اسئلة الفصل السادس

1-6 كيف يمكن الفصل بين الأيونات الموجبة الأكثر شيوعاً؟

تتم عملية الفصل حسب الإضافة النظامية للعوامل المرسبة للمجاميع وعلى النحو الآتي:

• لفصل وترسيب أيونات المجموعة الأولى يضاف محلول حامض الهيدروكلوريك المخفف إلى مزيج الأيونات فتترسب على شكل كلوريدات تفصل عن المحلول بعملية الترشيح.
• لفصل وترسيب أيونات المجموعة الثانية عن المجاميع المتبقية في المزيج يمرر غاز كبريتيد الهيدروجين بوجود حامض الهيدروكلوريك فتترسب على هيئة كبريتيدات تفصل بعملية الترشيح.
• لفصل وترسيب أيونات المجموعة الثالثة عن A المجاميع المتبقية في المزيج يضاف إلى المحلول مزيج من هيدروكسيد الأمونيوم وكلوريد الأمونيوم فتترسب على شكل هيدروكسيدات تفصل بعملية الترشيح.
• لفصل وترسيب أيونات المجموعة الثالثة B عن المجاميع المتبقية في المزيج يمرر كبريتيد الهيدروجين بوجود مزيج من NH₄Cl و NH₄OH فتترسب على هيئة كبريتيدات تفصل بعملية الترشيح.
• لفصل وترسيب أيونات المجموعة الرابعة عن المجاميع المتبقية يضاف كربونات الأمونيوم إلى المحلول فتترسب على هيئة كربونات تفصل بالترشيح.
• أيونات المجموعة الخامسة تبقى في المحلول النهائي بدون ترسيب.

2-6 عدد الأيونات الموجبة المصنفة ضمن المجموعة الثانية مع ذكر العامل المرسب لها، ثم بين كيف يمكن فصل أيون النحاس عن أيون الحديديك عند وجودهما في نفس المحلول.

ايونات المجموعة الثانية هي:

والعامل المرسب هو كبريتيد الهيدروجين H₂S الذي يمرر على المحلول المحمض بحامض HCl فتترسب جميعها على هيئة كبريتيدات يعتبر أيون النحاس ضمن المجموع الثانية بينما، أيون الحديد يقع ضمن المجموعة الثالثة A وعليه نمرر على المحلول بعد تحميضه بحامض الهيدروكلوريك أولاً غاز كبريتيد الهيدروجين لترسيب أيون النحاس على هيئة كبريتيد يفصل بالترشيح، أما الراشح عبارة عن محلول يحوي أيونات الحديد.

⁺Cu⁺⁺+ H₂S→ CuS + 2H

3-6 أكمل التفاعلات التالية مع ذكر صفات النواتج في كل مما يأتي:

4-6 كيف يمكن الفصل بين أيوني ⁺Hg² وHg₂⁺²؟

بما أن أيون الزئبق I يصنف ضمن المجموعة الأولى بينما، أيون الزئبق II يصنف ضمن المجموعة الثانية لذلك يمكن الفصل حسب الإضافة النظامية للعوامل المرسبة وكالآتي يضاف العامل المرسب للمجموعة الأولى وهو حامض الهيدروكلوريك المخفف فيتفاعل مع أيون الزئبق فقط ويرسبه على هيئة كلوريد الزئبق I، يفصل بالترشيح والمتبقي في المحلول (الراشح) هو أيون الزئبق II.

5-6 أكمل الفراغات الآتية:

1. أيون ⁺Cr³ يصنف ضمن الأيونات الموجبة للمجموعة A III ويترسب عند إضافة هيدروكيبد الأمونيوم بوجود كلوريد الأمونيوم.
2. العامل المرسب للأيونات الموجبة في المجموعة الرابعة هو كربونات الأمونيوم بوجود العوامل المساعدة هيدروكيبد الأمونيوم وكلوريد الأمونيوم.
3. محلول من Al₂(SO₄)₃ عيارته 0.3N فإن مولارية المحلول =0.05M
4. محلول من مركب مولاريته 0.2M وعيارته 1eq/L فإن قيمة ɳ للمركب = 5.
5. عند حرق 5.7mg من مركب عضوي هيدروكاربوني ينتج من عملية احتراقه التام 15.675mg من غاز CO₂ فإن النسبة المئوية للهيدروجين في المركب = 25%

