الكيمياء11 فصل أول

حل أسئلة مُراجعة الدرس

1- الفكرةُ الرئيسة: أستنتجُ أهمية المادة المُحدّدة للتفاعُل في التفاعُلِ الكيميائي.

تحدد سير التفاعل وعوامل التحكم فيه وضبطه وتحديد كمية مادة فائضة أو مادة ناتجة.

2- أوضّح المقصود بالمادة المُحدّدة للتفاعُل، المادة الفائضة عن التفاعُل.

المادة المحددة للتفاعل: المادة المتفاعلة التي تستهلك كليا في التفاعل وتحدد كمية المادة الناتجة.
المادة الفائضة: المادة المتفاعلة التي لم تستهلك كليا في أثناء التفاعل حيث تبقى منها كمية زائدة.

3- يتفاعُل 35.8g من S₈ مع 84.2g من غاز الميثان CH₄ لإنتاج ثاني كبريتيد الكربون CS₂ ، وفقَ
المعادلة الكيميائية الموزونة الآتية:    2CH_4(g) + S_8(s) → 2CS_2(l) + 4H₂S_(g)

   أ. أستنتجُ المادة المُحدّدة للتفاعُل.

  ب. أستخدم الأرقام أحسبُ كتلة المادة الفائضة المتبقية بعد أنتهاء التفاعُل.

   ج. أستخدم الأرقام أحسبُ كتلة CS₂ الناتجة.

   د. أستخدم الأرقام أحسبُ المردود المئويّ للمُركّب CS₂ ، علمًا أنه تمّ الحصول فعليًّا على 12g منه.

الحل:

عدد مولات المواد المتفاعلة: 

$$\begin{gathered} \mathrm{n} {\mathrm{S}}_8 = \frac{\mathrm{m}}{\mathrm{Mr}} = \frac{35.8 \mathrm{g}}{258 \mathrm{g}/\mathrm{mol}} = 0.14 \mathrm{mol} \\ \mathrm{n} {\mathrm{CH}}_4 = \frac{\mathrm{m}}{\mathrm{Mr}} = \frac{84.2 \mathrm{g}}{16 \mathrm{g}/\mathrm{mol}} = 5.26 \mathrm{mol} \end{gathered}$$

النسبة المولية من المعادلة:

$\frac{2 \mathrm{mol} {\mathrm{CH}}_4}{1 \mathrm{mol} {\mathrm{S}}_8}$

عدد مولات CH₄ اللازمة للتفاعل:

$\frac{2 \mathrm{mol} {\mathrm{CH}}_4}{1 \mathrm{mol} {\mathrm{S}}_8} \times 0.14\mathit{ }mol S_8 = 0.28 mol\mathit{ }{\mathrm{CH}}_4$

أ) عدد مولات CH₄ المطلوبة 0.28g والمتوافرة 5.26g (المادة المحددة للتفاعل S₈ والمادة الفائضة CH₄)

ب) الكتلة التي تفاعلت: 

$$\begin{gathered} {\mathrm{m}}_{{\mathrm{CH}}_4} = \mathrm{Mr} \times \mathrm{n} \\ = 16 g\mathit{/}mol \times 0.28 mol\mathit{ }\mathit{=}\mathit{ }4.48\mathit{ }g\mathit{ } \end{gathered}$$

كتلة المادة الفائضة (الفرق بين الكتلة المتوافرة والكتلة المتفاعلة):

$84.2 - 4.48 = 79.72 \mathrm{g} \mathrm{of} {\mathrm{CH}}_4$

ج) عدد مولات CS₂ الناتجة:

$\frac{2 \mathrm{mol} {\mathrm{CS}}_2}{1 \mathrm{mol} {\mathrm{S}}_8} \times 0.14 mol {\mathrm{S}}_8 = 0.28 mol {\mathrm{CS}}_2$

كتلة المادة الناتجة:

$$\begin{gathered} \mathrm{m} = \mathrm{n} \times \mathrm{Mr} \\ = 0.28 mol \times 76 g\mathit{/}mol = 21.28 g {\mathrm{CS}}_2 \end{gathered}$$

د) المردود المئوي %Y

$$\begin{gathered} \mathrm{Y}\% = \frac{{\mathrm{A}}_{\mathrm{y}}}{{\mathrm{P}}_{\mathrm{y}}} \times 100\% \\ \mathrm{Y}\%= \frac{12 \mathrm{g} {\mathrm{CS}}_2}{21.28 \mathrm{g} {\mathrm{CS}}_2} \times 100\% = 56.4\% \end{gathered}$$

---

4- أستنتجُ المادة المُحدّدة في التفاعُلِ الآتي:

CaC_2(S) + 2H₂O_(l) → C₂H_2(g) + Ca(OH)_2(aq)

علمًا أنه تفاعُل 6mol من الماء مع 6mol من كربيد الكالسيوم CaC_2.

