اسئلة الفصل السادس

(1-6)

كيف عرف ارينيوس الحامض والقاعدة وعملية التعادل؟ وضح ذلك بالأمثلة.

الحامض: هو المادة التي تحتوي على هيدروجين والتي تتأين معطية أيون الهيدروجين (H+) في المحلول المائي.

$\mathrm{HCl}⟶{\mathrm{H}}^{+}+{\mathrm{Cl}}^{-}$

القاعدة: هو المادة التي تحتوي على مجموعة هيدروكسيل (OH) والتي تتأين معطية أيون الهيدروكسيد في المحلول المائي.

$\mathrm{NaOH}⟶{\mathrm{Na}}^{+}+{\mathrm{OH}}^{-}$

عملية التعادل: تعرف على أنها اتحاد أيونات (oH) وأيونات (H) لتكوين جزيئات الماء.

${\mathrm{H}}_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{+}+{\mathrm{OH}}_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{-}⟶{\mathrm{H}}_2{\mathbf{O}}_{\left(\mathrm{aq}\right)}$

2-6

مستعيناً بنظرية برونشتد ولوري وضح المقصود بكل مما يأتي مع الأمثلة:

حامض:

هو المادة الواهبة للبروتون.

قاعدة قرينة:

هي المادة الناتجة من الحامض بعد فقدان البروتون وكلما كان الحامض قوي كانت القاعدة القرينة ضعيفة.

قاعدة:

هو المادة المستقبة للبروتون.

حامض قرين:

هي المادة الناتجة من القاعدة بعد استقبالها بروتون وكلما كانت القاعدة قوية كانت القاعدة القرينة أضعف.

(3-6)

ميز بين الحوامض والقواعد في كل مما يأتي مستعيناً بنظرية لويس، مبيناً الذرة الواهبة والذرة المستقبلة للمزدوج الإلكتروني:

H2O + H2O $⟶$H3O⁺ + OH

تسلك إحدى جزيئات الماء سلوك حامض وهي الجزيء الذي يستقبل الزوج الإلكتروني أم الجزيء الآخر فيسلك سلوك قاعدة لويس لأن ذرة الأوكسجين تكون واهبة للزوج الإلكتروني.

^-HCl+ H₂O$⟶$ H₃O⁺ + Cl

جزيء HCl هو حامض لويس (الهيدروجين الذرة المستقبلة) وجزيء H₂O هو قاعدة لويس (الأوكسجين الذرة الواهبة).

^-NH₃ + HCl $⟶$NH4⁺ + Cl

جزيء HCl هو حامض لويس (الهيدروجين الذرة المستقبلة) وجزيء NH₃ هو قاعدة لويس (الأوكسجين الذرة الواهبة).

(4-6)

ما المقصود بالملح الحامضي؟ أكتب معادلات كيميائية موزونة تبين فيها كيفية الحصول على الأملاح الحامضية التالية من الحوامض والقواعد المناسبة:

• NaHSO₃

• KHCO₃

• NaH₂PO₄

• NaHS

الأملاح الحامضية: هي الأملاح الناتجة من إضافة كمية من القاعدة أقل من الكمية المكافئة والملزمة لمعادلة الحامض بشكل تام أي أنها تحوي ذرات هيدروجين غير متفاعلة قابلة للتأين.

$\begin{array}{r}{\mathrm{H}}_3{\mathrm{SO}}_3+\mathrm{NaOH}⟶{\mathrm{NaHSO}}_3+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\\ \\ {\mathrm{H}}_2{\mathrm{CO}}_3+\mathrm{KOH}⟶{\mathrm{KHCO}}_3+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\\ \\ {\mathrm{H}}_2{\mathrm{PO}}_4+\mathrm{NaOH}⟶{\mathrm{NaH}}_2{\mathrm{PO}}_4+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\\ \\ {\mathrm{H}}_2\mathrm{S}+\mathrm{NaOH}⟶\mathrm{NaHS}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\end{array}$

(6-6)

احسب مولارية محلول حامض النتريك إذا علمت أن 35.7mLm منه يعادل، في عملية السحيح: Na₂CO من 0.302g؟

نكتب معادلة تفاعل حامض النتريك مع كربونات الصوديوم

$\begin{array}{c}2{\mathrm{HNO}}_3+{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3⟶2{\mathrm{NaNO}}_3+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+{\mathrm{CO}}_2\\ \\ {\mathrm{M}}_{{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3}=(2\times 23)+(1\times 12)+(3\times 16)=106\mathrm{gaNO}/\mathrm{moL}\end{array}$

نجد عدد مولات: ${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3$ من خلال العلاقة الآتية:

$\begin{array}{r}\mathbf{n}=\frac{\mathbf{m}\left(\mathbf{g}\right)}{\mathbf{M}(\mathbf{g}/\mathrm{mol})}\\ \\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3}=\frac{0.302\mathrm{g}}{106\mathrm{g}/\mathrm{mol}}=2.85\times {10}^{-3}\mathrm{mol}\end{array}$