طريقة الحل:

C+O2⟶CO2mC=mCO2(mg)×MC(g/mol)MCO2(g/mol)mC=15.675mg×12(g/mol)44(g/mol)=4.275mgmH=mJ l −mC=5.7mg−4.275mg=1.425mg%H=mHm%100=1.425mg5.7mg×100=25%__

6-6. كم هو عدد غرامات يودات البوتاسيوم KIO₃ اللازمة لترسيب 1.67g من يودات الرصاص Pb(IO₃)₂؟

من معلومات السؤال هو تحليل وزني.

Gf=ab×MKIO3(g/mol)MPbIO32(g/mol)=21×214(g/mol)557(g/mol)=0.768mKIO3(g)=Gf×mPbIO32(g)mKIO3(mg)=0768×1.67g=1.283g

7-6. عند حرق 5.71mg من مركب عضوي نتج 14.41mg من غاز ثنائي أوكسيد الكربون و2.5 mg من بخار الماء، احسب النسبة المئوية للكاربون والهيدروجين في المركب.

C+O2⟶CO2mC=mCo2(mg)×MC(g/mol)MC2(g/mol)mC=14.4mg×12(g/mol)44(g/mol)=3.94mg%C=mCmS %100=3.94mg5.7mg×100=68.9%mH=mH2o(mg)×MH2(g/mol)MH2o(g/mol)mH=2.5mg×2(g/mol)18(g/mol)=0.28mg%H=mHmSر ×100=0.28mg5.7mg×100=4.9%

8-6. ما هي مولارية محلول حامض الهيدروكلوريك؟ إذا علمت أن 36.7mL من محلول هذا الحامض تكافئ 43.2mL من محلول 0.236M هيدروكسيد الصوديوم؟

HCl+NaOH⟶NaCl+H2O(M×V)HCln=(M×V)NaOHn(M×36.7ml)HCl1=(0.236M×43.2ml)NaOH1MHCl=0.278mol/l

9-6. ما هي مولارية وعيارية محلول هيدروكسيد الباريوم المحضر بإذابة 9.5g من هذه المادة في 2L من المحلول والمستعمل في تفاعل حامض - قاعدة؟

M=m(g)M(g/mol)×1V(L)M=9.5g171g/mol×12L=0.027mol/l

η=2eq/molNeq/L=η×Mmol/LN=2×0.0277=0.0554eq/L

10-6. ما تركيز محلول كلوريد الصوديوم الناتج من:

أ. مزج 10mL من محلول 0.15M كلوريد الصوديوم مع 10mL من الماء المقطر؟

V1NaCl×M1NaCl=V2NaCl×M2NaCl10mL×0.15M=20mL×M2NaClM2NaCl=0.075mmol/mL(mol/L)

ب. مزج 10mL من محلول 0.15M كلوريد الصوديوم مع 20mL من محلول 0.3M كلوريد الصوديوم؟

V1NaCl×M1NaCl+V2NaCl×M2NaCl==V3NaCl×M3NaCl(10×0.15)+(10×0.3)=20×M3NaClM3NaCl=0.225mmol/mL(mol/L)

11-6. ما حجم محلول برمنكنات البوتاسيوم الذي تركيزه 0.2M اللازم لتسحيح (تفاعل تأكسد واختزال) 40mL من محلول 0.1M كبريتات الحديد (II) في محيط حامضي؟ معادلة تفاعل التسحيح هي:

10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄ 5Fe₂(SO₄)₃+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O

I KMnO4=5eq/molIFeso4 =1eq/mol(N×V)KMnO4=(N×V)FeSO4(M×l×V)KMnO4=(M×l×V)FeSO4(2×5×V)KMNO4 =(0.1×1×40)FeSO4 (V)KMNO4=4ml

12-6 اختر الجواب الصحيح في كل مما يأتي:

1. قيمة ɳ لملح كبريتات الحديد (Fe₂(SO₄)₃ (III المستعمل في تفاعل ترسيب أيون الرصاص هي:

• 4eq/mol
• 5eq/mol
• 6eq/mol

عدد الأيونات الموجبة x تكافؤها = ƞ

ƞ = 3 × 2 = 6 eq/mole

2. يمكن فصل أيون ⁺Cu² عن أيون ⁺Ca² وذلك بإضافة:

• حامض HCl المخفف.
• إمرار غاز H₂S بوجود NH₄OH وNH₄Cl في المحلول.
• إمرار غاز H₂S بوجود HCl المخفف في المحلول.

3. النسبة المئوية لمبيد الحشرات (C₁₄H₉Cl₅ (DDT في عينة غير نقية منه، تم تحليل 0.74g منها وزنياً لتعطي 0.253g من AgCl هي:

• 17%
• 19%
• 21%

mC14H9Cl5(g)=Gf×mAgCl(g)=0.5×0.253g=0.1265g%C14H9Cl5=mC14H9l5(g)m恙 (g)×100%C14H9Cl5=0.1265(g)0.74(g)×100%C14H9Cl5=17%

4. تدعى الطريقة الوزنية المعتمدة على تسخين وحرق كتلة معينة من عينة في جو من الهواء المفتوح ثم إيجاد كتلة المكون المتطاير من الفرق الحاصل في كتلة العينة ب:

• طريقة التطاير المباشرة.
• طريقة التطاير غير المباشرة.
• طريقة الترسيب.

5. في عمليات التحليل الوزني المعتمد على تفاعلات الترسيب:

• يفضل أن يتم الحصول على راسب بشكل عالق غروي.
• يفضل أن يتم الحصول على راسب متبلور.
• لا يهم نوع الراسب الذي يتم الحصول عليه.

6. تمثل النسبة بين الكتلة المولية للمكون المراد تقديره إلى الكتلة المولية للصيغة الوزنية على شرط أن تحتوي كلتا الصيغتين على نفس العدد من ذرات العنصر (أو جزيئات المكون) المراد تقديره:

• صيغة الترسيب.
• الصيغة الوزنية.
• بالمعامل الوزني.

7. تعرف كتلة المادة التي تنتج أو تستهلك مول واحد من المكون الفعال ب:

• الكتلة المكافئة.
• الكتلة المولية.
• الكتلة القياسية.

8. عيارية المحلول الناتج من إذابة 13g من العامل المؤكسد K₂Cr₂O₇ في 500mL من الماء النقي هي:

• 0.53mole/L
• 0.53eq/L
• 3.18eq/L

EMK2Cr2o7=Mn=294g/mol6eq/mol=49g/eqN=m(g)EM(g/eq)×1V(L)N=13g49g/eq×1500ml×1000ml1LN=0.53eq/L

13-6 احسب المعامل الوزني ل M = 368 g/mol( Na₅P₃O₁₀) في M= 222 g/mole(Mg₂P₂o₇)

Gf=ab×MNa5P3o10(g/mol)MMg2P2o7(g/mol)Gf=23×368(g/mol)222(g/mol)=1.1

14-6 تمت معايرة 50ml من محلول حامض M = 176 g/mole(HIO₃) بالتسحيح مع محلول هيدروكسيد الصوديوم القياسي بتركيز 0.145N فإذا علمت أن حجم محلول القاعدة المضاف من

السحاحة اللازم للوصول الى نقطة نهاية التفاعل بلغ 45.8mL احسب:

أ. التركيز العياري لحامض HIO3

NHIO3×VHIO=NNaOH×VNaOHNHIO3×50mL=0.145N×45.8mLNHIO=0.13(eq/L)

ب. ما هي عيارية محلول الحامض نفسه عند استعماله في تقدير الحديد حسب التفاعل الآتي.

