حل اسئلة التفكير الناقد والمراجعات

91. اكتب معادلة تفاعل التأين وتعبير ثابت تأين القاعدة للإيثيل أمين C2H₅NH₂ في الماء.

$\begin{array}{r}{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5{\mathrm{NH}}_{2\text{ (aq) }}+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\text{(I) }}\leftrightharpoons {\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5{{{\mathrm{NH}}_3}^{+}}_{\text{(aq) }}+{{\mathrm{OH}}^{-}}_{\text{(aq) }}\\ \\ K_{\mathrm{b}}=\frac{\left[{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5{{\mathrm{NH}}_3}^{+}\right]\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}{\left[{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5{\mathrm{NH}}_2\right]}\\ \end{array}$

92. كم mL من محلول HCl الذي تركيزه 0.225m يحتاج إليه لمعايرة 6.00g من KOH؟

اكتب معادلة التفاعل واحسب عدد مولات :KOH:

HCl + KOH → KCl + H₂O

$6.00 \mathrm{g} \mathrm{KOH}\times \frac{1 \mathrm{mol} \mathrm{KOH}}{56.11 \mathrm{g} \mathrm{KOH}}=0.107\mathrm{mol} \mathrm{KOH}$

احسب عدد مولات:KOH:

$0.107\mathrm{mol} \mathrm{KOH}\times \frac{1\mathrm{mol} \mathrm{HCl}}{1\mathrm{mol} \mathrm{koH}}=0.107 \mathrm{mol} \mathrm{HCl}$

احسب الحجم:

$V=0.107 \mathrm{mol}\times \frac{1 L}{0.225 \mathrm{mol}}\times \frac{1000mL}{1L}=475 mL HCL$

93. ما قيمة pH لمحلول تركيزه 0.200m من حمض الهيبوبروموز HBrO؟ إذا علمت أن ^9-K_a = 2.8 × 10؟

$\begin{array}{c}{K}_b=\frac{(x{)}^2}{\left[\mathrm{HBrO}\right]}\\ \left[H^{+}\right]=x=\sqrt{2.8\times {10}^{-9}\times 0.2}=2.37\times {10}^{-5}\\ PH=-\log \left[H^{+}\right]=-\log \left(2.37\times {10}^{-5}\right)=4.63\end{array}$

94. أي مما يأتي حمض متعدد البروتونات؟ اكتب معادلات تأين متتالية للأحماض المتعددة البروتونات في الماء.

H₃BO₃ .a

CH₃COOH .b

HNO₃ .c

H₂SeO₃ .d

يعدّ كلٌّ من a وd حمضاً متعدد البروتونات.

H₃BO_3(aq) $\rightleftharpoons$H⁺_(aq) + H₂BO^-_3(aq)

H₂BO_3(aq) $\rightleftharpoons$ H⁺_(aq) + HBO^2- _3(aq)

HBO^2-_3(aq) $\rightleftharpoons$ H⁺_(aq) + BO^3-_3(aq)

H₂SeO_{3 (aq)} $\rightleftharpoons$ H⁺_(aq) + HSeO^-_{3 (aq)}

HSeO^-_3(aq) $\rightleftharpoons$ H⁺ _(aq) + SeO^2-_3(aq)

95. اكتب معادلتين كيميائيتين موزونتين لتأين حمض الكربونيك في الماء وحدد زوج الحمض والقاعدة المرافقين في كل معادلة.

H₂CO_{3 (aq)} + H₂O_(l) $\rightleftharpoons$ H₃O⁺ _(aq) + HCO^-_3(aq)

حمض (H₂CO_{3 (aq)}) قاعدته المرافقة (HCO^-_3(aq)) القاعدة هي (H₂O) والحمض المرافق هوH₃O⁺ _(aq)

HCO_3(aq) + H₂O_(l)$\rightleftharpoons$H₃O⁺ _(aq) + CO^2-_3(aq)

الحمض (HCO^-₃) والقاعدة المرافقة (CO ^2- ₃ القاعدة H₂O_(l) والحمض المرافق ⁺H₃O

96. تكرير السكر. يستعمل هيدروكسيد الإسترانشيوم في تكرير سكر الشمندر ويمكن إذابة 4.1g فقط من هيدروكسيد الإسترانشيوم في 1l من الماء عند درجة حرارة 273l فإذا كانت ذوبانية هيدروكسيد الإسترانشيوم منخفضة إلى هذه الدرجة فاشرح لماذا يمكن اعتباره قاعدة قلوية قوية؟

يتفكك Sr(OH)₂ الذائب في الماء جميعه مكوناً أيونات ⁺Sr² و^-OH.