الحل:

$\mathrm{n} {\mathrm{H}}_2\mathrm{O} = \frac{2 \mathrm{mol} {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}{1 \mathrm{mol} {\mathrm{CaC}}_2} \times 6 \mathrm{mol} {\mathrm{CaC}}_2 = 12 \mathrm{mol}$

المادة المحددة هي H₂O؛ لأن عدد المولات اللازمة للتفاعل أكبر  من المتوفرة. 

---

5- أستنتجُ المادة المُحدّدة للتفاعُل عند إضافة 40g  من الخارصين Zn إلى 150mL من محلولُ حمض النيتريك HNO₃ تركيزُه 0.2M  وفقَ المعادلة الآتية:

Zn_(s) + 2HNO_3(aq) → Zn(NO₃)_2(aq) + H_2(g)

الحل:

$$\begin{gathered} \frac{1 \mathrm{mol} \mathrm{Zn}}{56 \mathrm{g} \mathrm{Zn}} \times 40 g Zn = 0.71 mol Zn \\ \frac{0.2 \mathrm{mol} {\mathrm{HNO}}_3}{1 \mathrm{L} {\mathrm{HNO}}_3} \times 0.15 L HN{O}_3 = 0.03 mol HN{O}_3 \\ n HN{O}_3 = 2 \times 0.71 = 1.42 mol HN{O}_3 \end{gathered}$$

 المادة المحددة هي HNO₃

---

6- أضيفُ 250mL من محلولِ حمض Hl تركيزُه 0.04M إلى 250mL من محلول KOH تركيزُه 0.02M

أ. أكتبُ معادلةَ التفاعُل الموزونة.

ب. أستنتجُ المادّةَ المُحدّدة للتفاعُل.

الحل:

أ. ${\mathrm{HI}}_{\left(\mathrm{aq}\right)} + {\mathrm{KOH}}_{\left(\mathrm{aq}\right)} \to {\mathrm{KI}}_{\left(\mathrm{aq}\right) } + {\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(\mathrm{l}\right)}$

ب. $$\begin{gathered} \mathrm{n}{ }_{\mathrm{HI}} = \mathrm{M} \times {\mathrm{V}}_{\left(\mathrm{L}\right)} = 0.04 \times 0.25 =0.01 mol\mathit{ } \\ \mathrm{n}{ }_{\mathrm{KOH}} = \mathrm{M} \times {\mathrm{V}}_{\left(\mathrm{L}\right)} = 0.02\times 0.25 =0.005 mol\mathit{ } \end{gathered}$$

من المعادلة عدد مولات HI يساوي عدد مولات KOH ويساوي 0.01mol

المادة المحددة للتفاعل KOH

---

7 - أجرى مجموعة من الطلبة تجربة لمعرفة علاقة كمية المادة الناتجة بالمادة المحددة للتفاعل حيث خلطوا 4mol من الصوديوم مع 6mol من غاز الكلور للتفاعل وَفْقًا للمعادلة الموزونة الآتية: $2{\mathrm{Na}}_{\left(\mathrm{s}\right)} + {{\mathrm{Cl}}_2}_{\left(\mathrm{g}\right)} \to 2{\mathrm{NaCl}}_{\left(\mathrm{s}\right)}$
أ . أصوغ فرضية تربط بين كمية المادة المحددة للتفاعل مع كمية المادة الناتجة.

ب . أضبط المتغيرات ما المتغير المستقل؟ وما المتغير التابع؟

الحل:

أ. كمية المادة المحددة للتفاعل هي التي تحدد كمية المادة الناتجة حيث أنها عندما تنتهي كميتها ينتهي التفاعل.

ب. المتغير المستقل هو المادة المحددة للتفاعل والمتغير التابع هو الناتج وفي هذا التفاعل هي NaCl

أما المادة المحددة نستطيع معرفتها حسابياً:

عدد مولات Na $\frac{4}{2}=2 \leftarrow$

عدد مولات Cl $\frac{6}{2}=3 \leftarrow$

إذاً الصوديوم هي المادة المحددة للتفاعل.

---

حلول أسئلة كتاب الأنشطة

تجربة 3: المحلول القياسي

الخلفية العلمية:

يُحَضَّرُ المحلولُ القياسيُّ بإذابة كتلة معيَّنة مِنَ المُذاب في حجم محدّد أو كتلة محدّدة مِنَ المُذيب، وبهذا ينتجُ محلولٌ معلومُ التركيز المولاريّ أو المولاليّ. وَيُعرف المحلولُ القياسيُّ بأنه المحلولُ الذي يحتوي اللترُ الواحد منه ) أو يحتوي الكيلو جرام منه( مولً واحدًا مِنَ المُذاب. وَتَتَّصِفُ المادّةُ المُذابة بأنَّها ذاتُ تركيبٍ كيميائيّ محدّد وثبات كبير، وهي عاليةُ النقاوة وسهلة الحفظ في حالتها النقيّة ولا تتأثر بالضَّوء ودرجات الحرارة.