HIO₃ + 4FeCl₂ + 5H3O⁺ + 6Cl^- →4FeCl₃ + ICl₂^- + 8H₂O

Neq /L=η˙×Mmol/L0.13=1×MM=0.13mol/L

نجد العيارية بدلالة الجزء الفعال في ب

η˙=4eq/molNeq /L=η˙×Mmol/LN=4×0.13=0.52eq/L

15-6 لمعايرة محلول NaOH وإيجاد تركيزه بشكل مضبوط، تم تسحيح 25mL منه مع محلول حامض الكبريتيك H₂SO₄ ذو تركيز 0.08M وكان الحجم المضاف من الحامض اللازم للوصول إلى نقطة النهاية هو 47.1mL. احسب التركيز المولاري لمحلول هيدروكسيد الصوديوم، ثم جد عدد غرامات NaOH المذابة في 500ml من هذا المحلول.

2NaOH+H2SO4⟶Na2SO4+2H2O(M×V)NaOHn=(M×V)H2SO4n(M×25ml)NaOH2=(0.08M×47.1ml)H2SO41M=0.3mol/Lm(g)=M(mol/L)×M(g/mol)×V(L)m(g)=0.3(mol/L)×40(g/mol)×500ml×1L1000ml=6g

16-6 تم تحليل أحد هاليدات الباريوم Bax₂.2H₂O (حيث أن x تعني هالوجين) بطريقة وزنية وذلك بإذابة 0.266g من هذا الملح في 200mL من الماء وإضافة كمية زائدة من حامض الكبريتيك H₂SO₄ لإتمام ترسيب الباريوم Ba (M= 137 g/mole) على هيئة كبريتات الباريوم M= 233 g/mole)BaSO₄) فإذا علمت أن كتلة الراسب الناتجة كانت تساوي 0.254g ما نوع الهالوجين الذي تمثله x في ملح الباريوم؟

الطريقة الأولى:

mBaX2−2H2O=Gf×mBaSO40.266g=Gf×0.254gGf=1.047Gf=ab×MBaX2⋅2H2OMBaSO4 1. 047=11×MBaX2⋅2H2O233g/mol⇒ MBaX2⋅2H2O=244g/molMBaX22H2O=244g/mol137+2X+2(18)=2442X+173=2442X=71⇒X=35.5g/mol

الطريقة الثانية:

nBaX2⋅2H2O=nBaSO4BaX2⋅2H2OmM=mMBaSO4MBaX2⋅2H2O=0.266g×2330.254g=244

17-6 عند إذابة 0.5g من ملح غير نقي ليوديد الصوديوم M= 150 g/mole) NaI) في الماء وإضافة زيادة من محلول نترات الفضة AgNO₃ لترسيب أيون اليوديد بشكل تام، تم الحصول على 0.744g من يوديد الفضة M= 235 g/mole) AgI). احسب النسبة المئوية ليوديد الصوديوم في الملح غير النقي.

Gf=ab×MNal (g/mol)MAgI(g/mol)=11×150(g/mol)235(g/mol)=0.638mNaI =Gf×mAgImNaI =0.638×0.744g=0.475g

%NaI=mNaImdewl ×100%NaI=0.475g0.5g×100=95%

18-6 أذيب 4.29g من بلورات كربونات الصوديوم المائية NaCO₃ x H₂O في قليل من الماء المقطر ثم أكمل حجم المحلول إلى 250mL، فإذا علمت أن 25mL من المحلول الأخير يحتاج إلى 15mL من محلول HCl عيارته 0.2N لمكافئته، ما عدد جزيئات الماء (x) في الصيغة الكيميائية لكربونات الصوديوم المائية؟

Na2CO3xH2O(N×V)=(N×V)HClN×25ml=0.2N×15mlN=0.12eq/L

N=m(g)EM(g/eq)×1V(L)0.12eg/L=4.29(g)EM(g/eq)×1250ml×1000ml1LEM=143(g/eq)

EMN2CO3×H2O=Mn143(g/eq)=M2eq/mol⇒M=286g/mol

MNa2CO3×H2O=286g/mol(23×2)+(12×1)+(16×3)+18X=286106+18X=28618X=180X=10

19-6 احسب الكتلة المكافئة وعيارية محلول تركيزه 6.0M من حامض الفسفوريك H₃PO₄ (M= 98 g/mole)، عند اشتراك هذه المادة في التفاعلات الآتية:

