اسئلة الفصل الرابع

(4 – 1)

أعط أمثلة لمحاليل مكونة مما يأتي:

مذاب صلب في مذيب سائل.

محلول السكر والماء.

مذاب غاز في مذيب سائل.

ثنائي أوكسيد الكربون في الماء (المشروبات الغازية).

مذاب غاز في مذيب.

غاز، النتروجين في الهواء الجوي.

مذاب سائل في مذيب سائل.

الأسيتون في الماء.

مذاب صلب في مذيب صلب.

سبيكة الفولاذ غير قابل للصدأ.

(4 - 2)

ناقش العبارة التالية: إن الحرارة التي تنتج أو تستهلك أثناء عملية الإذابة هي عامل مهم في تحديد ذوبان أو عدم ذوبان المذاب، ما هو العامل الآخر وكيف يؤثر في العملية؟

لأن الطاقة الحرارية هي التي تساعد على كسر الأواصر المكونة لجزيئات المذاب، أما العامل المهم الآخر فهو قوى التأثر (تجاذب أو تنافر) بين جزيئات المذاب وجزيئات المذيب، فعند مزجهما لتحضير محلول، فإن كل جزيئة من جزيئات المذيب سوف تتأثر مع جزيئات المذيب المشابه لها إضافة لتأثرها مع جزيئات المذاب نفسه ويمكن قول الشيء نفسه بالنسبة لجزيئات المذاب، ومقدار قوة التأثرات هذه هي التي تحدد مقدار الذوبانية والسهولة التي تتم بها عملية الذوبان.

(4 – 3)

عرف كل مما يأتي: الكسر المولي، قانون راؤلت، الضغط الأزموزي، المحلول المشبع؟

• الكسر المولي: هو النسبة بين عدد مولات المكون ‘لى عدد المولات الكلية لجميع مكونات المحلول.
• قانون راؤلت: يتناسب الضغط البخاري لأي مكون في محلول مثالي طردياً مع الكسر المولي لذلك المكون.
• الضغط الأزموزي: هو الضغط الهيدروستاتيكي المتولد نتيجة عبور جزيئات المذيب (حسب ظاهرة الأزموزية) عبر غشاء نصف ناضح من التركيز الواطيء ‘لى التركيز العالي من المذاب، وعندما يصل إلى مقدار معين فإنه سوف يعمل على دفع جزيئات المذيب وجعلها تمر من خلال الغشاء نفسه ولكن بعكس الاتجاه.
• المحلول المشبع: هو المحلول الذي لا يمكن إذابة كمية إضافية من المذاب فيه عند درجة حرارة معينة.

(4 – 4)

جد عدد غرامات ملح الطعام اللازم إذابتها في 40ml من الماء للحصول على محلول ملح تكون النسبة المئوية بالكتلة للملح % 15، كثافة الماء 1 Kg / L؟

$\begin{array}{r}1\mathrm{Kg}/\mathrm{L}\stackrel{\times 10001000\mathrm{g}}{1000\mathrm{mL}}=1\mathrm{g}/\mathrm{mL}\\ \\ \rho =\frac{m}{V}\Rightarrow 1=\frac{m}{40}\Rightarrow m=40\mathrm{g}\\ \\ \mathrm{\%}\mathrm{NaCl}=\frac{m_{\text{NaCl }}}{m_{\text{NaCl }}+m_{H_2\mathrm{o}}}\times 100\mathrm{\%}\\ \\ \begin{array}{c}15\mathrm{\%}=\frac{m_{\text{Nacl }}}{m_{NaCl}+40}\times 100\mathrm{\%}\\ \\ 15m_{NaCl}+600=100m_{NaCl}\Rightarrow 600=100m_{NaCl}-15m_{NaCl}\\ \\ 600=85m_{NaCl}\Rightarrow m_{NaCl}=\frac{600}{85}\Rightarrow m_{NaCl}=7.05\mathrm{g}\end{array}\end{array}$

(4 – 5)

كيف يحضر 250ml من محلول حامض الهيدروكلوريك المخفف بتركيز 0.5M من محلول الحامض المركز ذو التركيز 12M، اشرح ذلك مستعيناً بالحسابات المطلوبة؟

$\begin{array}{r}{M}_1\times V_1=M_2\times V_2\\ \\ 12\times V_1=0.5\times 250\Rightarrow V_1=10.4\mathrm{mL}\end{array}$

(4 – 6)

أذيب 60ml من ثنائي اثيل ايثر C₂H₂)₂O) في كمية كافية من الميثانول CH₃OH لتحضير محلول حجمه 300ml، فإذا علمت أن كثافة الايثر = 0.714g / ml، ما هي مولارية المحلول الناتج؟

