This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
78
04:الوحدة رقم : I لمجالا
@óÝ»@Šímóï÷bïáïØ@I- PH- المحلول المائي
. أن نتعرف على المحاليل المائية الشاردية والقوانين الضابطة لهايجبالمحلول -PHقبل التعرف على رة أآسجين الماء من ذرتين هيدروجينيتين مرتبطتين بذجزيء يتألف :بنية جزيئ الماء -1
o(H - O) = 1,013 Aقدر المسافة تعلى شكل مثلث متقايس الساقين حيث والمسافة o(H - H) = 1,63 A 104 وتشكل الروابط فيما بينها زاوية قدرها ).انظر الشكل (5,
وهو النسبة بين الترآيز الكتلي والكتلة المولية: الترآيز المولي -ج
( ) mC ي يز الكتل الترآC = mol/l =
ة ة المولي M الكتل
.وهي عبارة عن الترآيز المولي من شوارد معينة للمادة في المحاليل: الموالرية -د . من المحلولوهي تعبر عن عدد المكافئات الغرامية من المادة في لتر: النظامية-هـ
-(M) ة ة المولي الكتل
رامي = افئ الغ المك(ne افؤ ( التك
δ+δ+
HH 104,5°
-δ
δ+δ+
HH 104,5°
-δ
o104, 5
79
ne - هي الترآيز المولي: العيارية -و × عند تخفيف محلول بالماء المقطر يكون أثناء التوازن : قانون التخفيف -ي C .V=C)بعد التخفيف ( V′ eV) حجم الماء المقطر (حيث ، )قبل التخفيف (′ =V+V ′
: تشرد الماء -3د : الناقلية الكهربائية للماء النقي -أ اء النـقي عـن ة الـم وهلروس أن ناقلـي الم ـآ د الـع د وـج لـق
C25 6- تساوي SMw = 5,5 ×10 و هذه أي أنه ناقل ضعيف للتيار الكهربائي، ندع
.)Auto protolyse( الذاتي للماء بالتقلد الخاصية
H يحدث تشرد الماء عند انتقال بروتون : تفاعل التفكك الذاتي للماء-ب من جزيئ إلى +
OHآخر فتشكل نتيجة لذلك شاردتين 3H و− O .ة بكميات متساوي +
+
H
H O−
H
H O−
H
H O H
+⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥− −⎣ ⎦
H
O
−⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
+
3H تتفاعل شوارد:التوازن الشاردي للماء -ج O OH مع شوارد+ بمجرد أن يكون −
: إلى تشكل الماء وفق المعادلة التاليةذلك ؤدي فيترآيزها آافيا
2+ -3 21
H O + OH 2H O⎯⎯→←⎯⎯
. وهو تفاعل بين حمض وأساس، آما أنه تفاعل عكوس
وعرفه sorvensenهو العالم سورفيسن PH أول من أدخل مفهوم الـ :PHمفهوم الـ -4
⎧ ⎡ ⎤⎪ ⎣ ⎦⎨⎡ ⎤⎪⎣ ⎦⎩
+3
+ -PH3
PH = -log H O الي : آالت
H O = 10
:مناقشة3H عندما تتناقص قيمةPHلـ تزداد قيمة ا- O +⎡ ⎤⎣ . والعكس صحيح⎦
: هذه العالقة صالحة للتطبيق من أجل المحاليل الممددة أي في مجال- 2- ⎡ ⎤≤ ≤⎣ ⎦
12- +mol moll l310 H O 10
: بثالثة طرق هيPH يمكن قياس قيمة اـل:PHقياس اـل -5 . متر وهو أدق قياس-PHبمقياس اـل -أ . PHورقة الـ -ب ).، الفينول فيتالينالهليانين أزرق البروموتيمول،(الكواشف الملونة -ج
80
:الجداء الشاردي للماء -6
+: لدينا -2 32H O H O + OH⎯⎯→←⎯⎯ و
⎡ ⎤ ⎡ ⎤×⎣ ⎦ ⎣ ⎦⎡ ⎤⎣ ⎦
- +3
C 22
OH H OΚ =
H O
: أي ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦2 - +
e C 2 3K = K × H O = OH × H O
⎡ إذن ⎤ ⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦- +
e 3K = OH × H O للماء ثابت التفكك الشاردي
25في آل المحاليل المائية وفي الدرجة : مالحظة Cيكون :
II-تطور جملة آيميائية نحو حالة التوازن :مقارنة التقدم النهائي واألعظمي -1
نوي اعتبرت تفاعالت تامة آل التحوالت الكيميائية التي تمت دراستها في السنة األولى والثانية ثا، وستدرس في هذا الموضوع maxX مساوي للتقدم األعظمي fXبمعنى آخر أن التقدم النهائي
