حلول أسئلة الصف السادس الإعدادي

حل اسئلة رياضيات - علوم - عربي وجميع الكتب والمواد الأخرى

الدرس: 6-5-3 الكتل المكافئة للمواد EM

الكتل المكافئة للمواد EM

  • لكي لا يقع الالتباس بين مفهوم الكتلة المولية والكتلة المكافئة لابد من توضيح أن الكتلة المولية تساوي مجموع الكتل الذرية للذرات التي تكوّن تلك المادة، إذاً هي كمية ثابتة ووحداتها هي: g / mol فمثلاً الكتلة المولية لهيدروكسيد الصوديوم تساوي 40g / mol، أما الكتلة المكافئة فتمثل كتلة المادة التي تنتج أو تستهلك مولاً واحداً من المكون الفعال (المادة التي تشترك في التفاعل وقد تكون أيون أو إلكترونات مكتسبة أو مفقودة) والكتلة المكافئة EM كمية غير ثابتة تتغير مع تغير نوع التفاعل الذي تشترك فيه، وهذا يعني أنه من الممكن أن يكون لمركب واحد أكثر من كتلة مكافئة واحدة تبعاً لنوع التفاعل ووحداتها هي: g/ eq
  • حامض الكبريتيك H2SO4 كتلته المولية تساوي 98g / mol المكون (الجزء الفعال فيه الذي يشترك في التفاعل هو يتمثل بذرتي الهيدروجين بمعنى أن هنالك مولين من ذرات الهيدروجين يمكنه أن يستهلك مولاً واحداً من الهيدروجين أو يستهلك مولين فالكتلة المكافئة عند استهلاك مولاً واحداً من الجزء الفعال تساوي كتلته المولية مقسوماً على مول واحد من الهيدروجين، أما إذا استهلك المولين منه فتكون الكتلة المكافئة تساوي كتلته المولية مقسوماً على مولين من الهيدروجين، وهكذا ينطبق القول في حالة الإلكترونات المكتسبة أو المفقودة.

إن العلاقة التي بين الكتلة المولية والكتلة المكافئة ترتبط مع الجزء الفعال ويمكن كتابتها على النحو التالي:

EM(g/eq)=M(g/mol)η(eq/mol)

ŋ: يمثل عدد مولات الجزء الفعال من المادة التي تشترك في التفاعل وعند تحديد الجزء الفعال من المادة ومن خلال الاعتماد على نوع التفاعل يمكن تعيين قيمة ŋ والتي تكون ≥ 1 ووحدته هي eq/mol

لقد دعت الضرورة إلى استعمال التركيز العياري وذلك لتجنب الالتباس الذي قد يحصل من احتواء مول واحد من مادة ما على مول واحد أو أكثر من الصنف (الجزء) الفعال، لذلك يفضل استعماله في حسابات التسحيح إن حسابات الكتلة المكافئة يتوقف على نوع التفاعل وعلى قيمة (ايتا) وفي ما يلي:

وصفاً مفصلاً لكيفية حساب الكتلة المكافئة.

حساب الكتلة المكافئة للمركبات:

أولاً: تفاعلات التعادل:

وتشمل:

  1. تفاعل حامض مع قاعدة.
  2. تفاعل ملح مشتق من حامض قوي وقاعدة ضعيفة (ملح حامضي) مع قاعدة قوية.
  3. تفاعل ملح مشتق من قاعدة قوية وحامض ضعيف (ملح قاعدي) مع حامض قوي.

ويمكننا معرفة هذا النوع من التفاعل إما أنه يذكر عبارة تفاعل تعادل أو يعطي معادلة تفاعل حامض مع قاعدة أو مع ملح ... إلخ.

ا- الكتلة المكافئة للحامض:

كتلة الحامض التي تحتوي على مول واحد من ذرات الهيدروجين القابلة للإبدال أو الاشتراك في التفاعل.

EMg/eq=M acid g/molηeq/mol

ŋ: تمثل عدد ذرات الهيدروجين المتأينة في الصيغة (الجزء الفعال).

أمثلة:

HClH++Clη=1eq/molH2SO4HSO4+H+η=1eq/molH2SO4SO4+2H+n=2eq/molH3PO4H2PO4+H+η=1eq/molH3PO4HPO4=2H+η=2eq/molH3PO4PO43+3H+η=3eq/mol

ب. الكتلة المكافئة للقاعدة: كتلة القاعدة التي تحتوي على مول واحد من مجاميع الهيدروكسيد القابلة للإبدال في التفاعل.

EM g/ eq = M base g/molη eq /mol

ŋ: تمثل عدد أيونات الهيدروكسيد المتأينة في الصيغة.

