كتاب الكيمياء - الفصل الثالث: الاتزان الأيوني PDF

# الفصل الثالث: الاتزان الايوني ## الجزء الأول: الاتزان الايوني ### عرف ما يأتي: 1. **الاتزان الأيوني**: هو حالة اتزان ديناميكية (حركية) تحصل بين المواد المداخلة في التفاعل والايونات الناتجة منها (المتفككة منه) ويحصل في الالكتروليتات الضعيفة. 2. **ثابت الاتزان الايوني**: حاصل ضرب التراكيز المو...

# الفصل الثالث: الاتزان الايوني ## الجزء الأول: الاتزان الايوني ### عرف ما يأتي: 1. **الاتزان الأيوني**: هو حالة اتزان ديناميكية (حركية) تحصل بين المواد المداخلة في التفاعل والايونات الناتجة منها (المتفككة منه) ويحصل في الالكتروليتات الضعيفة. 2. **ثابت الاتزان الايوني**: حاصل ضرب التراكيز المولارية للايونات الناتجة من التفكك مقسومة على حاصل ضرب التراكيز المولارية للمواد المتفاعلة (الجزيئات غير المتفككة) كل منها مرفوع الى اس يمثل عدد المولات في معادلة الاتزان عند ثبوت درجة الحرارة. 3. **المحلول المائي**: هو مزيج متجانس ناتج من ذوبان مادة المذاب في المذيب الماء. 4. **الالكتروليت (المواد الالكتروليتية)**: مادة يكون لمحلولها المائي او منصهراتها القابلية على التوصيل الكهربائي لأحتوائها على ايونات موجبة وسالبة. 5. **درجة التأين**: هي النسبة بين كمية المذاب المتفككة عند حالة الاتزان الى كمية المذاب الكلية. ### ما المقصود بحامض احادي البروتون وحامض متعدد البروتون ؟ - **الحامض احادي البروتون**: هو الحامض الذي ينتج كل جزيء منه بروتون واحد فقط عند تفككه في الماء ويمكن أن يكون هذا الحامض قوياً أو ضعيفاً. - **الحامض متعدد البروتون**: هو الحامض الذي يمكن لكل جزيء منه ان ينتج برتون او اكثر وعلى مراحل متعددة وغالباً ما يكون البروتون ينتج في الخطوة الأخيرة ضعيف اضعف .. البروتونات الناتجة من خطوات التفكك السابقة. ## 2014 تمهيدي ما السمات الصفات المميزة للالكتروليتات 2014 - تطبيقي) 1. قابليتها على إيصال التيار الكهربائي في حالته المنصهرة أو عندما تكون موجودة على شكل محلول في مذيب مستقطب. 2. تكون محصلة الشحنة الكهربائية لمحاليل الالكتروليتات مساوية للصفر أي أن محاليلها متعادلة كهربائياً. 3. عند ذوبانها في مذيب مستقطب كالماء فإن محلولها يتضمنه أيونات موجبة وسالبة. 4. تعتمد قابليتها على التوصيل الكهربائي على طبيعة وتركيز الأيونات فيه إضافة على درجة حرارة المحلول. (وزاري) ### علل (مهم) تختلف المحاليل الالكتروليتية في قابليتها للتوصيل الكهربائي ؟ ج / وذلك لان قابلية المحلول الالكتروليتي على التوصيل الكهربائي تعتمد على: 1. طبيعة الايونات المكونة له. 2. تركيز الايونات فيه. 3. درجة الحرارة. ### تقسم المواد حسب قابلية محاليلها على إيصالها للتيار الكهربائي إلى قسمين رئيسيين ما هما ؟ 1. **المواد الإلكتروليتية**: وهي المواد التي تكون لمحاليلها المائية ومنصهراتها القابلية على التوصيل الكهربائي ، مثل (كلوريد الصوديوم). 2. **المواد غير الإلكتروليتية**: وهي المواد التي تكون لمحاليلها المائية ومنصهراتها غير موصله للتيار الكهربائي ، مثل محلول السكر (السكروز). ### تصنف الإلكتروليتات حسب قابليتها على نقل التيار الكهربائي إلى صنفين ما هما . **A) الإلكتروليتات القوية**: وهي المواد التي تنتج عن ذوبانها في الماء محاليل عالية التوصيل الكهربائي وذلك بسبب تفككها التام في محاليلها المائية وبشكل عام هنالك ثلاث فئات من المواد الالكتروليتية القوية هي : 1. الحوامض القوية. 