الكيمياء فصل أول

1 - الفكرةُ الرئيسة: أوضِّحُ المقصودَ بكلٍّ من:

المحلول المُخَفَّف: تحتوي المحاليل المخففة على كمية قليلة من المذاب في الحجم نفسه من المذيب.

الكسر الموليّ: النسبة بين عدد مولات المذاب أو المذيب في المحلول إلى عدد المولات الكلية للمذاب والمذيب

النسبة المئويّة بالكتلة: النسبة المئوية بين كتلة المذاب إلى كتلة المحلول.

النسبة المئويّة بالحجم: النسبة المئوية بين حجم المذاب إلى حجم المحلول.

المولاريّة: عدد مولات المادة المذابة في لتر واحد من المحلول.

المولاليّة: نسبة عدد مولات المذاب في 1kg من المذيب.

المحلول القياسيّ: محلول معلوم التركيز بدقة، حيث يحتوي 1L منه على 1mol من المذاب.

2 - أحسُبُ الكسرَ الموليَّ لكلٍّ منَ الماء ونترات البوتاسيوم KNO₃ في محلول منهما. علمًا أنّ عدد مولات الماء 5mol وعدد مولات نترات البوتاسيوم 3mol .

الإجابة:

$$\begin{gathered} {\mathbf{X}}_{{\mathbf{KNO}}_{\mathbf{3}}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{{\mathbf{n}}_{{\mathbf{KNO}}_{\mathbf{3}}}}{{\mathbf{n}}_{{\mathbf{KNO}}_{\mathbf{3}}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{n}}_{{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}\mathbf{O}}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{3}}{\mathbf{3}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }\mathbf{5}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{375} \\ {\mathbf{X}}_{{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}\mathbf{O}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{{\mathbf{n}}_{{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}\mathbf{O}}}{{\mathbf{n}}_{{\mathbf{KNO}}_{\mathbf{3}}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{n}}_{{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}\mathbf{O}}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{5}}{\mathbf{3}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }\mathbf{5}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{625} \end{gathered}$$

3 - أحسُبُ كتلة هيدروكسيد البوتاسيوم KOH اللازمة لتحضير محلول كتلته 30g بتركيز % 1 بالكتلة.

الإجابة:

$\mathbf{m}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{KOH}}{\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{solution}}\mathbf{\times }\mathbf{100}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{\Rightarrow }\mathbf{ }\mathbf{1}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{KOH}}{\mathbf{30}\mathbf{ }\mathbf{g}}\mathbf{\times }\mathbf{100}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{\Rightarrow }\mathbf{ }\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{KOH}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{3}\mathbf{ }\mathbf{g}\mathbf{ }$

4 - أحسُبُ كتلةَ حِمض HCl الموجودةَ في 0.5L من محلول الحِمض الذي تركيزُهُ % 20 بالكتلة. علمًا أنّ كثافة المحلول 1g/mL .

الإجابة:

$$\begin{gathered} \mathbf{d}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{V}}\mathbf{\Rightarrow }\mathbf{ }\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{d}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{V}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{1}\mathbf{g}\mathbf{/}\mathbf{mL}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{500}\mathbf{ }\mathbf{mL}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{500}\mathbf{g} \\ \mathbf{m}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{HCl}}{\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{solution}}\mathbf{\times }\mathbf{100}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{\Rightarrow }\mathbf{ }\mathbf{20}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{HCl}}{\mathbf{500}\mathbf{g}}\mathbf{\times }\mathbf{100}\mathbf{\%}\mathbf{ } \\ \mathbf{ }\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{HCl}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{100}\mathbf{g}\mathbf{ }\mathbf{ } \end{gathered}$$

5 - أحسُبُ النسبة المئويّة بالكتلة للمحلول الناتج من إذابة 15g من كربونات الصوديوم Na₂CO₃ في 350g منَ الماء المُقَطَّر.

الإجابة:

$$\begin{gathered} \mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{solution}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{solute}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{solvent} \\ \mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{15}\mathbf{g}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }\mathbf{250}\mathbf{g}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{265}\mathbf{g} \\ \mathbf{m}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{\left(}{\mathbf{Na}}_{\mathbf{2}}{\mathbf{CO}}_{\mathbf{3}}\mathbf{\right)}}{\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{solution}}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{100}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{15}\mathbf{ }\mathbf{g}}{\mathbf{365}\mathbf{ }\mathbf{g}}\mathbf{\times }\mathbf{100}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{4}\mathbf{\%} \end{gathered}$$

6 - أحسُبُ النسبة المئويّة بالحجم لمحلول من HBr تكوَّنَ بإذابة 40mL منه في كميّة منَ الماء المُقَطَّر حتى أصبح حجمُ المحلول 300mL .

الإجابة:

$\mathbf{V}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{V}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{HBr}}{\mathbf{V}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{solution}}\mathbf{\times }\mathbf{100}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{40}\mathbf{ }\mathbf{mL}}{\mathbf{300}\mathbf{ }\mathbf{mL}}\mathbf{\times }\mathbf{100}\mathbf{\%}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{13}\mathbf{.}\mathbf{3}\mathbf{\%}\mathbf{ }$

7 - أحسُبُ مولاريّة محلول يحتوي على 5g من كِبريتات البوتاسيوم K₂SO₄ مُذابة في 100mL منَ الماء. علمًا أنّ الكتلة الموليّة  (Mr (K₂SO₄) = 174 g/mol)  

الإجابة:

$$\begin{gathered} \mathbf{n}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{Mr}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{5}\mathbf{g}}{\mathbf{174}\mathbf{g}\mathbf{/}\mathbf{mol}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{03}\mathbf{mol} \\ \mathbf{M}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{n}}{\mathbf{V}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{03}\mathbf{ }\mathbf{mol}}{\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{1}\mathbf{ }\mathbf{L}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{3}\mathbf{M} \end{gathered}$$