بمعنى آخر أنه عند الحالة النهائية لتطور العملية ) أساس- حمض(التحوالت الكيميائية الغير تامة ــــــة يكــــــــون f المدروـس maxX X< ــــــبة التفاعــــــــل أي 1 أقــــــــل مــــــــن fZ وعليــــــــه تكــــــــون نـس
ff
max
XZ 1X
= وبهذا نقول أن الجملة تتطور حتى تصل إلى حالة التوازن الكيميائي بين .>
. تفاعلين متعاآسين يحدثان في نفس الوقت :ا اعتبرنا تفاعال آيميائيا يجري وفق المعادلة التاليةإذ : مفهوم حالة التوازن -2
1
2α A + β B δC + λ D ⎯⎯→←⎯⎯
يحدثان ) 2(و في االتجاه العكسي ) 1(يكون غير تام أي أن تحول المتفاعالت في االتجاه المباشر أآبر من ـسرعة التفاـعل ـفي 1Vلمباشرفي نفس الوقت، ولكن في البداية تكون سرعة التفاعل ا
حتى تصبح مساوية لها في حالة 1V من 2V، وخالل تطور الجملة تتقارب 2Vاالتجاه العكسي
1التوازن 2V V=.
عيانيا آمية النواتج في التفاعل المباشر تستهلك في التفاعل العكسي خالل نفس المدة لهذا إن-الجملة ال تتطور بينما على المستوى المجهري التفاعالن المتعاآسان يحدثان بإستمرار وندعوه
:ولنوضح ذلك بالمثال التالي) بالتوازن الديناميكي(1ون من مزيجا متساوي الموالت يتكنعتبر: مثال mol 1 من آحول أولي اإليثانول مع mol
: فيحث التفاعل وفق المعادلة التالية) حمض اإليثانويك(من حمض آربوآسيلي 1
3 2 5 3 2 5 22CH COOH C H OH CH COOC H H O⎯⎯→− + − +←⎯⎯
:بعد فترة زمنية نعاين المزيج فنجده آالتالي الزمن حمض آحول استر ماء0 0 1 1 t 0=
23 2
3 13 1
3 eqt
:ويكون المنحنى آالتاليثابتة ) ماء، حمض، آحول، استر(ربعة المولية للمرآبات األ عندما يبلغ التفاعل حده تبقى النسب-
ة ا مهما تغير الزمن فنقول أن الجمـل تم تمثيلـه ذا ـي ائي، ولـه وازن آيمـي ة ـت بـسهمين دخـلت ـفي حاـل متعاآسين مما يوحي أن سرعة ظهور
82
1 األجسام مساوية لسرعة اختفائها 2V V=.
اهين - ) 1( ويبقى هذا التفاعل مـستمرا ـفي االتـج باستقرار ما لم يكن هناك مؤثرا خارجيا) 2(و ).الترآيز، درجة الحرارة، الضغط (
: آتابة معادلة التفاعل-3 : معادلة التفاعل الغير التام آالتالي يمكن آتابة IUPACبناءا على توصيات
α A + β B δ C + λ D ⎯⎯→−− − − − − ←⎯⎯
α أو A + β B = δC + λ D − − − − − −
. بمبدأ انحفاظ الشحنة ومبدأ انحفاظ الذرات توحي ألنها الكتابة ومن المستحسن استخدام
)) Quotient(آسر التفاعل -4 )φ : إذا آان التحول يحدث من اليسار إلى اليمين نقول أنه
ين إلى اليسار نقول أنه يحدث في االتجاه يحدث في االتجاه المباشر، وإذا آان التحول يحدث من اليم في الوسط المتجانسrφالعكسي ومن أجل متابعة تطور الجملة في االتجاهين تعرف نسبة التفاعل
]) ليس له وحدة ( ] [ ][ ] [ ]
δ λ
r α β
C Dφ
A B
×=
×
في حالة ما هي المقياس الذي يعتمد عليه للتنبؤ بتطور الجملة وهذا rφ يمكن اعتبار:مالحظة ).Système fermé(إذا آانت الجملة المدروسة ال تبادل المادة مع الوسط الخارجي
وفق المعادلة ) A, B, C, D( نعتبر جملة آيميائية مؤلفة من العناصر :CK ثابت التوازن-5
α :يائية التاليةالكيم A + β B δC + λ D ⎯⎯→←⎯⎯
: في درجة حرارة معينة التراآيز المولية للجملة عند التوازن تحقق الكسر التالي
[ ] [ ][ ] [ ]
λ δ
f fC α β
f f
D CK
A B
×=
×
: مناقشةr إذا آان -1 Cφ K<الجملة تتطور في االتجاه المباشر .
