methyl Red)، وأزرق التيمول (Thymol Blue)؛ إضافة إلى الفينول فتالئين (Phenolphthalein) الذي يعطي لوناً وردياً في الوسط القلوي (2,4).

- المشعرات الشاملة (كاملة المجال) (Universal (Full Range) Indicators):

وهي مثال خاص عن مشعرات حمض-أساس؛ إذ تكون مزيجاً من عدة مشعرات معاً لتغطي مجال الـ PH كاملاً من 1 إلى 14، مما يعني أنه عند أي PH سيكون هناك لون مختلف من مجال الألوان المتنوعة الموجودة (2).

- مشعرات الأكسدة والإرجاع (Redox Indicators):

يخضع المشعر هنا لتغير لوني عند كمون كهربائي محدد عوضاً عن تغيره بتغير الـ PH.

ومن أهم أمثلتها: الفينانترولين (Phenanthroline) والديفينيلامين (Dephenylamine) المستخدمين في تحديد تركيز الحديد (2).

- المشعرات المعقدة (Complexometric Indicators):

مركبات تخضع لتغير لوني محدد عند وجود أيونات معدنية معينة؛ إذ يكون الشكل المرتبط منها مع الأيونات (المعقّد) ذو لون مختلف تماماً عن الشكل غير المعقد، مثل مشعر أسود الإيروكروم.

- المشعرات المُرسِّبة (Precipitation Indicators):

يُنتِج المُشعر في هذه الحالة عند نهاية التفاعل راسباً مميزاً -غالباً- بلونه. ومن أشهرها مشعر كرومات البوتاسيوم المُستخدم في معايرة أيونات الكلورايد مع نترات الفضة؛ فبمجرد استهلاك أيونات الكلورايد؛ يظهر راسب أحمر اللون من كرومات الفضة.

- المشعرات الذاتية ( Self Indicators):

مثل برمنغنات البوتاسيوم؛ التي تملك لوناً بنفسجيَّاً داكناً يبهت تدريجيَّاً مع استمرار التفاعل؛ مشكلة بذلك مشعراً ذاتيَّاً (2).

تُستخدم معظم المشعرات بتراكيز قليلة جداً تصل إلى بضعة أجزاء لكل مليون جزء من المحلول، لذلك؛ فهي لا تؤثر في الظروف المطلوبة للمعايرة. ومن جهة أخرى؛ فإنّ للمشعرات مجالاً انتقاليَّاً ضيقاً نسبيَّاً (مجال انقلاب اللون)، لذلك؛ فهي قادرة على إعطاء إشارة حادة وحساسة عند انتهاء التفاعل؛ وهو ما يدعى بنقطة النهاية (5).

المصادر: