أسئلة المحتوى وإجاباتها

أتحقق صفحة (42):

أدرس الجدول (8)، ثم أجيب عن الأسئلة الآتية:

1- أحدد الحمض الأقوى: HCOOH أم H₂CO₃

2- أتوقع أيها له أقل رقم هيدروجيني: محلول الحمض HNO₂ أم محلول الحمض HClO . علماً أن لهما التركيز نفسه.

3- أتوقع أيها يحتوي على أعلى تركيز من أيونات OH^- بين الحموض: HF, HClO, CH₃COOH ؟

الحل:

1- الحمض الأقوى: HCOOH ؛ لأن له قيمة ثابت تأين K_a أعلى.

2- محلول الحمض HNO₂ له أقل رقم هيدروجيني؛ لأن له قيمة ثابت تأين K_a أعلى.  

3- أعلى تركيز من أيونات OH^- في محلول الحمض؛ لأن له قيمة ثابت تأين K_a أقل.   

أتحقق صفحة (43):

أحسب تركيز أيونات H₃O⁺ في محلول حمض النيتروجين (III) HNO₂، الذي تركيزه 0.03 M علماً أن K_a = 4.5 x 10^-4

الحل:

أكتب معادلة تأين الحمض:

HNO₂ + H₂O  $\rightleftharpoons$ H₃O⁺ + NO₂^-

أكتب قانون ثابت تأين الحمض:

K_a = $\frac{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right] \left[{{\mathrm{NO}}_2}^{-}\right]}{\left[{\mathrm{HNO}}_2\right]}$ =  $\frac{{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right]}^2 }{\left[{\mathrm{HNO}}_2\right]}$                          [H₃O⁺] = [NO₂^-]   

أعوض تركيز الحمض عند الاتزان، وقيمة K_a :

4.5 x 10^-4 = $\frac{{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right]}^2 }{0.03}$                            

x² = 4.5 x 10^-4 x 0.03 = 13.5 x 10^-6

وبأخذ جذر الطرفين:

x = [H₃O⁺] = 3.7 x 10^-3 M

أتحقق صفحة (44):

أحسب الرقم الهيدروجيني pH لمحلول حمض الهيدروسيانيك HCN ، الذي تركيزه 0.02 M

علماً أن K_a = 4.9 x 10^-10 , log 3.13 = 0.5

الحل:

أكتب معادلة تأين الحمض:

HCN + H₂O  $\rightleftharpoons$ H₃O⁺ + CN^-

أكتب قانون ثابت الاتزان:

K_a = $\frac{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right] \left[\mathrm{C}{\mathrm{N}}^{-}\right]}{\left[\mathrm{HCN}\right]}$ =  $\frac{{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right]}^2 }{\left[\mathrm{HCN}\right]}$                          [H₃O⁺] = [CN^-]   

أعوض تركيز الحمض عند الاتزان، وقيمة K_a :

4.9 x 10^-10 = $\frac{{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right]}^2 }{0.02}$                            

x² = 4.9 x 10^-10 x 0.02 = 9.8 x 10^-12

وبأخذ جذر الطرفين:

x = [H₃O⁺] = 3.13 x 10^-6 M

أتحقق صفحة (46):

أحسب كتلة حمض الكبريت (IV) H₂SO₃ اللازمة لتحضير محلول منه حجمه 0.4 L ورقمه الهيدروجيني يساوي 1 علماً أن K_a = 1.3 x 10^-2 ,Mr = 82 g/mol  

الحل:

أحسب تركيز أيون H₃O⁺ من قيمة الرقم الهيدروجيني:

[H₃O⁺] = 10^-pH

[H₃O⁺] = 10^-pH = 10^-1 = 1 x 10^-1 M

أكتب معادلة ثابت تأين الحمض:

H₂SO_{3 (aq)}  +  H₂O _(l)  $\rightleftharpoons$  HSO₃^- _(aq)  +  H₃O⁺ _(aq)

أكتب قانون ثابت تأين الحمض:

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

أعوض تركيز أيون الهيدرونيوم عند الاتزان، وقيمة K_a :

1.3 x 10^-2 = $\frac{{(1 \mathrm{x} {{10}^{-}}^1)}^2}{\left[{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_3\right]}$                            

[H₂SO₃] = 0.77 M

أحسب عدد مولات الحمض (n) من تركيز الحمض وحجمه:

n = M x V = 0.77 x 0.4 = 0.3 mol

أحسب كتلة الحمض (m) من عدد مولاته وكتلته المولية:

m = n x Mr = 0.3 x 82 = 24.6 g

أتحقق صفحة (47):

بالرجوع إلى الجدول (9)، أجيب عن الأسئلة الآتية:

1- أتوقع المحلول الذي له أقل رقم هيدروجيني NH₃ أم C₅H₅N . علماً أن لهما التركيز نفسه.

2- أحدد القاعدة الأقوى في الجدول.

3- أحدد القاعدة التي يكون حمضها المرافق أقل رقم هيدروجيني: CH₃NH₂ أم N₂H₄

الحل:

1- المحلول الذي له أقل رقم هيدروجيني هو: C₅H₅N ؛ لأن لها قيمة K_b أقل.

2- القاعدة الأقوى في الجدول هي: C₂H₅NH₂ ؛ لأن لها قيمة K_b أعلى.

3- القاعدة التي يكون حمضها المرافق أقل رقم هيدروجيني هي: N₂H₄

أتحقق صفحة (48):

تتأين الهيدرازين N₂H₄ ذات التركيز 0.04 M ، وفق المعادلة الآتية:

N₂H_{4 (aq)}  +  H₂O _(l)  $\rightleftharpoons$  N₂H₅⁺ _(aq)  +  OH^- _(aq)

أحسب تركيز أيونات OH^- في المحلول. علماً أن ثابت تأين الهيدرازين K_b = 1.7 x 10^-6

الحل:

أكتب معادلة تأين القاعدة:

N₂H_{4 (aq)}  +  H₂O _(l)  $\rightleftharpoons$  N₂H₅⁺ _(aq)  +  OH^- _(aq)

أكتب قانون ثابت تأين الحمض:

K_b = $\frac{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right] \left[{{\mathrm{N}}_2{\mathrm{H}}_5}^{+}\right]}{\left[{\mathrm{N}}_2{\mathrm{H}}_4\right]}$ =  $\frac{{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}^2 }{\left[{\mathrm{N}}_2{\mathrm{H}}_4\right]}$                          [OH^-] = [N₂H₅⁺]   

أعوض تركيز القاعدة عند الاتزان، وقيمة K_b :

1.7 x 10^-6 = $\frac{{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}^2 }{0.04}$                            

x² = 1.7 x 10^-6 x 0.04 = 6.8 x 10^-8

وبأخذ جذر الطرفين:

x = [OH^-] = 2.6 x 10^-4 M

أتحقق صفحة (49):

أحسب الرقم الهيدروجيني لمحلول الأمونيا NH₃ ، الذي تركيزه 0.02 M علماً أن:

log 1.66 = 0.22 , K_b = 1.8 x 10^-5

الحل:

أكتب معادلة تأين القاعدة:

NH_{3 (aq)}  +  H₂O _(l)   $\rightleftharpoons$  NH₄⁺ _(aq)  +  OH^- _(aq)

أكتب قانون ثابت تأين الحمض:

K_b = $\frac{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right] \left[{{\mathrm{NH}}_4}^{+}\right]}{\left[{\mathrm{NH}}_3\right]}$ =  $\frac{{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}^2 }{\left[{\mathrm{NH}}_3\right]}$                          [OH^-] = [NH₄⁺]   

أعوض تركيز القاعدة عند الاتزان، وقيمة K_b :

1.8 x 10^-5 = $\frac{{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}^2 }{0.02}$                            

x² = 1.8 x 10^-5 x 0.02 = 36 x 10^-8

وبأخذ جذر الطرفين:

x = [OH^-] = 6 x 10^-4 M

أحسب قيمة تركيز H₃O⁺ من علاقة K_w :

[OH^-] [H₃O⁺] = 1 x 10^-14 K_w =

 0.166 x 10^-10 = 1.66 x 10^-11 M [H₃O⁺] = $\frac{\mathrm{Kw}}{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}$ = $\frac{1 \mathrm{x} {10}^{{-}^{14}}}{6 \mathrm{x} {10}^{{-}^4}}$ =

أحسب قيمة pH :

pH = - log [H₃O⁺]

pH = - log (1.66 x 10^-11) = 11 – log 1.66 = 11 – 0.22 = 10.78

أتحقق صفحة (50):

أحسب ثابت تأين القاعدة بيوتيل أمين C₄H₉NH₂، التي تركيزها 0.4 M ورقمها الهيدروجيني 12

الحل:

أحسب تركيز H₃O⁺ من قيمة pH :

[H₃O⁺] = 10^-pH = 10^-12 = 1 x10^-12 M

أحسب قيمة تركيز OH^- من علاقة K_w :

[OH^-] [H₃O⁺] = 1 x 10^-14 K_w =

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

أكتب معادلة تأين القاعدة:

C₄H₉NH_{2 (aq)}  +  H₂O _(l)   $\rightleftharpoons$  C₄H₉NH₃⁺ _(aq)  +  OH^- _(aq)

أكتب قانون ثابت تأين الحمض:

K_b = $\frac{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right] \left[{\mathrm{C}}_4{\mathrm{H}}_9{{\mathrm{NH}}_3}^{+}\right]}{\left[{\mathrm{C}}_4{\mathrm{H}}_9{\mathrm{NH}}_2\right]}$ =  $\frac{{\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}^2 }{\left[{\mathrm{C}}_4{\mathrm{H}}_9{\mathrm{NH}}_2\right]}$                          [OH^-] = [C₄H₉NH₃⁺]   

أعوض تركيز القاعدة وتركيز أيون الهيدروكسيد عند الاتزان:

K_b = $\frac{{(1 \mathrm{x} {10}^{-2})}^2 }{0.4}$                            

K_b = 0.25 x 10^-3