1 mol
0 ,61
0 ,34
t ( h )
n( mol )
83
r إذا آان -2 Cφ K>الجملة تتطور في االتجاه العكسي .
إلى قيمة ثابتة أي أن الجملة ال تتطور φ يصل آسر fX إذا وصلت الجملة إلى الحالة النهائية-3
بحيث CKعو في هذه الحالة بثابت التوازن ونرمز له بالرمز ، ندعيانيا
[ ] [ ][ ] [ ]
δ λ
f fC α β
f f
C Dφ K
A B
×= =
×
:مالحظات .القانون يتعلق بتراآيز األفراد وليس بالضغط أو غيره لداللة على أن K بدلCKنرمز لثابت التوازن -1
. يتعلق بدرجة الحرارةCK ثابت التوازن-2
4 إذا آان-3CK . يمكن اعتبار التحول تاما<10
mol أي 1 إذا آان الوسط التفاعلي مائيا يكون اصطالحا ترآيز الماء مساوي -4l2H O 1=⎡ ⎤⎣ ⎦.
: إذا علمت أن معادلة التفاعلCKأآتب عبارة ثابت التوازن :مثال
3 2 2 3CH COOH H O H O + CH COO −⎯⎯→+ ←⎯⎯
3 :الحل 3C
3
H O . CH COOK
CH COOH
+ −⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦=⎡ ⎤⎣ ⎦
III- األحماض واألسس :تعاريف -1 : هناك عدة تعاريف للحمض نذآر من أهمها:ف الحمض تعري-أعندما ينحل ) جزيئ أو شاردة(آل فرد آيميائي ): Arrhenius) (1890( تعريف أرنييس -1-أ
Hفي الماء يفقد بروتون . أو أآثر+انه تثبيت ثنائية بإمك) جزيئ أو شاردة(آل فرد آيميائي ): Lewis) (1923( تعريف لويس -2-أ
. إلكترونية حرة) جزيئ أو شاردة(آل فرد آيميائي ): Brousted et Lory) (1923(برونشتد ولوري -3-أ
AH .بإمكانه فقدان بروتون أو أآثر أثناء تفاعل آيميائي A H− +⎯⎯→ +←⎯⎯
:هناك آذلك عدة تعاريف نذآر من أهمها : تعريف األساس-ب
)ة من الماءات دآل فرد آيميائي عندما ينحل في الماء يفقد شار :أرنييس تعريف -1 )OH . أو أآثر−
84
. آل فرد آيميائي أحد ذراته لها ثنائية الكترونية حرة : تعريف لويس-2 . آل فرد آيميائي بإمكانه اآتساب بروتون أو أآثر أثناء تفاعل آيميائي : برونشتد ولوري-3
B H B H+ ++ ⎯⎯→
أمثلة
:أنواع األحماض واألسس -2 : نوعان من األحماضيوجد: أنواع األحماض-أ
3Hالحمض القوي هو آل حمض يتفكك آليا في الماء وينتج شوارد : الحمض القوي-1-أ O +
2 :وفق المعادلة التالية) الهيدرونيوم( 3AH H O A H O− ++ ⎯⎯→ +
)محلول حمض النتريك : أمثلة )3 2 3 3HNO H O H O NO+ −+ ⎯⎯→ +
) ض آبريت محلول حم )22 4 2 3 4H SO 2 H O 2 H O SO+ −+ ⎯⎯→ +
1في الحمض القوي يكون ثابت التفكك التشردي: مالحظة α=أو% : حيث100
ة وارد المتفكك ات أو الش دد الجزيئ α عة وارد اإلبتدائي ات أو الش دد الجزيئ ع
1 و يكون = α 0≥ ≥
1فإذا آان α=)0أما إذا آان) تفاعل تام α=تفاعل غير تام
نقول عن حمض أنه ضعيف إذا آان تشرده في الماء جزيئي وينتج شوارد : الحمض الضعيف-2-أ3Hالهيدرونيوم O 1 وفق تفاعل غير تام ويكون + α 0> >.