97. ما تراكيز أيونات ^-OH في محاليل لها قيم pH الآتية: 3.00 و6.00 و9.00 و12.00 عند درجة حرارة 298k؟ وما قيم pOH لها؟

عند pH=3

pOH = 14.00 - 3.00 = 11.00

[OH^-] = antilog (-11.00) = 10×10^-11

عند pH=6

pOH = 14.00 - 6.00 = 8.00

[OH^-] = antilog (-8.00) = 1.0×10^-8

عند pH=9
pOH = 14.00 - 9.00 = 5.00
[OH^-] = antilog (-5.00) = 1.0×10^-5

عند pH=12
pOH = 14.00 - 12.00 = 2.00
[OH^-] = antilog(-2.00) = 1.0×10^-2

98. جهاز pH في الشكل 31 - 3 مغموس في محلول حمض أحادي البروتون HA تركيزه 0.200m عند درجة حرارة $\mathrm{k}$303 ما قيمة K_a للحمض عند درجة حرارة 303k؟

$$\begin{gathered} \left[H^{+}\right]={10}^{-PH}={10}^{-3.10}=7.9\times {10}^{-4}M \\ {K}_a=\frac{7.9\times {10}^{-4}\times 7.9\times {10}^{-4}}{0.2-7.9\times {10}^{-4}}=3.1\times {10}^{-6} \end{gathered}$$

99. اكتب المعادلة الكيميائية للتفاعل الذي يحدث عند إضافته إلى المحلول المنظم H2PO₄^- / HPO^-₄ قاعدة.

${\mathrm{OH}}_{\left(aq\right)}^{-}+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{PO}}_4^{-}\rightleftarrows {\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(l\right)}+{\mathrm{HPO}}_{4\left(aq\right)}^{2-}$

100. انقد العبارة الآتية: "يجب اعتبار المادة التي تحتوي صيغتها الكيميائية على مجموعة الهيدروكسيل قاعدة".

هذه الجملة مضلِّلة إذا كانت المادة تتفكك أو تتفاعل مع الماء لتنتج أيونات الهيدروكسيد في المحلول فإنَّها ُ تعد قاعدة ولكن هناك مواد كالأحماض العضوية تحتوي على مجموعات الهيدروكسيل المرتبطة بحيث تعطي أيونات الهيدروجين في الماء فتنتج محاليل حمضية.

101. حلل واستنتج. هل يمكن أن يصنف المحلول حمضاً بحسب برونستد – لوري ولا يصنف حمضاً بحسب قاعدة أرهينيوس؟ وهل يمكن أن يكون حمضاً بحسب نموذج برونستد - لوري وليس حمضاً بحسب نموذج أرهينيوس؟ هل يمكن ألا يصنف حمض لويس بوصفه حمض أرهينيوس أو برونستد – لوري؟ اشرح ذلك مع ذكر أمثلة.

جميع أحماض أرهينيوس هي أحماض برونستد– لوري أيضاً ومعظم أحماض برونستد– لوري هي أحماض أرهينيوس عندما تكون في محلول مائي ومن أمثلتها: (HCl، H₂SO₄ ، H₃PO₄) أحماض لويس هي مستقبلات أزواج إلكترونات بما أن أيون الهيدروجين يتقبل زوج إلكترونات فجميع أحماض أرهينيوس وبرونستد– لوري هي أيضاً أحماض لويس وبعض أحماض لويس ليست أحماض أرهينيوس ولا برونستد–لوري مثل: BF₃.

102. طبق المفاهيم. استعمل ثابت تأين الماء عند درجة حرارة 298k لتفسير لماذا ينبغي للمحلول الذي قيمة pH له 3.0 أن تكون قيمة pOH له = 11.0؟

لأن:

^{14 -}10= [ H + ][^- OH ]

[ ⁺H ]= 10 ^-3

وهذا يعني أن:

[^-OH]= 10 ^-11

103. حدد. أحماض وقواعد لويس في التفاعلات الآتية:
H⁺ + O H ^- $\rightleftharpoons$H₂O .a

حمض لويس: ⁺ H و H₂O . قاعدة لويس:^- OH

Cl ^- + BCl₃ $\rightleftharpoons$BCl^4- .b

حمض لويس:₃ BCl قاعدة لويس:BCl^-₄

SO₃ + H2O $\rightleftharpoons$ H₂SO₄ .c

حمض لويس: SO₃ . قاعدة لويس:H₂O

104. تفسير الرسوم العلمية. ارسم منحنى الرقم الهيدروجيني pH مقابل الحجم الناتج عن معايرة حمض ثنائي البروتونات بمحلول NaOH تركيزه 0.10m.

يجب أن يبين المنحنى أن pH تزيد بسرعة أكبر قبل المنطقة الأفقية وبعدها قرب نقطة التكافؤ حيث سيكون هناك سطح أُفقي أكثر.

