الكيمياء فصل ثاني

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

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

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

    الإجابة: 

     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 . أحسبُ كتلة المادة الفائضة المتبقية بعد أنتهاء التفاعُل.

   ج. أحسبُ كتلة CS₂ الناتجة.

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

الإجابة: 

     عدد مولات المواد المتفاعلة: 

$$\begin{gathered} \mathbf{n}\mathbf{ }{\mathbf{S}}_{\mathbf{8}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{Mr}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{35}\mathbf{.}\mathbf{8}\mathbf{ }\mathbf{g}}{\mathbf{258}\mathbf{ }\mathbf{g}\mathbf{/}\mathbf{mol}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{14}\mathbf{ }\mathbf{mol} \\ \mathbf{n}\mathbf{ }{\mathbf{CH}}_{\mathbf{4}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{Mr}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{84}\mathbf{.}\mathbf{2}\mathbf{ }\mathbf{g}}{\mathbf{16}\mathbf{ }\mathbf{g}\mathbf{/}\mathbf{mol}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{5}\mathbf{.}\mathbf{26}\mathbf{ }\mathbf{mol} \end{gathered}$$     

     النسبة المولية من المعادلة:

$\frac{\mathbf{2}\mathbf{ }\mathbf{mol}\mathbf{ }{\mathbf{CH}}_{\mathbf{4}}}{\mathbf{1}\mathbf{ }\mathbf{mol}\mathbf{ }{\mathbf{S}}_{\mathbf{8}}}$

     عدد مولات CH₄ اللازمة للتفاعل:

$\frac{\mathbf{2}\mathbf{ }\mathbf{m}\mathbf{o}\mathbf{l}\mathbf{ }{\mathbf{CH}}_{\mathbf{4}}}{\mathbf{1}\mathbf{ }\mathbf{m}\mathbf{o}\mathbf{l}\mathbf{ }{\mathbf{S}}_{\mathbf{8}}}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{14}\mathit{ }\mathit{m}\mathit{o}\mathit{l}\mathbf{ }{\mathit{S}}_{\mathbf{8}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{28}\mathbf{ }\mathit{m}\mathit{o}\mathit{l}\mathit{ }{\mathbf{CH}}_{\mathbf{4}}$

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

ب) الكتلة التي تفاعلت: 

$$\begin{gathered} {\mathbf{m}}_{{\mathbf{CH}}_{\mathbf{4}}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{Mr}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{n} \\ \mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{16}\mathbf{ }\mathit{g}\mathit{/}\mathit{m}\mathit{o}\mathit{l}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{28}\mathbf{ }\mathit{m}\mathit{o}\mathit{l}\mathit{ }\mathit{=}\mathit{ }\mathbf{4}\mathbf{.}\mathbf{48}\mathit{ }\mathit{g}\mathit{ } \end{gathered}$$

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

$\mathbf{84}\mathbf{.}\mathbf{2}\mathbf{ }\mathbf{-}\mathbf{ }\mathbf{4}\mathbf{.}\mathbf{48}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{79}\mathbf{.}\mathbf{72}\mathbf{ }\mathbf{g}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }{\mathbf{CH}}_{\mathbf{4}}$

ج) عدد مولات CS₂ الناتجة:

$\frac{\mathbf{2}\mathbf{ }\mathbf{m}\mathbf{o}\mathbf{l}\mathbf{ }{\mathbf{CS}}_{\mathbf{2}}}{\mathbf{1}\mathbf{ }\mathbf{m}\mathbf{o}\mathbf{l}\mathbf{ }{\mathbf{S}}_{\mathbf{8}}}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{14}\mathbf{ }\mathit{m}\mathit{o}\mathit{l}\mathbf{ }{\mathbf{S}}_{\mathbf{8}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{28}\mathbf{ }\mathit{m}\mathit{o}\mathit{l}\mathbf{ }{\mathbf{CS}}_{\mathbf{2}}$