:ن الحمض القوي و الحمض الضعيف مقارنة بي-3-أ الحمض الضعيف الحمض القوي العناصرالرقم
إنحالل في الماء
AH H O A H O2 3− ++ +→
تفاعل تامAH H O A H O2 3
− ++ +→
تفاعل محدود
األفراد الكميائية
2
3
H O , A , OH ,
H O
− −
+
⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦⎡ ⎤⎣ ⎦
[ ]
2
3
H O , A , O H ,
H O , AH
− −
+
⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦⎡ ⎤⎣ ⎦
أمثلة عن األساس أمثلة عن الحمض
HCl H Cl+ −⎯⎯→ + 3 4NH H NH+ ++ ⎯⎯→
22 4 4H SO 2 H SO+ −⎯⎯→ +2OH H H O− ++ ⎯⎯→
2 3H O H H O+ ++ ⎯⎯→
85
PHالمحلول PH log( C ) C H O3+= ⇔ =⎡ ⎤⎣ ⎦PH log(C ) C و H O3
+> > ⎡ ⎤⎣ ⎦
تراآيز األفراد
PH310 H O− +⎡ ⎤= ⎣ ⎦
e
3
K(ل (يهم OHH O
−+
⎡ ⎤= ⎣ ⎦⎡ ⎤⎣ ⎦
أي3 H O A+ −⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦
ل) (يهم OH −⎡ ⎤⎣ ⎦
PH310 H O− +⎡ ⎤= ⎣ ⎦
e
3
K(ل (يهم OHH O
−+
⎡ ⎤= ⎣ ⎦⎡ ⎤⎣ ⎦
3H O A+ −⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦
[ ]AH C A−⎡ ⎤= − ⎣ ⎦
ثابت الحموضة
3H Oα 1
C
+⎡ ⎤⎣ ⎦= = 3H Oα 1
C
+⎡ ⎤⎣ ⎦= <
: هناك نوعان من القواعد هي ):القواعد( أنواع األساس -ب وفق المعادلة هيدروآسيد) الماءات(يتفكك آليا في الماء وينتج شوارد : األساس القوي-1-ب2B : ليةالتا H O B H OH+ −+ ⎯⎯→ +
Bأساس قوي يعني b b د PH م25عن = 14 - log (C أي ( C OH
α=100% α=1 أو
− ⎫⎡ ⎤= ⎪⎣ ⎦ ⎬⎪⎭
KOHأمثلة K OH+ −⎯⎯→ +
( ) ( )22
Ca OH Ca 2 OH+ −⎯⎯→ +
( )Na OH Na OH+ −⎯⎯→ +
يتفكك جزئيا في الماء وينتج شوارد الماءات وفق المعادلة التالية: األساس الضعيف-2-ب
2B H O B H OH+ −⎯⎯→+ 0 أساس ضعيف أي B و يكون ⎯⎯←+ α 1< <
: مقارنة بين األساس القوي و الضعيف-3-ب القاعدة الضعيفة القاعدة القوية العناصررقمال
في الماءانحالل ـــام ـت
B H O BH2 OH+ −+ +→B H O BH2 OH+ −+ +
األفراد الكميائية
2
3
H O , BH , OH ,
H O
+ −
+
⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦⎡ ⎤⎣ ⎦
[ ][ ]
2
3
H O , B , O H ,
H O , BH
−
+
⎡ ⎤⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦⎡ ⎤⎣ ⎦
86
PHالمحلول b bPH 14 logC C OH−= + ⇐ =⎡ ⎤⎣ ⎦b bPH 14 logC C OH−< + ⇐ ⎡ ⎤>⎣ ⎦
تراآيز األفراد
PH310 H O− +⎡ ⎤= ⎣ )يهمل (⎦
PH 14 10 OH+ − −⎡ ⎤= ⎣ ⎦OH BH− −⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦
PH310 H O− +⎡ ⎤= ⎣ )يهمل (⎦
PH 14 10 OH+ − −⎡ ⎤= ⎣ ⎦OH BH− −⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦
[ ]B C BH +⎡ ⎤= − ⎣ ⎦
ثابت الحموضة
b
OHα 1
C
−⎡ ⎤⎣ ⎦= = 1 α 0> >
AHآل تفاعل آيميائي يتم فيه فقدان إلكترونات من طرف حمض :أساس/الثنائية حمض -3
Aيرافقه تفاعل معاآس يتم فيه إآتساب إلكترونات من طرف قاعدة :دلة آما توضح المعا−1
2ض حم اس أس
AH A H− +⎯⎯→ +←⎯⎯
3: أمثلة 3CH COOH CH COO − ، 4 3NH NH+
K ثابت الحموضة-4 a في الماء) أساس/حمض( الثنائية:
2 :لنفرض التفاعل الكيميائي التالي 3AH H O A H O− +⎯⎯→+ +←⎯⎯
ض : أساس هي/تكون الثنائية حمض حم اس AH أس A −
نميز آل معادلة آيميائية بثابت يسمى ثابت الحموضة أو ثابت توازن التشرد في الماء ونرمز له ـب
aKيعطى بالعالقة التالية : [ ]3
a
A H OK
AH
+⎡ ⎤ ⎡ ⎤× ⎣ ⎦⎣ ⎦=
[ ]3
a C 2
A H OK K . H O
AH
+⎡ ⎤ ⎡ ⎤× ⎣ ⎦⎣ ⎦= =⎡ ⎤⎣ ⎦
:مالحظة . تحدد قوة الحمض النسبيةaK إن قيمة ثابت الحموضة -
. ال يتعلق إال بدرجة الحرارةaK إن-
-aKمقدار ليس له وحدة .