8 - أحسُبُ حجمَ المحلول اللازم لتحضير محلول من سُكّر الجلوكوز  C₆H₁₂O₆ تركيزُهُ 0.5M ، علمًا أنّ كتلة المُذاب 15g والكتلة الموليّة ((Mr = 180 g/mol)

الإجابة:

$$\begin{gathered} \mathbf{n}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{m}\mathbf{ }}{\mathbf{Mr}}\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{15}\mathbf{ }\mathbf{g}}{\mathbf{180}\mathbf{ }\mathbf{g}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{083}\mathbf{ }\mathbf{mol} \\ \mathbf{M}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{n}}{\mathbf{V}}\mathbf{ }\mathbf{\Rightarrow }\mathbf{ }\mathbf{V}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{n}}{\mathbf{M}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{083}}{\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{5}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{167}\mathbf{L} \end{gathered}$$

9 - أحسُبُ مولاليّة محلول يحتوي على 30g من بروميد الليثيوم LiBr مُذابة في 300g منَ الماء. علمًا أنّ الكتلة الموليّة (Mr = 87 g/mol (LiBr

الإجابة:

$$\begin{gathered} \mathbf{n}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{Mr}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{30}\mathbf{g}}{\mathbf{87}\mathbf{g}\mathbf{/}\mathbf{mol}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{34}\mathbf{ }\mathbf{mol} \\ \mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{n}}{\mathbf{m}\mathbf{ }}\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{34}\mathbf{ }\mathbf{mol}}{\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{3}\mathbf{ }\mathbf{Kg}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{1}\mathbf{ }\mathbf{Molal} \end{gathered}$$

10-  أحسُبُ كتلة KCl لتحضير محلول تركيزُهُ 0.2mol/Kg في 200g ماء مُقَطَّر. علمًا أنَّ الكتلة الموليّة (Mr = 74.5 g/mol (KCl

الإجابة:

$$\begin{gathered} \mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{n}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{solute}}{\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{solution}}\mathbf{ }\mathbf{\Rightarrow }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{2}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{ }\frac{\mathbf{n}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{solute}}{\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{2}\mathbf{ }\mathbf{Kg}}\mathbf{ }\mathbf{\Rightarrow }\mathbf{ }\mathbf{n}\mathbf{ }\mathbf{of}\mathbf{ }\mathbf{solute}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{04}\mathbf{ }\mathbf{mol} \\ \mathbf{n}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{Mr}}\mathbf{\Rightarrow }\mathbf{ }\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{n}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{Mr}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{04}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{74}\mathbf{.}\mathbf{5}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{2}\mathbf{.}\mathbf{98}\mathbf{ }\mathbf{g} \end{gathered}$$

11- أحسُبُ حجم الماء اللازم إضافتُهُ إلى 5mL من محلول NaOH ذي التركيز  0.1M ليصبح تركيزُهُ 0.001M

الإجابة:

$$\begin{gathered} {\mathbf{M}}_{\mathbf{1}}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }{\mathbf{V}}_{\mathbf{1}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }{\mathbf{M}}_{\mathbf{2}}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }{\mathbf{V}}_{\mathbf{2}} \\ \mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{1}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{5}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{001}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }{\mathbf{V}}_{\mathbf{2}} \\ {\mathbf{V}}_{\mathbf{2}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{1}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{5}}{\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{001}}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{500}\mathbf{ }\mathbf{mL} \end{gathered}$$

حجم الماء المضاف = 500 - 5 = 495 mL

 

12- أُحَدِّدُ خطواتِ تحضير محلول من NaCl مولاريَّتُهُ 0.1M وحجمُهُ 500mL . علمًا أنّ الكتلة الموليّة (Mr = 58.5 g/mol (NaCl

الإجابة:

1- حساب عدد مولات المذاب:

$\mathbf{M}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\frac{\mathbf{n}}{\mathbf{V}}\mathbf{ }\mathbf{\Rightarrow }\mathbf{ }\mathbf{n}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{M}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{V}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{1}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{5}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{05}\mathbf{ }\mathbf{mol}$

2- حساب كتلة المادة المذابة:

$\mathbf{m}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{n}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{Mr}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{0}\mathbf{.}\mathbf{05}\mathbf{ }\mathbf{\times }\mathbf{ }\mathbf{58}\mathbf{.}\mathbf{5}\mathbf{ }\mathbf{=}\mathbf{ }\mathbf{2}\mathbf{.}\mathbf{925}\mathbf{ }\mathbf{g}$

3- أقيسُ، باستخدام ميزان كتلة حساس، 2.925g من NaCl

4- أضعُ الكتلةَ المَقيسَةَ في الكأس الزجاجيّة، وَأُضيفُ إليها كميّةً قليلة منَ الماء المُقَطَّر، ثمّ أُحرِّكُها حتى تذوبَ تمامًا.

5- أسكُبُ المحلولَ الناتج في الدورق الحجميّ سَعة 500mL

6- أُكَرِّرُ عدّةَ مرّاتٍ إضافةَ كميّة قليلة منَ الماء المُقَطَّر إلى الكأس الزجاجيّة، وأحرِّكُ المحلولَ ثمّ أسكُبُهُ في الدورق الحجميّ حتى يقتربَ مستواهُ منَ العلامة الموجودة على عُنق الدورق.

7- أُلاحظ: استخدم القطّارة لإضافة الماء المُقَطَّر تدريجيًّا إلى الدورق الحجميّ حتى يصبح مستوى تَقَعُّرِ المحلول عند مستوى العلامة على عُنق الدورق، ثمّ أرجُّ المحلولَ حتى يتجانس.