أسئلة المحتوى وإجاباتها

الرقم الهيدروجيني ومحاليل الحموض والقواعد القوية

أتحقق صفحة (24):

يبين الجدول الآتي تراكيز H₃O⁺ و OH^- لثلاثة محاليل. أكمل الفراغات في الجدول بما يناسبها:

أتحقق صفحة (26):

أحسب تركيز H₃O⁺ وتركيز OH^- في محلول حمض النيتريك HNO₃ تركيزه 0.04 M

الحل:

معادلة تأين الحمض:

HNO₃ + H₂O → H₃O⁺ + NO₃^-

[H₃O⁺] = [HNO₃] = 4 x 10^-2 M

[H₃O⁺] [OH^-] = 1 x 10^-14 K_w =

[OH^-] = $\frac{{\mathrm{K}}_{\mathrm{w}}}{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right]}$ = $\frac{1 \mathrm{x} {10}^{-14}}{4 x {{10}^{-}}^2}$ = 0.25 x 10^-12 = 2.5 x 10^-13 M

أتحقق صفحة (28):

أحسب تركيز H₃O⁺ وتركيز OH^- في المحاليل الآتية:

1- محلول القاعدة هيدروكسيد البوتاسيوم KOH الذي تركيزه 0.5 M

2- محلول جرى تحضيره بإذابة 8 g من بلورات هيدروكسيد الصوديوم NaOH في 200 mL من الماء.

علماً أن = 40 g/mol(NaOH) Mr

الحل:

1- معادلة تأين القاعدة:

KOH $\stackrel{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}{\to }$ K⁺ + OH^-

[OH^-] = [KOH] = 0.5 M

[H₃O⁺] [OH^-] = 1 x 10^-14 K_w =

[H₃O⁺] = $\frac{{\mathrm{K}}_{\mathrm{w}}}{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}$ = $\frac{1 \mathrm{x} {10}^{-14}}{5 x {{10}^{-}}^1}$ = 0.2 x 10^-13 = 2 x 10^-14 M

2-

أحسب عدد مولات القاعدة (n) في المحلول:

n = $\frac{\mathrm{m}}{Mr}$ = $\frac{8}{40}$ = 0.2 mol

أحسب تركيز الحمض (M) في المحلول:

M = $\frac{\mathrm{n}}{\mathrm{V}}$ = $\frac{0.2}{0.2}$ = 1 M

معادلة تأين القاعدة:

NaOH $\stackrel{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}{\to }$ Na⁺ + OH^-

[OH^-] = [NaOH] = 1 M

[H₃O⁺] [OH^-] = 1 x 10^-14 K_w =

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

أتحقق صفحة (29):

1- أحدد الرقم الهيدروجيني للمحاليل الآتية:

أ) محلول H₃O⁺ فيه يساوي 10^-3 M

ب) محلول تركيز H₃O⁺ فيه يساوي 10^-12 M

2- أستنتج أيّ المحلولين السابقين حمضي وأيهما قاعدي.

الحل:

1- المحلول (أ) قيمة الرقم الهيدروجيني يساوي (3)، والمحلول (ب) قيمة الرقم الهيدروجيني يساوي (12).

2- المحلول (أ) حمضي، والمحلول (ب) قاعدي.

أفكر صفحة (30):

أستنتج تركيز المحلول إذا كان رقمه الهيدروجيني يساوي صفراً (pH = 0).

الحل:

[H₃O⁺] = 10^-pH = 10⁰ = 1 M

أتحقق صفحة (32):

1- أحسب pH لمحلول حمض الهيدرويوديك HI تركيزه 0.03 M علماً أن log 3 = 0.48 .

2- أحسب [H₃O⁺] لعينة من عصير البندورة رقمها الهيدروجيني يساوي 4.3

علماً log 5 = 0.7 .

3- أحسب pH لمحلول القاعدة هيدروكسيد الليثيوم LiOH تركيزه 0.004 M علماً أن log 2.5 = 0.4 .

الحل:

1- معادلة تأين الحمض:

HI + H₂O → H₃O⁺ + I^-

[H₃O⁺] = [HI] = 0.03 M = 3 x 10^-2 M

pH = - log [H₃O⁺]

pH = - log (3 x 10^-2) = 2 – log 3 = 2 - 0.48 = 1.52

2-

[H₃O⁺] = 10^-pH = 10^-4.3 = 5 x 10^-5 M

3- معادلة تأين القاعدة:

LiOH $\stackrel{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}{\to }$ Li⁺ + OH^-

[OH^-] = [NaOH] = 4 x 10^-3 M

[H₃O⁺] [OH^-] = 1 x 10^-14 K_w =

[H₃O⁺] = $\frac{{\mathrm{K}}_{\mathrm{w}}}{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}$ = $\frac{1 \mathrm{x} {10}^{-14}}{4 \mathrm{x} {10}^{-3}}$ = 0.25 x 10^-11 M = 2.5 x 10^-12 M

pH = - log [H₃O⁺]

pH = - log (2.5 x 10^-12) = 12 – log 2.5 = 12 - 0.4 = 11.6

أتحقق صفحة (33):

1- أحسب الرقم الهيدروكسيلي pOH لمحلول هيدروكسيد الليثيوم LiOH تركيزه 0.004 M

(علماً log 4 = 0.6).

2- أحسب [OH^-] لعبوة مكتوب عليها أن الرقم الهيدروكسيلي pOH يساوي 3.2

(علماً log 6.3 = 0.8).

الحل:

1-

معادلة تأين القاعدة:

LiOH $\stackrel{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}{\to }$ Li⁺ + OH^-

pOH = - log [OH^-]

pOH = - log (4 x 10^-3) = 3 – log 4 = 3 – 0.6 = 2.4

2-

[OH^-] = 10^-pOH = 10^-3.2 = 6.3 x 10^-4

أتحقق صفحة (34):

أحسب كلاً من pH و pOH لكل من المحاليل الآتية:

1- محلول تركيز أيونات H₃O⁺ فيه يساوي 10^-5 M

2- محلول تركيز أيونات OH^- فيه يساوي 10^-4 M

الحل:

1-

pH = - log [H₃O⁺]

pH = - log (1 x 10^-5) = 5

pH + pOH = 14

pOH = 14 – 5 = 9

2-

pOH = - log [OH^-]

pOH = - log (1 x 10^-4) = 4

pH + pOH = 14

pOH = 14 – 4 = 10

أتحقق صفحة (37):

أحسب تركيز محلول القاعدة KOH إذا تعادل 20 mL منه تماماً مع 30 mL من محلول الحمض HBr تركيزه 0.2 M وفق المعادلة الآتية:

HBr _(aq) + KOH _(aq) → KBr _(aq) + H₂O _(l)

عند نقطة التعادل يكون:

عدد مولات الحمض = عدد مولات القاعدة

n _(KOH) = n _(HBr)

(M x V) _KOH = (M x V) _HBr

(M x 0.02) = (0.2 x 0.03)

M_KOH = 0.3 M

أتحقق صفحة (38):

أستعين بالجدول (7) في تحديد لون الكاشف في كل من المحاليل الآتية:

1- الميثيل الأحمر في محلول قاعدي. (أصفر)

2- البروموثايمول الأزرق في محلول حمضي. (أزرق)