نجد عدد مولات حامض النتريك المادة المجهولة من عدد مولات ${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3$ من خلال العلاقة الآتية:

$\frac{عدد \mathrm{مولات} \mathrm{المجهولة} \mathrm{في} \mathrm{المعادلة} \mathrm{الموزنة}}{\mathrm{عدد} \mathrm{مولات} \mathrm{المعلوم} \mathrm{في} \mathrm{المعادلة} \mathrm{الموزونة}} x \mathrm{عدد} \mathrm{مولات} \mathrm{المعادلة} \mathrm{المعلومة}= عدد \mathrm{مولا} \mathrm{المادة} \mathrm{المجهولة}$

.$\begin{array}{r}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{HNO}}_3}=2.85\times {10}^{-3}{\mathrm{mol}}_{{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3}\times \frac{2}{1}\\ \\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{HNO}}_3}=5.7\times {10}^{-3}\mathrm{mol}\end{array}$

من خلال معرفة عدد المولات حامض النتريل إضافة إلى حجمه من السؤال يمكن إيجاد تركيزه المولاري:

تحويل الحجم من ml إلى l من خلال تقسيمة على 1000 ويساوي 0.0357l.

$\begin{array}{r}\mathbf{M}=\frac{\mathbf{n}\left(\mathbf{mol}\right)}{\mathbf{V}\left(\mathbf{L}\right)}\\ \\ \mathrm{M}=\frac{5.7\times {10}^{-3}}{0.0357\mathrm{L}}=16\times {10}^{-3}\mathrm{M}\end{array}$

(6-7)

كم هو حجم حامض HCl المركز (النسبة المئوية الكتلية له = 36 % وكثافته = / 1.18 gmL) اللازم لتحضير 500mL من محلول مخفف للحامض نفسه بتركيز 2M؟

من النسبة المئوية نجد كثافة الحامض ب(g/L) وكما يلي:

تحويل الحجم من ml الى l من خلال الضرب ب1000ويساوي 420g/l

$\begin{array}{r}{\rho }_{HCl}=1.18\mathrm{g}/\mathrm{mL}\times \frac{36}{100}=0.42\mathrm{g}/\mathrm{mL}\\ {\rho }_{HCl}=420\mathrm{g}/\mathrm{L}\end{array}$

من كثافة الحامض g/l والكتلة المولية M يمكن ايجاد تركيزه المولالي.

${\mathrm{M}}_{HCl}=1+35.5=36.5\mathrm{g}/\mathrm{moL}$

$\begin{array}{r}\mathbf{M}=\frac{\mathbf{g}/\mathbf{L}}{\mathbf{M}(\mathbf{g}/\mathrm{mol})}\\ \\ \mathrm{M}=\frac{420\mathrm{g}/\mathrm{L}}{36.5(\mathrm{g}/\mathrm{mol})}\\ \\ M=11.51\mathrm{mol}/\mathrm{L}\Rightarrow M=11.51\mathrm{M}\end{array}$

باستخدام قانون التخفيف يمكن إيجاد الحجم $V_{HCl1}$اللازم لحضير المحلول الثاني.

$\begin{array}{r}{\mathbf{V}}_{\mathrm{HCl}1}\mathbf{xM}{\mathbf{MCl}}_{\mathrm{HCl}}={\mathbf{V}}_{\mathrm{HCl}2}\times {\mathbf{M}}_{\mathrm{HCl}2}\\ \\ {\mathrm{V}}_{\mathrm{HCl}1}\times 11.51{\mathrm{M}}_{\mathrm{HCl}1}=500{\mathrm{mL}}_{\mathrm{HCl}2}\times 2{\mathrm{M}}_{\mathrm{HCl}2}\\ \\ {\mathrm{V}}_{\mathrm{HCl}1}=\frac{500{\mathrm{mL}}_{\mathrm{HCl}2}\times 2{\mathrm{M}}_{\mathrm{HCl}2}}{11.51{\mathrm{M}}_{\mathrm{HCl}1}}=86.89\mathrm{mL}\end{array}$

(8-6)

احسب كتلة HNO₃ التي تحتويها 5mL من محلول الحامض المركز (النسبة المئوية الكتلية له = 69.8 % و كثافته = 1.42g/mL).

من النسبة المؤية نجد كثافة الحامض ب(g/L) وكما يلي:

$M=1.42\mathrm{g}/\mathrm{mL}X\frac{69.8}{100}=0.99\mathrm{g}/\mathrm{mL}$

من كثافة الحامض والحجم يمكن إيجاد الكتلة.