الهدف: أستقصي طريقة تحضير محلول قياسي من بيرمنغنات البوتاسيوم.

الموادُّ والأدواتُ:

بيرمنغنات البوتاسيوم KMnO₄ ، ميزان حسّاس، دورق حجميّ سَعَته 500mL ، ماء مُقَطَّر، ملعقة تحريك زجاجية، كأس زجاجيّة سَعَتها 100mL ، ملعقة، صحن زجاجيّ، قطّارة.

إرشادات السلامة:

أتوخّى الحذر عند استخدام الموادّ الكيميائيّة، أرتدي معطفَ المختبرِ والنظاراتِ الواقيةَ والقُفّازات.

خطوات العمل:

1. أقيسُ بالميزان الحسّاس 0.79g من بيرمنغنات البوتاسيوم.

2. أجَُربُِّ: أضَعُ بيرمنغنات البوتاسيوم في الكأس الزجاجيّة، وَأُضيفُ إليها كميّةً قليلة مِنَ الماء المُقَطَّر، ثمّ أُحرِّكُها حتى تذوبَ تمامًا.

3. أسكُبُ المحلولَ الناتج في الدورق الحجميّ.

4. أطُبَِّق:ُ أُكَرِّرُ عدّةَ مرّاتٍ إضافةَ كميّة قليلة مِنَ الماء المُقَطَّر إلى الكأس الزجاجيّة، وأحرِّكُ المحلولَ ثمّ أسكُبُهُ في الدورق الحجميّ حتى يقتربَ مستواهُ مِنَ العلامةِ الموجودة على عُنق الدورق.

5. أقيسُ: أستخدمُ القطّارة لإضافة الماء المُقَطَّر تدريجيًّا إلى الدورق الحجميّ حتى يصبح مستوى تَقَعُّرِ المحلول عند مستوى العلامة على عُنق الدورق، ثمّ أُغلقُهُ بالسدادة، وأرجُّ المحلولَ جيّدًا حتى يتجانس.

التحليل والاستنتاج:

1. أستخدم الأرقام أحسُبُ عددَ مولات بيرمنغنات البوتاسيوم. (Mr = 158 g / mol) 

$n=0.79g÷158g/mol=0.005mol$

2. أستخدم الأرقام أحسُبُ مولاريّةَ المحلول الناتج.

$M=0.005 mol÷0.5 L=0.01 M$

3. أتوقّع ما يحدثُ لتركيز المحلول عندما تُضافُ إليه كميّةٌ أُخرى مِنَ المُذيب. أبرر إجابتي.

يقل تركيز المحلول.

---

التجربة الإثرائية: المادة المحددة للتفاعل

الخلفية العلمية:

عند خلط كميتين مختلفتين من مادتين أو أكثر فإنهما تتفاعلان معًا حتى نفاد كمية إحداهما كليًّا؛ فيتوقّفُ التفاعل عندئذٍ، وتُسمّى هذه المادةُ المادّةَ المُحدّدة للتّفاعُل، في حين تُسمّى المادة الأُخرى
المُتبقّية في وسط التفاعل مادةً فائضة. وللمادة المُحدّدة أهميةٌ في التحكُّم بالتفاعل، وكذلك في حساب كميّة مادة متفاعلة (فائضة).

الهدف: استنتاج المادة المحددة للتفاعل.

الموادُّ والأدواتُ:

محلولُ حمض الهيدروكلوريك HCl ؛ تركيزُه 0.1M، كربونات الكالسيوم CaCO₃ ، دورقٌ مخروطيّ، حامل معدني، ماسك معدني، أنبوب زجاجي، مخبار مُدرّج، حوض زجاجي مملوء بالماء، ميزان حساس.

إرشادات السلامة:

- أتّبعُ إرشادات السلامة العامة في المختبر.
- أتوخّى الحذر عند استخدام المواد الكيميائية.
- أرتدي معطفَ المختبرِ والنظاراتِ الواقيةَ والقُفّازات.

خطوات العمل:

1. أُركّبُ الجهازَ كما في الشكل الآتي:

2. أقيسُ 10mL من محلول حمض الهيدروكلوريك باستخدام المِخبار المُدرّج، ثم أضعُها في الدورق.

3. أقيسُ 30g من كربونات الكالسيوم، وأضعها في الدورق المخروطيّ.

4. أُغلق فُوّهة الدورق بسدّادة من الفلّين كما في الشكل، ثم أُسجّل ملاحظاتي.

التحليلُ والاستنتاج:

1. أستنتجُ المادة المُحدّدة للتّفاعُل.

المادة المحددة للتفاعل HCl

2. أكتبُ معادلةً كيميائيةً موزونةً للتّفاعُل.