KOHK++OHη=1eq/molCa(OH)2Ca2++2OHη=2eq/molAl(OH)3Al3++3OHη=3eq/mol

ج. الكتلة المكافئة للملح الحامضي أو الملح القاعدي التي تعاني تحللاً مائياً نكتب معادلة موزونة لتفاعل الملح مع حامض أو قاعدة ثم نجد عدد مولات الجزء الفعال من الحامض

(عدد مولات أيون الهيدروجين) التي تتفاعل مع الملح القاعدي أو نجد (عدد مولات أيون الهيدروكسيد) التي تتفاعل مع الملح الحامضي.

ثم نطبق العلاقة:

EMg/ eq = M salt g/molη eq /mol

حيث: ŋ تمثل عدد أيونات الهيدروجين التي تتفاعل مع الملح القاعدي أو بعبارة أخرى عدد أيونات الهيدروجين القادمة من الحامض التي تتحد مع الجذر السالب من الملح القاعدي، أو تمثل عدد أيونات الهيدروكسيد القادمة من القاعدة التي تتفاعل مع الملح الحامضي أو بعبارة أخرى عدد أيونات الهيدروكسيد التي تتحد مع الأيون الموجب من الملح الحامضي.

أمثلة:

Na2CO3+2HCl2NaCl2+H2CO3ηNa2CO3=2eq/molNa2CO3+HClNaHCO3+NaClηNa2CO3=1eq/molNaCN+HClNaCl+HCNηNaCN=1eq/mol2NaCN+H2SO4Na2SO4+2HCNηNaCN=1eq/molNa2B4O7+2H++3H2O4H3BO3ηNa2B407=2eq/mol2NH4Cl+Ba(OH)22NH4OH+BaCl2ηNH4Cl=1eq/molNH4Cl+NaOHNH4OH+NaClηNH4C=1eq/molNH42SO4+2NaOHNa2SO4+2NH4OHηNH4Cl=2eq/mol

ثانياً: تفاعلات الترسيب وتكوين الأيونات المعقدة:

1. تفاعلات الترسيب:

يمكن معرفة ذلك إما معادلة ناتج المعادلة مركب بشكل راسب أو عبارة تفاعل ترسيب.

الكتلة المكافئة لمادة تشترك في تفاعل ترسيب:

الكتلة التي تحتوي أو تتفاعل مع مول واحد من أيون موجب أحادي الشحنة.

 E M g/ eq  =  M g / mol ηeq/mol

ŋ تمثل عدد أيونات الفضة × تكافؤها

احسب الكتلة المكافئة لنترات الفضة والمستخدمة في تفاعل ترسيب؟

AgNO3 + NaCl AgCl S + NaNO3

ŋ تمثل عدد أيونات الفضة × تكافؤها

إذاً الجزء الفعال (ايتا) هنا سيعتمد على عدد أيونات الفلز أو الأيونات الموجبة وتكافؤه وهو خاص فقط في تفاعلات الترسيب.

2. تفاعلات تكوين المعقد:

الكتلة المكافئة التي تشترك في تفاعل تكوين معقد: كتلة المادة التي تهب أو تكتسب مزدوج إلكتروني أي أن الجزء الفعال هو المزدوجات الإلكترونية التي تهبها الجزيئة أو الأيون (الليكند) أو المزدوجات الإلكترونية التي تكتسبها الذرة المركزية.

E M g/ eq = M g / molŋ eq/mol

ŋ: تمثل عدد المزدوجات الإلكترونية التي وهبها الليكند أو التي اكتسبها الفلز.

لاحظ أن المزدوجات الإلكترونية إما أن يمنحها الليكند وعادة عددها هو مزدوج إلكتروني واحد إذا كان أحادي المخلب أو مزدوجان اثنان إذا كان ثنائي المخلب، إما المزدوجات الإلكترونية التي يكتسبها الفلز فهي بعدد الأواصر التناسقية التي يشكلها الليكند مع الفلز أو بعدد الليكندات الأحادية المخلب والمرتبطة تناسقياً مع الفلز، وهذا يقودنا إلى أن الجزء الفعال يعتمد إما على المزدوجات الإلكترونية التي يمنحها أو يهبها الليكند أو على المزدوجات الإلكترونية التي يكتسبها الفلز والأمر يتوقف هنا على طبيعة تكوين المعقد ومن هو المسؤول عن تكوينه الليكند أم الفلز؟

جد ŋ في المركبات التالية (NH3, Ag2SO4,AgNO3,HgCl2,BaCI2,KI)؟

KIHg+2+4IHgl42

المادة التي اشتركت في تكوين الأيون المعقد هي اليود في KI وقد وهب الأيون الواحد منه مزدوجاً إلكترونياً للزئبق إذاً ŋ=1 للمركب KI.

