محاليل القواعد القوية

Strong Bases Solutions

ترتبط قوة القواعد بقدرتها على التأين في الماء، وهذا ما يعرف بقوة القاعدة.

القواعد القوية (NaOH , KOH , LiOH) تتأين كلياً في الماء؛ وعند إضافة القاعدة إلى الماء ينزاح الاتزان في معادلة تأين الماء نحو اليسار، فيقل تركيز H₃O⁺ مع بقاء قيمة K_w ثابتة.

وعند إضافة القاعدة إلى الماء يكون لأيونات الهيدروكسيد مصدران، هما:

1. التأين الذاتي للماء، وتهمل لضآلتها.
2. القاعدة المضافة، ويعتبر المصدر الرئيس لأيونات OH^- في المحلول؛ لأن القاعدة القوية تتفكك كلياً. 

أي أن:

[OH^-] = [Base]

مثال (1):

أحسب تركيز H₃O⁺ وتركيز OH^- في محلول يحتوي على 1 x 10^-1 M من هيدروكسيد الصوديوم NaOH .

الحل:

معادلة تأين القاعدة:

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

[OH^-] = [NaOH] = 1 x 10^-1 M

[H₃O⁺] [OH^-] = 1 x 10^-14 K_w =

[H₃O⁺] = $\frac{\mathrm{Kw}}{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}$ =  $\frac{1 \mathrm{x} {10}^{{-}^{14}}}{1 \mathrm{x} {10}^{{-}^1}}$ = 1 x 10^-13 M

مثال (2):

أحسب تركيز H₃O⁺ وتركيز OH^- في محلول يحتوي على 0.5 x 10^-3 M من هيدروكسيد الليثيوم LiOH .

الحل:

معادلة تأين القاعدة:

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

[OH^-] = [LiOH] = 0.5 x 10^-3 M

[H₃O⁺] [OH^-] = 1 x 10^-14 K_w =

[H₃O⁺] = $\frac{\mathrm{Kw}}{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}$ = $\frac{1 \mathrm{x} {10}^{{-}^{14}}}{0.5 \mathrm{x} {10}^{-3}}$ = 2 x 10^-11 M

مثال (3):

أحسب تركيز H₃O⁺ وتركيز OH^- في محلول ناتج من إضافة 8 g من NaOH إلى 500 mL من الماء، إذا علمت أن Mr_(NaOH) = 40 g/mol  .

الحل:

أحسب عدد مولات القاعدة (n) في المحلول:

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

أحسب تركيز القاعدة (M) في المحلول:

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

معادلة تأين القاعدة:

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

[OH^-] = [NaOH] = 0.4 M

[H₃O⁺] [OH^-] = 1 x 10^-14 K_w =

[H₃O⁺] = $\frac{\mathrm{Kw}}{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}$ = $\frac{1 \mathrm{x} {10}^{{-}^{14}}}{4 \mathrm{x} {10}^{{-}^1}}$ = 0.25 x 10^-13 M

مثال (4):

أي المحلولين الآتيين أكثر قاعدية:

محلول KOH تركيزهM  4 x 10^-2 ، أم محلول LiOH حُضّر بإذابة 2.5 x 10^-4 mol منه في 400 mL من الماء.

الحل:

أحسب تركيز محلول القاعدة LiOH :

M =  $\frac{\mathrm{n}}{\mathrm{V}}$ = $\frac{2.5 \mathrm{x} {10}^{-4} \mathrm{mol}}{0.4 \mathrm{L}}$ = 6.25 x 10^-4 M

القاعدتان قويتان، وتتفككان كلياً في الماء، وعليه يكون:

[OH^-] = [KOH] = 4 x 10^-2 M

[OH^-] = [LiOH] = 6.25 x 10^-4 M

إذن محلول القاعدة KOH أكثر قاعدية من محلول القاعدة LiOH ؛ لأن تركيز OH^- فيه أعلى.

مثال (5):

أحسب كتلة (LiOH) المذابة في 2.5 L من المحلول إذا كان تركيز OH^- في المحلول يساوي 1 x 10^-1 M

علماً أنّ: (Mr H = 1 g/mol , Mr O = 16 g/mol , Mr Li = 7 g/mol ، K_w = 1 x 10^-14

الحل:

معادلة تأين القاعدة:

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

أحسب تركيز القاعدة من تركيز OH^- :

[OH^-] = [LiOH] = 1 x 10^-1 M

أحسب عدد مولات القاعدة (n):

n = M x V = 1 x 10^-1 M x 2.5 L = 2.5 x 10^-1 mol

أحسب الكتلة المولية (Mr) للقاعدة LiOH ، ومنها أحسب كتلة القاعدة:

Mr = 7 + 16 + 1 = 24 g/mol

m = n x Mr = 2.5 x 10^-1 mol x 24 g/mol = 6 g

مثال (6):

كأس تحتوي على 250 mL من الماء النقي، أضيف إليها 1.4 g من KOH . أحسب التغير الذي طرأ على تركيز OH^- عند إضافة القاعدة إلى الماء (أهمل التغير في الحجم).

علماً أن  Mr_(KOH) = 56 g/mol  ، Kw = 1 x 10^-14

الحل:

في الماء النقي يكون:

[OH^-] = 1 x 10^-7 M

عند إضافة القاعدة القوية KOH إلى الماء النقي يهمل تركيز أيونات OH^- القادم من الماء النقي لضآلته، وتحسب فقط من القاعدة المضافة.

أحسب عدد مولات القاعدة (n) في المحلول:

n =  $\frac{\mathrm{m}}{Mr}$ = $\frac{1.4 \mathrm{g}}{56 \mathrm{g}/\mathrm{mol}}$ = 0.025 mol

أحسب تركيز القاعدة (M) في المحلول:

M =  $\frac{\mathrm{n}}{\mathrm{V}}$ = $\frac{0.025 \mathrm{mol}}{0.25 \mathrm{L}}$ = 0.1 M

معادلة تأين القاعدة:

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

[OH^-] = [KOH] = 0.1 M

التغير في تركيز OH^- من 1 x 10^-7 M إلى 1 x 10^-1 M .