87
: ما يلي آaPKنعرف الـ : aPK تعريف-5
a aPK =-log K أو PK
aaK 10
−=
.aPK أو aKيتم المقارنة بين األحماض من حيث القوة بمقارنة : مقارنة بين األحماض-6
ددها إـلى أن تصـبح :7تطبيق نتمترات ونـم ذ بضـعة ـس لمعايرة حمض آلور الماء المرآز تؤـخ320ضعاف الحجم االبتدائي، ثم نأخذ عشرة أ cm عنصر من هذا المحلول الجديد ونعدلها بوجود
322فيحدث التحول يسكب . ملون بواسطة محلول صودا نظامي cmمن المحلول األخير . . من الحمض المرآز 1 في HClحسب عدد موالت أ - .حسب آتلة آلور الهيدروجينأ -Cl .حسب حجمه مقاسا في الشرطين النظاميينأ - 35 ,5 , H 1= =
:الحل
): المحلول الممدد- ) ( )1 1 2 2C V HCl C V NaOH =
2 21
1
C V 22 1C 1,1 V 20
×= = = امي) ( نظ
وعليهV 10 فبعد تمديد يصبح Vإذا اعتبرنا أن حجم المحلول المرآز : المحلول المرآز- D D c c(ف C (مخف V C V = (مرآز )
c10V 1,1C 11
V×
= = امي) C C : أي ( نظ = 11 mol/l
HCl : mحساب آتلة الحمض C M 11 36 ,5 401,5 g= × = × =
HCl 36 حساب حجم غاز ,5 g 22,4⎯⎯→ 401,5 g V⎯⎯→
22,4 401 ,5V 246.436 ,5×
= V = 246,4 : و منه = l
: 8 طبيقتI- 1 نمزج mol1 من حمض اإليثانويك مع mol من اإليثانول عند بلوغ التفاعل حالة
0االستقرار يبقى ,33 mol من الحمض(1/3) أي .
. أآتب معادلة التفاعل الحادث -أ
98
.لترآيب المولي للمزيج عند التوازن ما هو ا -ب . لهذا التفاعلrφ احسب حاصل القسمة -جـ
. لهذا التفاعلCK استنتج ثابت التوازن -د
II- 1 نضيف molض في ستقرار نعاير الحم اال من الكحول لتفاعل السابق، وعندما يحدث
0المزيج فنجد أن عدد موالته ,152 mol.
1 ماذا يحدث للتفاعل عند إضافة -أ molمن الكحول وما هو اتجاه االنزياح .
. احسب الترآيز المولي للمزيج عند نقطة التوازن-ب احسب من جديد ثابت التوازن وماذا تالحظ؟-جـ
الترآيب المولي للمزيج الجديد عند التوازن-بH2O C5H11CO O H C4H9 - O H CH3CO O H
ابتدائية 2 1 0 0x x 1 - x 2 - x حالة توازن جديدة
) : وعليه ) ( )2
CxK = = 2,25
2-x 1-x x = 0,78 mol : بعد حل المعادلة نجد
/ جـ H2O C5H11CO O H C4H9 - O H CH3CO O H ابتدائية 2 1 0 0 حالة توازن 1,22 0,22 0,78 0,78
104
: الثالثتمرين ال .30يتكون مزيج ابتدائي من g30 من حمض اإليثانويك و g من آحول ( )A أحادي الوظيفة
xازن يتكون ع، وعند التوبومش molمن األستر .
.عند التوازن) اماهة-استر( أآتب معادلة التفاعل -1CK إن هذا التوازن يتميز بثابت -2 4=.
) عدد الموالت االبتدائية للكحول y حيثy وx بداللة CK عبر عن -)أ )A.