Bal2Hg+2+4IHgl42

المادة التي اشتركت في تكوين الأيون المعقد هي اليود في BaCI2 وقد وهبت ذرة واحدة منه مزدوجاً إلكترونياً للزئبق إذاً ŋ=2 للمركب BaI2.

HgCl2Hg+2+4IHgl42

المادة التي اشتركت في تكوين الأيون المعقد هي الزئبق في HgCl2 وقد اكتسب أربع مزدوجات إلكترونية من ذرات اليود إذاً ŋ=4 للمركب HgCl2.

AgNO3Ag++2NH3AgNH32+

المادة التي اشتركت في تكوين الأيون المعقد هي الفضة في AgNO3 وقد اكتسبت مزدوجين إلكترونيين من الأمونيا إذاً ŋ=2 للمركب AgNO3.

Ag2SO4Ag++2NH3AgNH32+

المادة التي اشتركت في تكوين الأيون المعقد هي الفضة وقد اكتسبت مزدوجين إلكترونيين من الأمونيا ولكون هناك ذرتان في الصيغة Ag2SO4 اذن ŋ=4 للمركب Ag2SO4.

NH3                          Cu+2+4NH3CuNH34+2

المادة التي اشتركت في تكوين المعقد هي الأمونيا وقد وهبت كل جزيئة منها مزدوجاً إلكترونياً واحداً إذاً ŋ=1 للأمونيا.

ثالثاً: تفاعلات الأكسدة والاختزال:

هنا يستوجب كتابة معادلة كي نتمكن من معرفة عدد الإلكترونات المكتسبة أو المفقودة علينا معرفة العامل المختزل (مادة تعاني تأكسداً) ومعرفة العامل المؤكسد (مادة تعاني اختزالاً).

الكتلة المكافئة للعامل المختزل = الكتلة المولية للمركب او الايونعدد الالكترونات المفقودة x عدد الذرات التي شملها التغير

E M g/ eq = M g / molŋ eq/mol

ŋ = عدد الإلكترونات المفقودة x عدد الإلكترونات المفقودة.

مثال:

مثال

ذرة الكربون شملها التغيير عدد الإلكترونات المفقودة تساوي 1ولما كان هناك ذرتين من الكربون إذاً الجزء الفعال تساوي 2 لأيون C2O4

2. الكتلة المكافئة للعامل المؤكسد = الكتلة المولية للمركب او الايونعدد الالكترونات المكتسبة x عدد الذرات التي يشملها التغير

E M g/ eq = M g / molŋ eq/mol

EM/eq (تمثل عدد الإلكترونات المكتسبة × عدد الذرات التي يشملها التغير)

أمثلة لتحديد ŋ

مثال 1

MnO4-+8H++5Fe+25Fe+3+Mn+2+ 4H2O

  • ŋ للمنغنيز = 5 لأن المنغنيز في المتفاعلات يظهر بعدد تأكسدي = 7+ بينما في النواتج ظهر= + 2 إذاً عدد الإلكترونات المكتسبة = 5 (اختزل المنغنيز باعتباره عامل مؤكسد).
  • ŋ للحديد = 1 لأن العدد التأكسدي للحديد في يمين المعادلة = 3+ بينما في يسارها = 2+ إذاً عدد ŋ الإلكترونات المفقودة = 1 (تأكسد الحديد إذاً يعتبر عامل مختزل).

مثال 2

3CdS + 8 HNO3 3Cd(NO3)2 + 2NO + 3S + 4H2O

أولاً: نحدد العناصر التي عانت تأكسداً واختزالاً.

عدد الإلكترونات المفقودة من 2 = S إذاً ŋ للكبريت = 2 وعدد الإلكترونات المكتسبة لل 3 = N إذاً ŋ للنتروجين = 3.

مثال 3:

  • عدد الإلكترونات المفقودة من 3= Cr إذاً ŋ للكروم = 3.
  • عدد الإلكترونات المكتسبة لل 6 = I إذاً ŋ لليود = 6.

مثال 4:

عدد الإلكترونات المكتسبة في المنغنيز = 3 إذاً ŋ =4.

انتبه: لحساب الكتلة المكافئة للمادة يجب أن نحدد نوع التفاعل الذي تشترك فيه هذه المادة.

علل: يفضل استخدام العيارية في الحسابات المعتمدة على التسحيح؟

لتجنب الالتباس الذي قد يحصل من احتواء مول واحد من المادة على مول واحد أو أكثر من الصنف الفعال.