2. القواعد القوية. 3. معظم الأملاح الذاتية في الماء. **B) الإلكتروليتات الضعيفة**: وهي المواد التي تنتج عن ذوبانها في المحاليل ضعيفة التوصيل الكهربائي لكونها تتأين بشكل جزئي في محاليلها المائية وتشمل 1. الحوامض الضعيفة. 2. و القواعد الضعيفة. 3. والاملاح شريحة الذوبان. ## ما المقصود بالحامض القوي والقاعدة القوية ؟ - **الحامض القوي**: هي المادة التي تتفكك بشكل تام في محلولها الماني مخلطة ابونات [H] من المعادلة مباشرة. - **القاعدة القوية**: هي المادة التي تتفكك بشكل تام في محلولها المائي معطية ايونات [OH ) من المعادلة مباشرة. ## ما المقصود بالحامض الضعيف والقاعدة الضعيف ؟ - **الحامض الضعيف**: حامص لا يتأين بشكل تام في محلوله الماني. - **القاعدة الضعيفة**: قاعدة لا تتأين بشكل تام في محلولها الماني. ## ما الفرق بين المواد الالكتروليتية والمواد غير الالكتروليتية؟ | **المواد الالكتروليتية** | **المواد غير الالكتروليتية** | | :------------------------------------ | :-------------------------------- | | (1) يكون المحاليلها المائية أو منصهراتها القابلية على التوصيل الكهربائي وذلك لاحتوائها على ايونات موجبة وسالية مثل كلوريد الصوديوم NaCl . | (1) هي المواد التي تكون محاليلها المالية غير موصلة للتيار الكهربائي رغم ذوبانها في الماء مثل السكروز | | (2) تتفكك لتعطي أيونات موجبة وايونات سالبة مثل الحوامض والقواعد والاملاح. | (2) لا تتفكك أي لا نعطي ايونات موجبة و ايونات سالبة مثل الكحول والاسترات والسكروز | | (3) تصنف الى الالكتروليتات قوية والالكترولينات الضعيفة. | (3) لا تصنف الى الالكتروليتات قوية والالكتروليتات الضعيفة. | ## ( 2017 | دور اول تطبيقي ) / ما الفرق بين الالكتروليتات القوية والالكتروليتات الضعيفة ؟ | **الالكتروليتات الضعيفة** | **الالكتروليتات القوية** | | :----------------------------- | :---------------------- | | (1) تفاعلاتها غير تامة ( انعكاسية ) | (1) تفاعلاتها تامة ( غير انعكاسية ) | | (2) تتاين بشكل جزئي في الماء | (2) تتاين بصورة تامة في الماء | | (3) ضعيفة التوصيل الكهربائي | (3) جيدة التوصيل الكهربائي | | (4) يكون لها اتزان ايوني بين مكوناتها | (4) لا تصل الى حالة الاتزان وانما تستهلك كليا | | (5) يمكن حساب تراكيز الأيونات الناتجة بدلالة ثابت الاتزان | (5) يمكن حساب تراكيز الايونات الناتجة بشكل مباشرة | | (6) يوجد ثابت تأين لها و درجة تأين و نسبة مئوية | (6) لا يوجد ثابت تأين لها ولا درجة تأين ولا نسبة مئوية | | (7) مثل(CH3COOH) | (7) مثل(HC) | ## ثانياً: القواعد القوية ### مثال (3) - (1) ص 106/ أحسب التراكيز المولارية لأيون Ba2 وأيون - OH في محلول 0.03 من هيدروكسيد الباريوم الحل **Ba(OH)2 → Ba+2 + 2OH-** **0.03 0.03 0.06** ### س 1 احسب تركيز [OH] في محلول 0.1 هيدروكسيد البوتاسيوم. **KOH → K+ + OH-** **0.1 0.1 0.1** ### س 2 أحسب تركيز [OH] كلاً مما يأتي: 1. **0.1M [Ca(OH)2]** 2. **0.2M [NaOH]** - **Ca(OH)2 → Ca+2 + 2OH-** ** 0.1 0.1 0.2** - **NaOH → Na+ + OH-** **0.2 0.2 0.2** ## اولاً : الحوامض القوية ### س 1/ أحسب تركيز ايون [SO] و ]H+[ في محلول 0.01 من حامض الكبيرتي **H2SO4 → 2H+ + SO4-2** **0.01 0.02 0.01** ### س 2 أحسب التركيز المولاري لأيونات Cl و H في محلول 0.01 من HCl **Hcl → H+ + Cl-** **0.01 0.01 0.01** ### س 13 أحسب تركيز حامض الكبريتيك العيت ان 0.02 = [H] ؟ **H2SO4 → 2H+ + SO4-2** **0.01 0.02 0.01** ## تمرين 3-(3) ص /114 أحسب تركيز أيون الهيدروجين الماني في المحلول الماني للفينول (CHOH 10.26 = 0.51 علماً أن 1.3=() الذي تركيزه x 10-10( بد بعد تخفيفه لغة مرة **C6H5OH → H+ + C6H5O-** | | C₆H₅OH | H+ | C₆H₅O- | | :------------------- | :------------------- | :---- | :------------------ | | **التراكيز الابتدائية** | 0.2 | 0 | 0 | | **التغير في التركيز** | -x | +x | +x | | **التراكيز عند الاتزان النها ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­**** | 0.2-x | +x | x | تهمل **[H+]²/0.2 = 1.3 x 10^-10** **[H+]² = 0.26 x 10^-10** **[H+] = 0.51 x 10^-5 M** **ب بعد تخفيفه لمئة مرة نستخدم قانون عدد المرات :** **Me = التركيز قبل التخفيف / عدد المرات** **0.2/100 = 0.2/100** **⇒M2 = 0.002M** **بعد ذلك:** **[H+]²/2 x 10^-3 = 1.3 x 10^-10** **[H+]² = 2.6 x 10^-13** **[H+]² = 0.26 x 10^-12** **[H+] = 0.51 × 10^-6M** ## رابعاً : القواعد الضعيفة ### تمرين (3) - (4) **3.8 x 10^-10)** **NH3 + H2O = NH+ + OH-** **C6H7N (أو )C6H5NH2(** **C6H7N + H2O = C6H,NH+ + OH-** **C5H5N + H2O = C5H5NH+ + OH-** **CH3NH2 + H2O = CH3NH3 + OH-** **K_b = [NH+][OH-]/[C6H7N]** **= (x)(x)/(1-x)** **= x²/0.1** ## التراكيز المستخدمة في القواعد الضعيفة : 1. **[OH-]²/ [القاعدة]** 2. **[OH-]/[القاعدة] = درجة التأين (التفكك, التحلل)** 3. **[OH-]/[القاعدة] x 100% = النسبة المئوية للتأين** 4. **درجة التأين = النسبة المئوية للتأين / 100%** ## تمرين (3) - (4) ص 117 أحسب درجة التأين للمحلول المائي للأنلين C6H7N . 0.1 10-10×3.8 = ) الذي تركيزه يساوي( **C6H7N + H2O = C6H,NH+ + OH-** | | C₆H₇N | C₆H₇NH+ | OH- | | :------------------------- | :------------------- | :---------------- | :---- | | **التراكيز الابتدائية** | 0.1 | 0 | 0 | | **التغير في التركيز** | -x | +x | +x | | **التراكيز عند الاتزان النها ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­**** | 0.1-x | +x | +x | تهمل **K_b = [CH₇NH+][OH-]/[C₆H₇N]** **= (x)(x)/(0.1-x)** **= x²/0.1** **3.8 x 10^-10 = [OH-]²/0.1** **[OH-]² = 0.38 x 10^-10** **[OH-] = 0.616 × 10^-5** **درجة التأين = [OH-]/[C₆H₇N]** **= 0.616 × 10^-5/0.1** **= 6.16 × 10^-5** ## من اسئلة الفصل ص 151 ما تركيز الامونيا [NH3] في المحلول الذي يكون في حالة اتزان مع **علماً ]OH-[ = 1.2×10-5 ]N[ = 0.01 وال (3-11) من أن ثابت تفكك الامونيا 1.8 x 10-5** **NH3 + H2O = NH4+ + OH-** | | NH3 | NH4+ | OH- | | :------------- | :---- | :---- | :---- | | **التراكيز عند الاتزان النهائي** | y-x | x | x | تهمل **K_b = [NH+][OH-]/[NH3]** **= (1x10^-2)(12×10^-6)/18×10^-6** **= 12×10^-8/18×10^-6** **= 12×10^-8/18×10^-6** **= 0.667 x 10^-2** **= 6.67 x 10^-3M**