أسئلة المحتوى وإجاباتها

الأملاح والمحاليل المنظمة

أفكر صفحة (54):

ما الحمض والقاعدة اللذان ينتج من تفاعلهما ملح كربونات الليثيوم الهيدروجينية LiHCO₃ .

القاعدة: LiOH ، الحمض: H₂CO₃

أتحقق صفحة (54):

1- أوضح الفرق بين الذوبان والتميه.

2- أحدد الخصائص الحمضية والقاعدية والمتعادلة لمحاليل الأملاح الآتية:

 N₂H₅NO₃ , KNO₃ , NaOCl , CH₃NH₃Cl

N₂H₅NO₃ , CH₃NH₃Cl ملحان حمضيان، NaOCl ملح قاعدي، KNO₃ ملح متعادل.

3- أفسر التأثير القاعدي لمحلول الملح NaOCl .

عند إذابة الملح NaOCl في الماء ينتج أيوني Na⁺ و OCl^-

NaOCl    $\stackrel{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}{\to }$     Na⁺  +  OCl^-

الأيون OCl^- قاعدة مرافقة قوية لحمض ضعيف (HOCl) له القدرة على الارتباط مع البروتون، فيتفاعل مع الماء، وينتج أيونات OH^- .

OCl^-  +  H₂O  $\rightleftharpoons$  HOCl  +  OH^-

الأيون Na⁺ مصدره القاعدة القوية (NaOH) ليس له القدرة على التفاعل مع الماء، فلا ينتج أيونات H₃O⁺ أو OH^- .

وعليه فإن الملح NaOCl قاعدي يزيد من تركيز OH^- في المحلول، فتزداد قيمة pH عند إذابته في الماء.  

أتحقق صفحة (58):

أحسب التغير في الرقم الهيدروجيني لمحلول الحمض H₂SO₃، الذي تركيزه 0.2 M وحجمه 400 mL، إذا أضيف إليه 0.2 mol من الملح NaHSO₃.

علماً أن K_a= 1.3 x 10^-2 و log 5.2 = 0.72 , log 5.1 = 0.71

الحل:

أحسب الرقم الهيدروجيني لمحلول الحمض الضعيف.

يتأين الحمض الضعيف وفق المعادلة:

H₂SO₃  +  H₂O   $\rightleftharpoons$  HSO₃^-  +  H₃O⁺

أكتب قانون ثابت الاتزان:

K_a = $\frac{\left[{{\mathrm{HSO}}_3}^{-}\right] \left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right]}{\left[{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_3\right]}$ = $\frac{{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right]}^2}{\left[{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_3\right]}$   $\Rightarrow$   [HSO₃^-] = [H₃O⁺]

أعوض التراكيز عند الاتزان، وقيمة K_a :

1.3 x 10^-2 = $\frac{{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right]}^2}{0.2}$ 

[H₃O⁺]² = 26 x 10^-4  = 5.1 x 10^-2 M

وبأخذ جذر الطرفين:

[H₃O⁺] = $\sqrt{26 \mathrm{x} {10}^{-4}}$  = 5.1 x 10^-2 M

أحسب قيمة الرقم الهيدروجيني من تركيز الهيدرونيوم:

pH₁ = - log [H₃O⁺]

pH₁ = - log (5.1 x 10^-2) = 2 – log 5.1 = 2 – 0.71 = 1.29

أحسب تركيز الملح المضاف [NaHSO₃] = [HSO₃^-] :

M = $\frac{\mathrm{n}}{\mathrm{V}}$ = $\frac{0.2}{0.4}$ = 0.5 M

يتأين الحمض الضعيف وفق المعادلة:

H₂SO₃  +  H₂O   $\rightleftharpoons$  HSO₃^-  +  H₃O⁺

يتأين الملح NaHSO₃ وفق المعادلة:

NaHSO₃  $\stackrel{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}{\to }$  HSO₃^-  +  Na⁺

أعوض تركيز الحمض وتركيز الأيون المشترك من الملح وقيمة K_a في العلاقة:

K_a = $\frac{\left[{{\mathrm{HSO}}_3}^{-}\right] \left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right]}{\left[{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_3\right]}$ 

1.3 x 10^-2 = $\frac{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right] \mathrm{x} 0.5}{0.2}$

[H₃O⁺] = 0.52 x 10^-2 M

pH₂ = - log [H₃O⁺] = - log (5.2 x 10^-3) = 3 – (0.72) = 2.28

$∆$pH = pH₂ – pH₁ = 2.28 – 1.29 = 0.99

أتحقق صفحة (60):

أحسب الرقم الهيدروجيني pH لمحلول القاعدة C₅H₅N تركيزها 0.2 M عند إضافة 0.2 mol من الملح C₅H₅NHCl إلى 600 mL من المحلول.

log 1.17 = 0.07 , K_b = 1.4 x 10^-9

الحل:

أحسب تركيز الملح المضاف [C₅H₅NH⁺¹] = [C₅H₅NHCl] :

M = $\frac{\mathrm{n}}{\mathrm{V}}$ = $\frac{0.2}{0.6}$  = 0.3 M

تتأين القاعدة الضعيفة وفق المعادلة:

C₅H₅N  +  H₂O $\rightleftharpoons$ C₅H₅NH⁺  +  OH^-    

يتأين الملح NH₄Cl وفق المعادلة:

 ^-1C₅H₅NHCl  $\stackrel{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}{\to }$   C₅H₅NH⁺ +  Cl

أعوض تركيز القاعدة وتركيز الأيون المشترك من الملح وقيمة K_b في العلاقة:

K_b = $\frac{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right] \left[{\mathrm{C}}_5{\mathrm{H}}_5{\mathrm{NH}}^{+}\right]}{\left[{\mathrm{C}}_5{\mathrm{H}}_5\mathrm{N}\right]}$

1.4 x 10^-9 = $\frac{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right] 0.3}{0.2}$

[OH^-] = 0.85 x 10^-9 M

[OH^-] [H₃O⁺] = 1 x 10^-14 K_w =

[H₃O⁺] = $\frac{{\mathrm{K}}_{\mathrm{w}}}{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}$  = $\frac{1 \mathrm{x} {10}^{-14}}{0.85 \mathrm{x} {10}^{-9}}$ = 1.17 x 10^-5 M

pH = - log [H₃O⁺] = -log (1.17 x 10^-5) = 5 – (0.07) = 4.93