الكيمياء فصل أول

حل اسئلة الدرس الثاني : الرقم الهيدروجيني ومحاليل الحموض والقواعد القوية

السؤال (1):  يعبر عن حمضية المحاليل أو قاعديتها باستخدام الرقم الهيدروجيني pH أو الرقم الهيدروكسيلي pOH

السؤال (2):

    التأين الذاتي للماء: بعض جزيئات الماء تسلك سلوك الحمض (مانح للبروتون) وبعضها الآخر يسلك كقاعدة في الماء نفسه.

الرقم الهيدروجيني: اللوغاريتم السالب لتركيز أيونات الهيدرونيومH₃O⁺  في المحلول للأساس 10.

المعايرة: الإضافة التدريجية لمحلول قاعدة معلومة التركيز تدريجيا (نقطة بعد نقطة) إلى محلول حمض مجهول التركيز،                                                       أو محلول حمض معلوم التركيز إلى محلول قاعدة مجهول التركيز.

نقطة النهاية: النقطة التي يتم اضافتها الى المحلول ويتغير عندها لون الكاشف وتحدد انتهاء عملية المعايرة. 

السؤال (3): أحسب تركيز H₃O⁺ وOH^- في كل من المحاليل الآتية:

    أ) محلول HNO₃

                           $$\begin{gathered} \left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right] = [ {\mathrm{HNO}}_3] = 0.02 \mathrm{M}= 2\times {10}^{-2} \mathrm{M} \\ \left[{\mathrm{OH}}^{-}\right] = \frac{{\mathrm{K}}_{\mathrm{w}}}{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right]}=\frac{1\times 10-14}{2\times {10}^{-2}}=5\times 10-13 \end{gathered}$$          

ب) محلول LiOH

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

السؤال الرابع:

pH= 9	[OH] =10 -11 M	pOH= 4	[H3O+] = 10-9 M	pH = 3	الصفة المميزة للمحلول
قاعدي	حمضي	قاعدي	قاعدي	حمضي	تصنيف المحلول

      

    

السؤال (5): بسبب زيادة تركيز أيونات الهيدرونيوم ⁺H₃O الناتجة من تأين الحمض ويبقى ثابت تأين الماء ثابتاً.

السؤال (6):

                                $$\begin{gathered} \left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right] = [ \mathrm{HI} ] =0.0005 \mathrm{M}= 5\times {10}^{-4} \mathrm{M} \\ \mathrm{pH} = -\log \left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right] \\ = -\log ( 5\times {10}^{-4}) \\ = 4 -\log 5 = 4-0.7 = 3.3 \end{gathered}$$

 

السؤال (7):

 

أحسب عدد مولات الحمض ، ثم أحسب تركيزه، كما يلي:

                                                 $$\begin{gathered} {\mathrm{n}}_{\left(\mathrm{HBr}\right) }= \frac{\mathrm{m}}{\mathrm{Mr}}= \frac{0.81}{81}= 0.01 \mathrm{mol} \\ {\mathrm{M}}_{\left(\mathrm{HBr}\right)} = \frac{\mathrm{n}}{\mathrm{V}} = \frac{0.01}{0.4}= 2.5\times {10}^{-2} \mathrm{M} \\ \left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right] ={\mathrm{M}}_{\left(\mathrm{HBr}\right)} = 2.5\times {10}^{-2} \mathrm{M} \\ \mathrm{pH} = -\log \left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right] = -\log (2.5\times {10}^{-2}) \\ \mathrm{pH}= 2- \log 2.5 = 2- 0.4 =1.6 \end{gathered}$$

السؤال (8):

                             $$\begin{gathered} [ {\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}] = [ {\mathrm{HClO}}_4] = 0.008 \mathrm{M} = 8\times {10}^{-3} \mathrm{M} \\ \mathrm{pH} = -\log [ {\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}] = -\log ( 8\times {10}^{-3}) \\ \mathrm{pH} = 3 - \log 8 = 3-0.9 = 2.1 \\ \mathrm{pH} + \mathrm{pOH} = 14 \\ 2.1 + \mathrm{pOH} = 14 \\ \mathrm{pOH} = 11.9 \end{gathered}$$

السؤال (9):

 

أحسب عدد مولات الحمض:

${\mathrm{n}}_{\left(\mathrm{HI}\right) }=\left[\mathrm{HI}\right] \times \mathrm{V} = 0.3 \times 0.04 = 0.012 \mathrm{M}$

عند التعادل يكون عدد مولات الحمض مساوياً عدد مولات القاعدة، أي ان:

                                                 $$\begin{gathered} {\mathrm{n}}_{\left(\mathrm{HI}\right)} = {\mathrm{n}}_{\left(\mathrm{KOH}\right) }= 0.012 \mathrm{mol} \\ {\mathrm{n}}_{\left(\mathrm{KOH}\right) }=[ \mathrm{KOH}] \times \mathrm{V} = 0.012 \mathrm{mol} \\ [ \mathrm{KOH}] \times 0.06 = 0.012 \mathrm{mol} \\ [ \mathrm{KOH}] = \frac{0.012}{0.06} = 0.2 \mathrm{M} \end{gathered}$$