$\begin{array}{r}\mathit{\rho }(\mathbf{g}/\mathbf{mL})=\frac{\mathbf{m}\left(\mathbf{g}\right)}{\mathbf{V}\left(\mathbf{mL}\right)}\Rightarrow \mathrm{m}\left(\mathrm{g}\right)=\rho (\mathrm{g}/mL)\times \mathrm{V}\left(mL\right)\\ \\ \mathrm{m}\left(\mathrm{g}\right)=0.99(\mathrm{g}/mL)\times 5\left(mL\right)\\ \\ \mathrm{m}\left(\mathrm{g}\right)=4.9\mathrm{g}\end{array}$

(9-6)

ما كمية ملح كبريتات الأمونيوم NH₄)₂SO₄) (الكتلة المولية = 132.8g/mol) اللازمة لتحضير 400mL من محلول بتركيز 0.25M؟

من التركيز المولاري نحسب عدد مولات كبريت الأمونيوم:

$\begin{array}{r}\mathbf{M}=\frac{\mathbf{n}\left(\mathbf{mol}\right)}{\mathbf{V}\left(\mathbf{L}\right)}\\ \\ 0.25\mathrm{M}=\frac{\mathrm{n}\left(\mathrm{mol}\right)}{0.4\left(\mathrm{L}\right)}\\ \\ \mathrm{n}\left(\mathrm{mol}\right)=0.1\mathrm{mol}\end{array}$

من عدد المولات والكتلة المولية يمكن حساب الكتلة:

$\begin{array}{r}\mathbf{n}\left(\mathbf{mol}\right)=\frac{\mathbf{m}\left(\mathbf{g}\right)}{\mathbf{M}(\mathbf{g}/\mathbf{mol})}\\ \\ 0.1\mathrm{mol}=\frac{m\left(g\right)}{132.8\mathrm{g}/\mathrm{mol}}\\ \\ m\left(g\right)=13.28\mathrm{g}\end{array}$

(10-6)

كم هو حجم حامض الكبريتيك المركز (النسبة المئوية الكتلية له = 98 % وكثافته = 1.84g/mL) اللازم لتحضير 100mL من محلول الحامض المخفف (النسبة المئوية الكتلية له = %20 وكثافته = 1.14g/mL؟

من النسبة المئوية نجد كثافة الحامض المركز والمخفف:

المركز:

${\rho }_{{\mathrm{H}}_{2}S{O}_4}=1.84\mathrm{g}/\mathrm{mLX}\frac{98}{100}=1.8\mathrm{g}/\mathrm{mL}$

المخفف:

${\rho }_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4}=1.14\mathrm{g}/\mathrm{mL}\times \frac{20}{100}=0.228\mathrm{g}/\mathrm{mL}$

باستخدام قانون التخفيف يمكن إيجاد الحجم $V_{HCl1}$ لازم لتحضير المحلول الثاني:

$x{\mathbf{M}}_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4}$${\mathbf{V}}_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4}$(المخفف)=$x{\mathbf{M}}_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4}$${\mathbf{V}}_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4}$(المركز).

يمكن تعويض الكثافة للحامض بدلاً من المولارية في قانون التخفيف:

${\rho }_{{\mathrm{H}}_2}{\mathrm{SO}}_4$${\mathbf{V}}_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4}$(المخفف)=${\rho }_{{\mathrm{H}}_2}{\mathrm{SO}}_4$${\mathbf{V}}_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4}$(المركز)

$\mathrm{x}1.8\mathrm{g}/\mathrm{mL}=100\mathrm{mLx}0.228\mathrm{g}/\mathrm{mL}$${\mathbf{V}}_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4}$(المركز)

$\mathbf{=}\frac{\mathbf{100}\mathbf{mLx}\mathbf{0.228}\mathbf{g}\mathbf{/}\mathbf{mL}}{\mathbf{1.8}\mathbf{g}\mathbf{/}\mathbf{mL}}\mathbf{=}\mathbf{12.66}\mathbf{mL}$(المركز)

ضع علامة (صح) أمام العبارة الصحيحة وعلامة (خطأ) أمام العبارة غير الصحيحة فيما يلي:

1. جميع حوامض وقواعد برونشتد - لوري تعتبر حوامض وقواعد أرينيوس. (خطأ)
2. تتفاعل ا لأمونيا مع الماء كقاعدة برون ûشتد. (صح)
3. يعتبر كلويد الالمنيوم (AlCl₃) من حوامض لويس. (صح)
4. تسلك القاعدة القرينة للحامض القوي سلوك قاعدة قوية. (خطأ)
5. يعتبر ثلاثي فلوريد البورون حامض لويس. (صح)
6. يتضمن تفاعل حامض - قاعدة حسب نظرية برونشتد - لوري انتقال بروتونات. (صح)
7. إحدى المتطلبات الضرورية لقاعدة برونشتد لوري وجود ايون الهيدروكسيد في صيغتها الكيميائية. (خطأ)