H₃PO₄ + 3OH^- ⇌ PO^3-₄ + 3H₂O

EM=Mη=98g/mol3eq/mol=32.7g/eqN=ηeq/mol×Mmol/LN=3eq/mol×6mol/L=18N

H₃PO₄ +2NH₃ ⇌HPO^2-₄ + 2NH⁺₄

EM=Mn=98g/mol2eq/mol=49g/eqN=ηeq/mol×Mmol/LN=2eq/mol×6mol/L=12N

H₃PO₄+ F^- ⇌ H₂PO₄^-+ HF

EM=Mn=98g/mol1eq/mol=98g/eqN=ηeq/mol×Mmol/LN=1eq/mol×6mol/L=6N

20-6 أذيب 2.5g من كربونات فلز ثنائي التكافؤ نقية M CO3 (حيث أن M تمثل فلز) في 100mL من محلول حامضي تركيزه 0.6N. وبعد انتهاء التفاعل بين المادتين وجد أن المحلول الناتج يحتاج إلى إضافة 50mL من محلول هيدروكسيد الصوديوم NaOH تركيزه 0.2N لمعادلته، احسب الكتلة المولية للفلز ثم حدد هويته.

Eq NaOH +EqMCO3=Eq AcId VNaOH×NNaOH+ mMCO EM =Vacid ×Nacid 0.2×0.05+ 2.5 EM мco3 =0.1×0.6EM=50g/eqη=2eq/molEM= M MCO3η50=MMCO2eq/molMMCO3 =100g/mol1×M+1×12+3×16=100M=40g/mol

بالرجوع إلى الجدول الدوري نجد أن العنصر هو الكالسيوم.

طريقة ثانية للحل.

المخطط التالي يوضح إذابة الملح بالحامض وتفاعل الملح بالكامل وبقاء زيادة من الحامض التي تم تسحيحها.

(N×V)=(N×V)NaOH0.6N×V=0.2N×50mlV=16.6ml

N=m(g)EM(g/eq)×1V(L)0.6eq/L=2.5(g)EM(g/eq)×183.4ml×1000ml1L

21-6 أضيف 20mL من محلول برمنكنات البوتاسيوم KMnO₄ تركيزه 0.3N إلى كمية وافية من محلول يوديد البوتاسيوم KI المحمض، فتحررت كمية من اليود I2 التي تم تسحيحها مع محلول ثايوكبريتات الصوديوم M= 158 g/mole)Na₂S₂O₃) حسب التفاعل الآتي:

I₂ + 2Na₂S₂O₃→ 2NaI + Na₂S₄O₆

حيث استهلك 25mL من هذا المحلول للوصول إلى نقطة نهاية التفاعل، احسب:

أ- عيارية محلول Na₂S₂O₃

_{من السؤال فان} m eq I2= meq кмnO4

Na2S2O3(N×V)=(N×V)KMnON×25ml=0.3N×20mlNa2S2O3N=0.24eq/L

ب- عدد غرامات ثايوكبريتات الصوديوم المذابة في 1L من هذا المحلول.

Na2S2O3⟶Na2S4O62+S2+(−2×3)=02+S4+(−2×6)=0S2=+4S2=+5

m(g)=N(eq/L)×V(L)×EM(g/eg)m(g)=0.24(eq/L)×1L×158g/mol1eq/molm(g)=37.92g

22-6 ما كتلة كبريتات الباريوم M = 233g/mol)BaSO₄) التي تترسب تماماً عند مزج كمية كافية من محلول M = 208g/mol) BaCl₂) مع 100mL من حامض الكبريتيك (M=98g/mol، علماً بأن 20mL من نفس الحامض تحتاج إلى 16mL من NaOH تركيزها 0.10M لمعادلته.

2NaOH+H2SO4⟶Na2SO4+2H2O(M×V)H2SO4n=(M×V)NaOHn(M×20ml)H2SO41=(0.1M×16ml)NaOH2M=0.04mol/LH2SO4+BaCl2⟶BaSO4(S)+2HClm(g)=M(mol/L)×M(g/mol)×V(L)m(g)=0.04(mol/L)×233(g/mol)×100ml×1L1000mlm(g)=0.932g