$\begin{array}{r}\rho =\frac{m}{V}\Rightarrow 0.714=\frac{m}{60}\Rightarrow m=42.84g\\ \\ M_{{\left(C_2{\mathrm{H}}_2\right)}_2\mathrm{O}}=(4\times 12)+(4\times 1)+(1\times 16)\Rightarrow M_{{\left(C_2{\mathrm{H}}_2\right)}_2\mathrm{O}}=74\mathrm{g}/\mathrm{mol}\\ \\ n=\frac{m}{M}\Rightarrow n=\frac{42.84}{74}\Rightarrow n=0.579\mathrm{mol}\\ \\ 300\mathrm{mL}\stackrel{÷1000}{⟶}0.3\mathrm{L}\\ M=\frac{0.579}{0.3}\Rightarrow M=1.93\mathrm{mol}/\mathrm{L}\end{array}$

(4 – 7)

اشرح, مستعيناً بالحسابات اللازمة، كيف يمكنك تحضير لتر واحد من محلول كلوريد الصوديوم (NaCl) تركيزه 0.215m, إذا علمت أن كثافة المحلول الناتج هي 1.01g/mL؟

$$\begin{gathered} \mathbf{m}=\frac{n_{\text{مذيب }}}{{m_{Kg}}_{\mathrm{مذيب}}} \\ 0.215=\frac{n_{NaCl}}{{m_{Kg}}_{\mathit{مذيب}}}\Rightarrow n_{NaCl}=0.215\mathrm{mol} \\ \begin{array}{r}{M}_{\mathrm{NaCl}}=(1\times 23)+(1\times 35.5)\Rightarrow M_{\mathrm{NaCl}}=58.5\mathrm{g}/\mathrm{mol}\\ \\ n=\frac{m}{M}\Rightarrow 0.215=\frac{m}{58.5}\Rightarrow m_{\mathrm{NaCl}}=12.58\mathrm{g}\end{array} \end{gathered}$$

كتلة المحلول =كتلة الملح + كتلة الماء.

$1012.58g=1000g+12.58g$

حجم المحلول = الكتلة/الكثافة.

$1002.55\mathrm{mL}=\frac{1012.58\mathrm{g}}{1.01\mathrm{g}/\mathrm{mL}}$

(4 –8)

تم تحضير محلول لهيدروكسيد البوتاسيوم KOH وذلك بإذابة 1g منها في 100mL من الكحول الاثيلي (C₂H₅OH) كثافة الكحول = 0.789g/mL، عبر عن تركيز المحلول الناتج بدلالة:

1. التركيز المولاري.

$\begin{array}{r}{M}_{\mathrm{KOH}}=(1\times 39)+(1\times 16)+(1\times 1)\Rightarrow M_{\mathrm{NaCl}}=56\mathrm{g}/\mathrm{mol}\\ \\ n=\frac{m}{M}\Rightarrow n=\frac{1}{56}\Rightarrow n=0.018\mathrm{mol}\\ \\ 100\mathrm{mL}\stackrel{÷1000}{⟶}0.1\mathrm{L}\\ \end{array}$

$M=\frac{0.018}{0.1}\Rightarrow M=0.18\mathrm{mol}/\mathrm{L}$

2. التركيز المولارلي.

$$\begin{gathered} \rho =\frac{m}{V}\Rightarrow 0.789=\frac{m}{100}\Rightarrow m_{C_2{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH}}=78.9\mathrm{g}\stackrel{\doteqdot 1000}{⟶}0.0789\mathrm{Kg} \\ \mathrm{m}=\frac{0.018}{0.0789}\Rightarrow \mathrm{m}=0.23\mathrm{mol}/\mathrm{Kg} \end{gathered}$$

3. الكسر المولي لهيدروك ùسيد البوتاسيوم.

$\begin{array}{c}{M}_{C_2{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH}}=(2\times 12)+(6\times 1)+(1\times 16)\\ \\ n=\frac{m}{M}\Rightarrow n=\frac{78.9}{46}\Rightarrow M_{\mathrm{NaCl}}=46\mathrm{g}/\mathrm{mol}\\ \\ X_{KOH}=\frac{n_{KOH}}{n_{KOH}+n_{C_2{H}_{5}OH}}=\frac{0.018}{0.018+1.72}=0.01\end{array}$

4. النسبة المئوية بالكتلة لهيدروكسيد البوتاسيوم.

$\begin{array}{c}\mathrm{\%}\mathrm{KOH}=\frac{m_{KOH}}{m_{KOH}+m_{C_2{\mathrm{H}}_{5}OH}}\times 100\mathrm{\%}\\ \mathrm{\%}\mathrm{KOH}=\frac{1}{1+78.9}\times 100\mathrm{\%}\Rightarrow \mathrm{\%}KOH=1.25\mathrm{\%}\end{array}$

(4 –9)

احسب درجة غليان المحلول المائي لمركب اثيلين كلايكول (مادة غير متطايرة) تركيزه 2.5m. (درجة غليان الماء النقي هي 100C)، علماً أن ثابت ارتفاع درجة الغليان المولالي للماء.