احسب M و ɳ والكتلة المكافئة:

أ. لنترات الفضة AgNO3 بتفاعل الترسيب الآتي:

Ag+ + Br - Ag Br

ɳ=عدد الأيونات الموجبة x تكافؤه = 1eq/mol=1×1

MAgNO3=108×1+1×14+3×16=170g/molEMAgNO3=MAgNO3η=170g/mol1eq/mol=170g/eq

ب. كلوريد الباريوم BaCl2 بتفاعل الترسيب الآتي:

Ba2+ +SO2-4 BaSO4

ɳ=عدد الأيونات الموجبة x تكافؤه = 6eq/mol=3×2

MBaCl2=137×1+35.5×2=208g/molEMBaCl2=MBaCl2η=208g/mol2eq/mol=104g/eq

ج. 3 (Fe2(SO4 بتفاعل الترسيب الآتي:

ɳ=عدد الأيونات الموجبة x تكافؤه = 6eq/mol=3×2

Fe2(SO4)3+3Pb2+3PbSO4+2Fe+3

MFe2SO43=56×2+32×3+16×12=400g/molEMFe2SO43=MBaCl2η=400g/mol6eq/mol=66.7g/eq

د- Na2CO3 بتفاعل تعادل (حامض + قاعدة) الآتي:

Na2CO3 +2H+2Na+ +CO2 + H2O

ɳ=عدد الايونات الموجبة x تكافؤه = 2eq/mol=1×2

MNa2CO3=23×2+12×1+16×3=106g/molEMNa2CO3=MNa2CO3η=106g/mol2eq/mol=53g/eq

ه- BaI2 بتفاعل تكوين معقد الآتي:

2BaI2 +Hg2+HgI2-4 +2Ba+2

MBaI2=137×1+127×2=391g/molEMBaI2=MBaI2η=391g/mol2eq/mol=195.5g/eq

و- Na2S2O3 بتفاعل تأكسد واختزال الآتي:

2S2O2-3S4O2-6

MNa2S2O4=23×2+32×2+16×3=158g/molEMNa2s2o4=MFeη=158g/mol1eq/mol=158g/eq

حسابات الكتلة المذابة للمادة في حجم معين ذو تركيز معين (مولاري أو عياري).

  • أولاً: تحديد الغرض من استعمال المحلول المحضر بمعنى تحديد نوع التفاعل الذي تستخدم فيه هذا المحلول.
  • ثانياً: تحديد نوع التركيز المستعمل إن كان بالمولارية أم بالعيارية لغرض تطبيق القوانين المتعلقة بنوع التركيز.

حساب الكتلة المذابة في حجم معين إذا كان التركيز بالمولارية:

mg=Mmole/ L×VL×Mg/ mole 

حساب الكتلة المذابة في حجم معين إذا كان التركيز بالعيارية:

mg=Neq /L×VL×EMg/eq

ما كتلة K2 Cr2O7 (294g / mol) لتحضير محلول بحجم 2L وتركيز 0.12N من هذا الكاشف ليستعمل كعامل مؤكسد بحسب التفاعل التالي:

+Cr2O72- + 14H+ + 6Fe2+ 2Cr3+ + 7H2O + 6Fe3

أيون ثنائي الكرومات فيه العدد التاكسدي للكروم = + 6 و العدد التأكسدي لأيون الكروم الناتج = + 3

إذاً عدد الإلكترونات المكتسبة = 3 ولكون هناك ذرتي كروم بالصيغة إذاً الإلكترونات المكتسبة = 6

ŋ = 6 eq/mol

EMK2Cr2o7=MK2Cr2o7η=294g/mol6eq/mol=49g/eqm(g)=N(eq/L)×EM(g/eq)×V(L)m(g)=0.12eq/L×49g/eq×2L=11.76g

ما هي الكتلة اللازمة NaOH (40g / mol) لتحضير 500ml من محلول تركيزه 0.2M؟

m(g)=M(mol/L)×M(g/mol)×V(L)m(g)=0.2(mol/L)×40(g/mol)×500ml×1L1000mlm(g)=4g

احسب الكتلة المذابة الموجودة في كل من المحاليل التالية:

350 من محلول نترات الفضة AgNO3 حيث M = 170 g / mol.

50 مليلتر من 0.1N البوراكس Na2B4O7 .10H2O ( 381 g / mol ) ويستعمل حسب التفاعل التالي:

B4O72- + 2H3O+ + 3H2O4H3BO.

1.

حسب المعادلة يظهر أنها تفاعل ملح قاعدي مع حامض:

m(g)=M(mol/L)×M(g/mol)×V(L)m(g)=0.125(mol/L)×170(g/mol)×350ml×1L1000ml

2. EMNa2B4o7.10H2o=Mn=381g/mol2eq/mol=190.5g/eqm(g)=N(eq/L)×EM(g/eq)×V(L)m(g)=0.1eq/L×190.5g/eq×250ml×1L1000ml=4.76g

حلول أسئلة الصف السادس الإعدادي

حل اسئلة رياضيات - علوم - عربي وجميع الكتب والمواد الأخرى

النقاشات