       كتلة المادة الناتجة:

$$\begin{gathered} \mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{n}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{Mr} \\ \mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{28}\mathbf{ }\mathit{m}\mathit{o}\mathit{l}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{76}\mathbf{ }\mathit{g}\mathit{/}\mathit{m}\mathit{o}\mathit{l}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{21}\mathbf{.}\mathbf{28}\mathbf{ }\mathit{g}\mathbf{ }{\mathbf{CS}}_{\mathbf{2}} \end{gathered}$$

د) المردود المئوي %Y

$$\begin{gathered} \mathbf{Y}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{{\mathbf{A}}_{\mathbf{y}}}{{\mathbf{P}}_{\mathbf{y}}}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{100}\mathbf{\%} \\ \mathbf{Y}\mathbf{\%}\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{12}\mathbf{ }\mathbf{g}\mathbf{ }{\mathbf{CS}}_{\mathbf{2}}}{\mathbf{21}\mathbf{.}\mathbf{28}\mathbf{ }\mathbf{g}\mathbf{ }{\mathbf{CS}}_{\mathbf{2}}}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{100}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{56}\mathbf{.}\mathbf{4}\mathbf{\%} \end{gathered}$$

 

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.

     الإجابة: 

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

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)

     الإجابة: 

$$\begin{gathered} \frac{\mathbf{1}\mathbf{ }\mathbf{m}\mathbf{o}\mathbf{l}\mathbf{ }\mathbf{Zn}}{\mathbf{56}\mathbf{ }\mathbf{g}\mathbf{ }\mathbf{Zn}}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{40}\mathbf{ }\mathit{g}\mathbf{ }\mathit{Z}\mathit{n}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{71}\mathbf{ }\mathit{m}\mathit{o}\mathit{l}\mathbf{ }\mathit{Z}\mathit{n} \\ \frac{\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{2}\mathbf{ }\mathbf{m}\mathbf{o}\mathbf{l}\mathbf{ }\mathbf{H}\mathbf{N}{\mathbf{O}}_{\mathbf{3}}}{\mathbf{1}\mathbf{ }\mathbf{L}\mathbf{ }\mathbf{H}\mathbf{N}{\mathbf{O}}_{\mathbf{3}}}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{15}\mathbf{ }\mathit{L}\mathbf{ }\mathit{H}\mathit{N}{\mathit{O}}_{\mathbf{3}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{03}\mathbf{ }\mathit{m}\mathit{o}\mathit{l}\mathbf{ }\mathit{H}\mathit{N}{\mathit{O}}_{\mathbf{3}} \\ \mathit{n}\mathbf{ }\mathit{H}\mathit{N}{\mathit{O}}_{\mathbf{3}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{2}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{71}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{1}\mathbf{.}\mathbf{42}\mathbf{ }\mathit{m}\mathit{o}\mathit{l}\mathbf{ }\mathit{H}\mathit{N}{\mathit{O}}_{\mathbf{3}} \end{gathered}$$

       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.

     الإجابة: 

    أ)     ${\mathbf{HI}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{KOH}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{\to }\mathbf{ }\mathbf{ }{\mathbf{KI}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}\mathbf{ }}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}{\mathbf{O}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{l}\mathbf{\right)}}$

  ب) $\mathbf{n}{\mathbf{ }}_{\mathbf{HI}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{M}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }{\mathbf{V}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{L}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{04}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{25}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{01}\mathbf{ }\mathit{m}\mathit{o}\mathit{l}\mathit{ }\mathbf{ }$

         $\mathbf{n}{\mathbf{ }}_{\mathbf{KOH}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{M}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }{\mathbf{V}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{L}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{02}\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{25}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{005}\mathbf{ }\mathit{m}\mathit{o}\mathit{l}\mathit{ }\mathbf{ }$           

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

     المادة المحددة للتفاعل KOH