105. السبب والنتيجة. وضح كيف يعمل المحلول المنظم من خلال النظام المنظم C₂H₅NH₃⁺/C₂H₅NH₂؟ وبّين مستعيناً بالمعادلات كيف يتأثر نظام (القاعدة الضعيفة/ الحمض المرافق) عند إضافة كميات صغيرة من الأحماض والقواعد إلى محلول هذا النظام؟

C₂H₅NH⁺_{3( aq)} $\rightleftharpoons$ H⁺_{( aq)} + C₂H₅NH^-_2(aq)

عند إضافة حمض يتَّجه الاتزان إلى اليسار، وعند إضافة قاعدة تتحد أيونات ^- OH المضافة مع أيونات ⁺ H ويتجه التفاعل إلى اليمين.

106. طبق المفاهيم. تتغير قيمة K_w كغيرها من ثوابت الاتزان بحسب درجة الحرارة K_w يساوي ^15-10 × 2.92 عند 10C و ^14-10× 1.0 عند 25C و^14-10× 2.92 عند 40C في ضوء هذه المعلومات احسب قيم pH للماء النقي عند درجات الحرارة الثلاث هذه وقارن بينها هل يصح القول إن pH للماء النقي دائماً 7.0؟ اشرح إجابتك.

للماء النقي عند pH ،10°C تساوي7.268 وعند pH،25°C تساوي 6.998 وعند pH ،40°C تساوي 6.767 من الخطأ أن نقول أنّ pH للماء النقي دائًماً 7.0 لأنّ pH للماء النقي يساوي 7.0 فقط عند 25C، أو $\mathrm{k}$ 298.

107. توقع. يستعمل حمض الساليسليك المبين في الشكل 32 - 3 في تحضير الأسبرين بناء على معرفتك بالهيدروجين القابل للتأين في جزيء حمض الخل CH₃COOH توقع أي ذرات الهيدروجين في حمض الساليسليك قد تكون قابلة للتأين؟

يحتمل أن تتأين فقط ذرة الهيدروجين الموجودة في مجموعة. COOH.

108. لديك 20.0ml من محلول حمض ضعيف HX و^6- Ka = 2.14 × 10. وقد وجد أن pH للمحلول 3.800. ما كمية الماء المقطر التي يجب إضافتها إلى المحلول لرفع pH إلى 4.000؟

أضف 30.1ml من الماء المقطر إلى كل 20.0ml من المحلول الأصلي.

109. عند حرق 5.00g من مركب في مسعر ارتفعت درجة حرارة 2.00kg من الماء منْ 24.5c إلىْ 240.5c ما كمية الحرارة التي تنطلق عند حرق 1.00mol من المركب (الكتلة المولية = 46.1g/mol)؟

$\begin{array}{c}q=c\times M\times \mathrm{\Delta }T\\ \mathrm{\Delta }T={40.5}^{\circ }\mathrm{C}-{24.5}^{\circ }\mathrm{C}={16}^{\circ }\mathrm{C}\\ 5g\times \frac{1 \mathrm{m}L}{46.1 g}=0.108 \mathrm{mo}L\\ q=\left(4.184 \frac{J}{g{.}^{\circ }\mathrm{C}}\right)\times 2\times {10}^3 \mathrm{g}\times {16}^{\circ }\mathrm{C}=1.34\times {10}^5 \mathrm{J}\\ \frac{1.34\times {10}^5 \mathrm{J}}{0.108 \mathrm{mo}L}\times \frac{1 \mathrm{KJ}}{1000 J }=1240 \frac{kj}{moL}\end{array}$

110. يتفاعل الهيدروجين والفلور لتكوين HF بحسب معادلة الاتزان الآتية:

H_2(g) + F_2(g)$\rightleftharpoons$2HF $∆$H =-538KJ هل تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى زيادة كمية المادة الناتجة؟ اشرح ذلك.

التفاعل طارد للحرارة لأن إشارة H$∆$ سالبة ولذلك تنتج حرارة من التفاعل وبحسب مبدأ لوتشاتييليه فإن رفع درجة الحرارة سيؤدي إلى إزاحة الاتزان نحو اليسار ومن ثم إلى تقليل كمية المادة الناتجة وليس زيادتها.

111. يبين الشكل 33 - 3 تغير الطاقة في أثناء سير تفاعل ما.

a. هل التفاعل طارد أم ماص للطاقة؟

التفاعل طارد للحرارة لأن طاقة المواد الناتجة أعلى من طاقة المواد المتفاعلة.

b. ما عدد الخطوات التي يحدث فيها التفاعل؟

خطوتان لأن المنحنى يظهر طاقتي تنشيط.