) وآذا الكتلة المولية للكحول y احسب قيمة1x = mol3 إذا آان -)ب )A.
. واستنتج صنف الكحول واآتب صيغته المفصلةحسب مردود األسترأ -)جـ عط الصيغة المفصلة لألستر المتشكل واسمه؟أ -)د . إذا أردنا تحسين مردود األستر، أذآر إحدى الطرق العملية المؤدية لذلك-)3
: الصيغة نصف مفصلة لألستر المتشكلة-د 3 2 2 3CH COO CH CH CH− − − )إيثانوات البروبيل (−
:لتحسين مردود األسترة نقوم بإحدى العمليات التالية) 3 ).حمض أو آحول( إضافة أحد المتفاعالت -أ ).األستر أو الماء( امتصاص أحد النواتج -ب . يعوض الحمض الكربوآسيلي بكلور الحمض المرافق له-جـ
:الرابع تمرين ال. 2,30نمزج) 1 g3 من حمض الميثانويك مع gفي أنبوبة اختبار مسدودة 2 - من البرونانول
2,64ط درجة حرارته ثابتة، عندما يبلغ التفاعل حده، يتشكلبإحكام وموضوعة في وس gاألسترن م .
. الحادث وأذآر اسم األستر الناتجة أآتب معادلة التفاعل الكيميائي-)أ . أوجد مردود التفاعل-)ب . لهذا التفاعلCK أوجد ثابت التوازن الكيميائي-)جـ
0نؤلف اآلن مزيجا يتكون في البداية من) 2 ,3 mol0 من حمض الميثانويك و ,5 mol من
1، و2 -البرونانول molمن الماء .
في أي اتجاه ينزاح التوازن الكيميائي؟-أ . استنتج الترآيب المولي للمزيج عند التوازن-ب
3OHبما أن H O− +⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ OH إذن نهمل ⎦ −⎡ ⎤⎣ ⎦
3 وعليه moll6 5 3C H COO H O 2 ,5 10− + −⎡ ⎤ ⎡ ⎤= = ×⎣ ⎦ ⎣ ⎦
6 : وباعتماد قانون حفظ الكتلة 5 6 5C H COOH C H COO C−⎡ ⎤+ =⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦
6 : ه وعلي 5 6 53 3 mol
l
C H COOH C C H COO
0 ,1 2 ,5 10 97 ,5 10
−
− −
⎡ ⎤= −⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦
= − × = ×
: حساب ثابت التشردي للماء36 5 2C H COO 2 ,5 10α 2 ,5 10
C 0 ,1
− −−
⎡ ⎤ ×⎣ ⎦= = = ×
2α 2 ,5 10 1−= × الحمض ضعيف وعليه> aKحساب
3 36 5 3 5a 3
6 5
C H COO H O 2,5 10 2,5 10K = 6 ,4 10C H COOH 97 ,5 10
− + − −−
−
⎡ ⎤ ⎡ ⎤ × × ×⎣ ⎦ ⎣ ⎦ = = ×⎡ ⎤ ×⎣ ⎦
5a a aK 6 ,4 10 PK log K 4, 2−= × ⇔ = − =
:األفراد الكيميائية هي) 3
6 5 6 5 2 3C H COO ,C H COOH , H O , H O , OH , Na− + − +
4 لدينا ,2 5 moll3H O 10 6 ,3 10+ − −⎡ ⎤ = = ×⎣ ⎦
وعليه 14
9 ,8 10e moll4 , 2
3
K 10OH 10 1,6 1010H O
−− − −
−+⎡ ⎤ = = = = ×⎣ ⎦ ⎡ ⎤⎣ ⎦
Naحساب +⎡ ⎤⎣ ) لدينا : ⎦ )a B B BNa V V C V+⎡ ⎤ + =⎣ ⎦
Bوعليه نجد B
A B
C V يز Na ترآاتج ول الن V المحل V
+⎡ ⎤ = ←⎯⎯⎣ ⎦ +
moll
0 ,1 5Na 0 ,03315
+ ×⎡ ⎤ = =⎣ ⎦
111
3 : وحسب قانون الشحن 6 5Na H O OH C H COO+ + − −⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤+ = +⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦
همل يهمل يmol
l6 5Na C H COO 0 ,033+ −⎡ ⎤ ⎡ ⎤= =⎣ ⎦ ⎣ ⎦
moll6 5C H COO 0,033−⎡ ⎤ =⎣ ⎦
6حساب ترآيز 5C H COOH⎡ ⎤⎣ ⎦ ، 6 5 6 5C H COOH C H COO C−⎡ ⎤+ =⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦
A حيث A moll
A B
C V 10C 0,1 0 ,066V V 15
= = × =+
6 5 6 5C H COOH C C H COO 0 ,066 0,033−⎡ ⎤= − = −⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦
moll6 5C H COOH 0 ,033=⎡ ⎤⎣ ⎦
6نالحظ أن 5 6 5C H COOH C H COO −⎡ ⎤=⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ وعليه نجد⎦
6 5a
6 5
C H COOPH PK log
C H COOH0
−⎡ ⎤⎣ ⎦= +⎡ ⎤⎣ ⎦
log ألن 1 aPH نجد =0 PK 4 ,2= =
: الثامن تمرين ال.