(K_b =0.512°C/ m)

$\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta T}}_{\mathbf{b}}={\mathrm{K}}_{\mathbf{b}}\mathbf{m}\\ \\ {\mathrm{\Delta T}}_{\mathbf{b}}=0.512\times 2.5\Rightarrow {\mathrm{\Delta T}}_{\mathbf{b}}={1.28}^{\circ }\mathrm{C}\\ \end{array}$

درجة غليان المحلول - درجة غليان المذيب النقي=$\mathrm{\Delta }{\mathbf{T}}_{\mathbf{b}}$

100- درجة غليان المحلول =128

درجة غليان المحلول = 101.28C

(4 –10) أذيب 3.75g من مادة غير متطايرة في 95g من الأسيتون, فازدادت درجة الغليان وأصبحت (56.50C), بالمقارنة مع درجة غليان الأسيتون النقي (55.95C). إذا علمت أن ثابت ارتفاع درجة الغليان الملاولي للأسيتون (K_b=1.71°C/ m) ما هي الكتلة المولية للمذاب؟

${\mathrm{\Delta T}}_b=K_b\times \frac{{\displaystyle \mathit{1000}x{m}_{\mathit{\text{مذاب }}}}}{{\displaystyle m_{\mathit{\text{مذيب }}}x\mathit{ }{M}_{\mathit{\text{مذاب }}}}}\Rightarrow M_{\mathit{\text{مذاب }}}\mathit{=}{K}_{\mathit{b}}\times \frac{{\displaystyle 1000x{m}_{\text{مذاب }}}}{{\displaystyle m_{\text{مذيب }}x {\mathrm{\Delta T}}_b}}$

55.95- 56.5 =$\mathrm{\Delta }{\mathbf{T}}_{\mathbf{b}}$

$\mathrm{\Delta }{\mathbf{T}}_{\mathbf{b}}$=0.55C

ويكون لدينا للمذاب:

$M_{}=1.17\times \frac{1000\times 3.75}{95\times 0.55}\Rightarrow M_{}=37\mathrm{g}/\mathrm{mol}$

(4 –11) عند طحن 0.154g من الكبريت بشكل ناعم وإذابته في 4.38g من الكافور انخفضت درجة انجماد الكافور بمقدار 5.47C. ما الكتلة المولية للكبريت؟ وما صيغته الجزيئية؟ إذا علمت أن ثابت الانخفاض في درجة الانجماد المولالي للكافور (Kf = 40°C/ m)؟

${\mathrm{\Delta T}}_{\mathit{f}}=K_{\mathit{f}}\times \frac{{\displaystyle \mathit{1000}x{m}_{\mathit{\text{مذاب }}}}}{{\displaystyle m_{\mathit{\text{مذيب }}}x\mathit{ }{M}_{\mathit{\text{مذاب }}}}}$

$M_{\mathit{\text{مذاب }}}=K_f\times \frac{{\displaystyle \mathit{1000}x{m}_{\mathit{\text{مذاب }}}}}{{\displaystyle m_{\mathit{\text{مذيب }}}X{\mathrm{\Delta T}}_f}}=40\times \frac{1000\times 0.154}{4.38\times 5.47}=257.1\mathrm{g}/\mathrm{mol}$

• عدد ذرات الكبريت في الصيغة الجزيئية = الكتلة المولية للمركب/الكتلة المولية للعنصر.
• عدد ذرات الكبريت في الصيغة الجزيئية $8\approx \iff \frac{257.1}{32}=$

الصيغة الجزيئية = $S_8$

(12-4)

مستعيناً بالجدول، ما هي المادة التي تسبب أعظم انخفاض في درجة الانجماد؟

أ. بنزين.

ب. الكافور.

ج. حامض الخليك.

د. الفينول.

بما ان مقدار الانخفاض في درجة الانجماد تتناسب طردياً مع ثابت انخفاض درجة الانجماد المولاري لذلك فإن المادة التي تسبب أعظم انخفاض في درجة الانجماد هي الكافور لأن ثابت انخفاض درجة الانجماد المولالي لهذا المذيب أكبر من البقية.

13-4 مستعيناً بالجدول، جد درجة انجماد محلول محضر بإذابة 1.5g من مادة كتلتها المولية تساوي 125g/mol في 30g من النيتروبنزين؟

$M_{C_6{H}_{5}N{O}_2}=(6\times 12)+(5\times 1)+(1\times 14)+(2\times 16)\Rightarrow M_{\mathrm{NaCl}}=123\mathrm{g}/\mathrm{mol}$

${\mathrm{\Delta T}}_{\mathit{f}}=K_{\mathit{f}}\times \frac{{\displaystyle \mathit{1000}x{m}_{\mathit{\text{مذاب }}}}}{{\displaystyle m_{\mathit{\text{مذيب }}}x\mathit{ }{M}_{\mathit{\text{مذاب }}}}}$

${\mathrm{\Delta T}}_{\mathrm{f}}=7\times \frac{1000\times 1.5}{30\times 123}\Rightarrow {\mathrm{\Delta T}}_{\mathrm{f}}={2.85}^{\circ }\mathrm{C}$

• درجة انجماد المحلول - درجة انجماد المذيب النقي=$\mathrm{\Delta }{\mathbf{T}}_{\mathbf{b}}$
• درجة انجماد المحلول=2.85C.