اليود والرصاص في تفاعل المطر الذهبي

سنوضح في هذه المقالة تفاعل “المطر الذهبي” والذي يمكن تطبيقه بسهولة في المخابر والذي هو عبارة عن اصطناع وإعادة بلورة ليوديد الرصاص (II) ويستخدم هذا التفاعل بشكل عام لتفسير عملية إعادة البلورة بالإضافة لتوضيح الاختلافات في انحلالية المواد.
تبدأ هذه التجربة بمركبين شارديين أي قابلين للانحلال وهما : يوديد البوتاسوم ونترات الرصاص (II) . حيث يتم حل هذين المركبين في الماء لتشكيل محاليل عديمة اللون ثم يتم مزجهما معاً، حيث يؤدي هذا المزج لحصول تفاعل الإزاحة المزدوج والذي يؤدي بشكل أساسي لمبادلة المعادن لأماكنها في المركبين فينتج يوديد الرصاص (II) ونترات البوتاسيوم، كما يترافق بتغير لوني سريع لكون أن يوديد الرصاص يعد عديم الانحلالية في الماء بدرجة حرارة الغرفة. حيث أنه عند مزج محاليل هذين المركبين معاٌ فإنه يتشكل مباشرةً راسب أصفر متألق من يوديد الرصاص.
رغم أن يوديد الرصاص قد يكون عديم الانحلالية في الماء بدرجة حرارة الغرفة فإن انحلاليته تزداد ولو بشكل هامشي مع ارتفاع الحرارة، ولتبسيط الفكرة نعلم أنه عندما تنحل المركبات الشاردية (الأيونية) في الماء فإنها تتفكك إلى الشوارد (الأيونات) المكونة لها.
قد تؤدي عملية التفكك تلك لتحرير أو اكتساب الطاقة من الوسط المحيط، وفي حالة يوديد الرصاص فإنه يتفكك إلى شوارد الرصاص Pb+2 واليود I– وهذا التفاعل يؤدي إلى اكتساب الطاقة وبالتالي فإن ارتفاع درجة الحرارة سيعزز من عملية تفكك يوديد الرصاص (II)، وكنتيجة لذلك فإن انحلالية يوديد الرصاص ترتفع من 0.0756 غرام بكل 100 ml من الماء إلى ما يقارب 0.41 غرام بكل 100 ml من الماء.
إن انحلال يوديد الرصاص ينتج عنه محلول عديم اللون مرة أخرى ولكن إذا سُمح لهذا المحلول حتى يبرد فإن درجة الحرارة المتجهة نحو الانخفاض تجبر بلورات يوديد الرصاص النقية جداً أن تترسب عائدةً للمحلول. وتأخذ هذه البلورات المسدسة الشكل بعضاً من الوقت حتى تتجه بلطف لأسفل حوجلة التفاعل مانحة تفاعل المزج تأثير ضوئي متألق يعود له سبب تسمية التفاعل بالمطر الذهبي.
إن هذا التأثير قد يدوم لمدة ساعة مادام البلورات تسقط في المحلول لذا تعد تجربة رائعة تظهر عظمة الكيمياء ! إن الصورة المرفقة لا تظهر حقاً عظمة التأثير المتألق – لذا لتكوين تصور كامل عن هذا التفاعل ينصح بمشاهدة هذا الفيديو الذي يظهر إيضاح رائع للفكرة بالإضافة لبعض المناقشة عن الانحلالية.
أما من ناحية الاستخدامات العملية ليوديد الرصاص فإنه قد استعمل بشكل خاص سابقاً كصبغة ملونة للون الأصفر ولو أن عدم استقراره في هذه الصيغة جعل الصبغات الأخرى مفضلة أكثر منه للاستخدام. أما حالياً فإن بلورات يوديد الرصاص قد تستخدم أحياناً ككاشف للفوتونات عالية الطاقة.
وكملاحظة أخيرة فمن الجدير أن نشير أن مركبات الرصاص تعد مواد سامة ويجب استخدامها فقط من قبل الكيميائيين الخبراء أو المدرسين مع مراعاة تحذيرات الأمان الضرورية في مكان العمل.