n أمين صيغته العامة 2n+3C H Nية لآلزوت فيه والنسبة الكتل% حضر من هذا األمين 24
2 ترآيزهمحلوال )ل / مول−10 )mollقيس PH 25عند( المحلول C ( فوجد أنه
PHيساوي 11,4=. د الصيغة المجملة لألمين أوج-1 . أآتب الصيغ نصف المفصلة الممكنة لألمين ثم أذآر اسم وصنف األمين الموافق لكل صيغة-2 . أآتب معادلة انحالل األمين في الماء-3
n للثنائية aPK أحسب قيمة-4 2 n 3 n 2n 3C H NH C H N++ +.
.التجربة بنية حمض الميثانويكلمقطر فيالحظ عند غلق القاطعة انحراف مؤشر تضاف إلى وعاء التحليل آمية من الماء ا-2
.مقياس الميلي أمبير . علل سبب مرور التيار الكهربائي في الدارة في هذه الحالة-أ- . أآتب معادلة التفاعل الكيميائي الحاصل بين الحمض والماء-ب- ما هو األساس المرافق لحمض الميثانويك؟-جـ- لتر 1بق بإضافة الماء إلى وعاء التحليل فحصلنا على أآملنا حجم المحلول الحمضي السا-د-
.من المحلول الحمضي، أحسب الترآيز المولي الحجمي لهذا الحمض2 المحلول الحمضي السابق القيمةPH أعطى قياس-3 25 عند4, C.
.اميائية الموجودة في المحلول ثم أحسب ترآيزه حدد األفراد الكي-أ- .aPKأساس واستنتج قيمة/ للثنائية حمضaK أحسب-ب-
: السابع عشــرتمرين ال. 2نؤآسد ,3 gثانول بأآسجين الهواء وبوجود وسيط فنحصل على حمض االيثانويك من اإلي
. %100بمردود
. أآتب معادلة التفاعل الكيميائي الحادث-1 ما هي آتلة الحمض المحصل عليه؟-2)نأخذ هذه الكتلة من الحمض ونذيبها في الماء المقطر فنحصل على محلول -3 )A3250 حجمهcm.
.أحسب الترآيز المولي الحجمي لهذا المحلول -أ . أآتب معادلة تشرد حمض االيثانويك في الماء-ب1)معامل التفكك( لو آان ثابت هذا التشرد -جـ α=آم تكون قيمة PHالمحلول ( )A.
1 علما أن حمض االيثانويك حمض ضعيف أي-د α>هل PHالمحلول ( )A أآبر أم أصغر
Log: يعطى من القيمة السابقة؟ 2 0,3=
:لالح األآسدة المقتصدة لكحول أولي تعطي إذا آان األآسجين متوفرا حمض آربوآسيلي وفق -1
2 :المعادلة التالية 5 2 5 2C H OH O CH COOH H O+ ⎯⎯→ +
آتلة الحمض المحصل -2 :عليها
( حمــض(
حمــض
46 g 60 g2 ,3 g m
⎯⎯→⎯⎯→
A2 ,3 60m 3 g
46×
= =
ـ -أ-3 ) حساب الترآيز المولي الحجمي ل )A : molL
m 3C= = =0,2M .V 60×0,25
: معادلة تشرد حمض االيثانويك في الماء-ب
3 2 3 3CH COOH H O CH COO H O− +⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯
1 إذا آان -جـ α=فهذا يعني أن التفاعل تام وبالتالي :
( )3 3H O C H O 0 ,2 PH Log 0 ,2+ +⎡ ⎤ ⎡ ⎤= ⇒ = ⇒ =−⎣ ⎦ ⎣ ⎦
2PH Log 1 Log 2 PH 0 ,710
= − = − ⇒ =
1بما أن حمض االيثانويك حمض ضعيف -د α>إذن PHالمحلول له تكون أآبر من القيمة السابقة .
. التمرين الثامن عشــر.mol بمحلول حمض الكلور ذو الترآيز3NH نعاير محلول النشادر
بواـســطة ـســحاحة مدرجــــة فنحصـــل علــــى : البيان التالي
).التكافؤ( حدد بيانيا نقطة التعديل -أ .نشادراستنتج الترآيز المولي لمحلول ال -ب . استنتج معادلة التفاعل الحادث خالل المعايرة-جـ . ما طبيعة المحلول الناتج عند التعديل؟ برر إجابتك-د للثنائية المتشكلة من األمونياك والحمض المرافق وآذا ثابت aPK حدد مع التبرير-هـ
. لهاaKالحموضة
:الحل
): باالعتماد على طريقة المماسات نجد أن-أ )3eqE 19 ,2 cm , PH 5 ,3=
A: وعند هذه النقطة يكون-ب A B BC V C V=
A :ومنه AB
B
C VCV
و =3
B 30 ,1 19 ,2 10C
20 10
−
−
× ×=
×
2 الترآيز المولي للنشادر molLBC 9 ,6 10 −= ×
) : معادلة التفاعل-جـ ) 3 3 4 ام2 ل ت NH تفاع H O NH H O+ ++ ⎯⎯→ + PH عند التعديل يكون -د 5 ,3=
5 ,3 PHmolL3 3H O 10 10 H O+ − − +⎡ ⎤ ⎡ ⎤= ⇐ =⎣ ⎦ ⎣ ⎦
و14
8 ,7e molL5 ,3
3
K 10OH 1010H O
−− −
−+⎡ ⎤ = = =⎣ ⎦ ⎡ ⎤⎣ ⎦
3OHوبما أن H O− +⎡ ⎤ ⎡ ⎤<⎣ ⎦ ⎣ . إذن المحلول حمضي⎦ من البيان D يجب تحديد نقطة نصف التكافؤaPK للبحث عن-هـ
( )3eqE 9 ,6 cm , PH 9 aPK وعليه =3, PH=لتكافؤ عند نقطة نصف ا
PK 9 ,3 10a
aK 10 10 5 10− − −= = = ×
. التاسع عشــر تمرين ال.
)قمنا في تجربة أولي بمعايرة )310 cmمن محلول مائي لحمض ( )1A Hبمحلول الصودا
129
( )NaOHترآيزه ( )molL0 وفي تجربة ثانية عايرنا نفس الحجم من محلول مائي 1,
)لحمض )2A H األساسي( بنفس المحلول السابق.(
) في التجربتين بداللة حجم الصودا المضافPHالبيانان المرفقان يمثالن تغيرات الـ )1n
) عند استخدامنقطة التكافؤ )1A H.
: باالعتماد على البيانين-1) نقطة التكافؤإحداثي أوجد -أ )2nعند استخدام ( )2A H.
) أحسب قيمة-ب )aPK لكل الثنائيتين
( )1 1A H A− و ( )2 2A H A− ثم
.استنتج مع التعليل، أي الحمضين أقوى
3H أحسب الترآيزين -2 O +⎡ ⎤⎣ ⎦
،Na +⎡ ⎤⎣ إضافة في المزيج عند⎦
( )35 cmمن الصودا إلى المحلول
( )2A H.
0,810-: يعطى = 6,3
:الحل) نقطة التكافؤ لمعايرة- أ-1 )2A Hبـ ( )NaOHهي :
32 n
2n V 10 cm , PH 8,4⎛ ⎞= =⎜ ⎟
⎝ ⎠.
) يمكن استنتاج-ب )aPK لكل حمض من المنحنى الموافق لكل معايرة ) أساس/ حمض( الثنائية
افؤeند النقطة نصف التكافؤ أيوهذا ع تك1V V2 PH، إذ عند نقطة نصف التكافؤ يكون=
)المزيج مساوي لـ )aPKالثنائية ( )aPH PK= e1V V2
⎛ ⎞=⎜ ⎟⎝ ⎠
)المناسب لمعايرة : المنحنى )1A H. 3 3ee
VV 8 cm 4cm2
= ⇒ =
) PH=6,2إذن )34cm د عن
)المناسب لمعايرة : المنحنى )2A H. 3 3ee
VV 10 cm 5 cm2
= ⇒ =
2A H
3V(cm )
PH
22
24
6
810
12
1n2n
1A H
8,4
2 4 6 8 10 12
130
4,2=PH ( )35 cm د a و a16,2=PKومنه عن 24,2=PK
) أصغر آان الحمض أقوى وعليه فإن الحمضaPK آلما آان- )2A H أقوى من الحمض ( )1A H.