اسألني كيمياء - آخر الأسئلة والإجابات في الكيمياء الفيزيائية

تم الإجابة عليه: شرح تجربة تعيين ثابت السرعة بطريقة توليد الغاز؟

Sat, 27 Apr 2024 09:03:28 +0000

تعيين ثابت السرعة بطريقة توليد الغاز

نظرية التجربة

- يتحلل كلوريد ديازونيوم البنزين عند تسخينه مع الماء حسب التفاعل التالي:

C₆n₅N₂Cl + H₂O→ C₆H₅OH + HCl + N₂

- يمكن تتبع مسلك التفاعل بقياس حجم النتروجين المتولدز

- بوجود كمية فائضة من الماء يتبع التفاعل حركة الدرجة الأولى فاذا كان التركيز البدائي لكلوريد ديازونيوم البنزين a وبعد زمن t أصبح تركيزه (a-x)

- بتكامل المعادلة (1) وبتطبيق الظروف عندما تكون x = 0 عندما t = 0 ينتج لدينا :

- فإذا كان حجم النتروجين الكلي المتولد من التفاعل _∞v وكان حجم النيتروجين المتولد حتى الزمن t هو v_t ، عندها تتناسب a مع _∞v ، ويتناسب x مع v_t

- بالتعويض بالمعادلة (2) يمكنا كتابة ما يلي :

- ويعطي رسم (v_∞ -v_t) log مقابل t خطاً مستقيماً ميله k / 2.303 - .

الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة

أنبوبة ترشيح Hirseb
سحاحة
غاز
خلاط متصل بحوض زئبقي محكم بحيث لا يتسرب منه زئبق
ساعة توقيت
أنيلين
حمض هيدروكلوريك مركز
نترات الصوديوم

خطوات العمل

- يتم تحضير محلول كلوريد ديازونيوم البنزين كما يلي:

- يذاب 7 جم أنيلين في 22 مل من حمض الهيدروكلوريك المركز ويبرد المحلول الناتج بماء ثلج يضاف تدريجياً وبشكل قطرات من قمع ذي صمام محلول بارد مكون من 5 جم نترات الصوديوم في 75 مليليترا ماء. يتمم المحلول إلى لتر.

- يوضع حوالي 30 مل من المحلول بالمفاعل.

- يثبت عليه الخلاط ثم يعلق المفاعل بثرموستات عند درجة الحرارة 35 م^o.

- يترك الجهاز عند هذه المرحلة مفتوحاً للجو بواسطة الصمام T المبين بالشكل التالي:

- يشغل الخلاط ويترك المحلول 5 إلى 7 دقائق ليصل إلى درجة حرارة الثرموستات نفسه.

- بعدها يغلق الصمام ويلاحظ الزمن، ويعتبر هذا الزمن كبدء للتفاعل.

- يقرأ حجم الغاز المتولد بفترات زمنية مقدارها 15 دقيقة.

- يجب ضبط خزان السحاحة الغازية باستمرار بحيث لا يبتعد الضغط كثيرًا عن الضغط الجوي.

- تلاحظ درجة حرارة الغاز والضغط البارومتري مع وجوب تصحيح أي تغيرات طارئة.

- تحدد _∞v بغمس المفاعل في حوض من الماء الساخن، ثم تبريده إلى درجة حرارة التجربة عندها يلاحظ حجم الغاز المتولد.

- يجب إعادة هذه التجربة إلى أن لا يحدث هناك زيادة بحجم الغاز المراقب. ويكون عندها الحجم النهائي مناظراً _∞v

- يرسم شكل بياني من (v_∞ -v_t) log مقابل t وتحدد قيمة ثابت السرعة عند درجة حرارة التجربة.

تم الإجابة عليه: كيف يتم تعيين مدى تغير ثابت السرعة مع تركيز العامل المساعد بطريقة الاستقطاب؟

Thu, 25 Apr 2024 04:49:28 +0000

تعيين مدى تغير ثابت السرعة مع تركيز العامل المساعد بطريقة الاستقطاب

نظرية التجربة

- يتواجد الجلوكوز بشكلين مختلفين بفاعليتهما البصريتين وهما جلوكوز α وجلوكوز β

- ونجد أن للجلوكوز α دوران نوعي:

- أما للجلوكوز β دوران نوعي:

- ولتحديد قيمة الدوران النوعي لمحلول أي من هذين الشكلين نجدهما متغيرة ثم تصل بالنهاية إلى قيمة مستقرة مقدارها وذلك لوجود خليط متزن من شكلي α و β.

- وتعرف قوة الدوران البصرية هذه بتحول الدوران (Mutarotation) وهو تحول تلقائي في الدوران النسبي لمستوى الاستقطاب

- ويحفز تحول الدوران بكل من الحامض والقاعدة ، ويكون التغير أحادي الدرجة بوجود أي من هذين العاملين المساعدين ، وحيث إن التفاعل عكسي فإن ثابت معدل التفاعل المقاس k يمثل مجموع ثابتي معدل التفاعل المتقدم والعكسي k₁ و k₂ على التوالي.

- بافتراض التركيز البدائي للشكل α ، فهو a مول بالليتر وبعد زمن مقداره t وأصبح تركيز الشكل β هو x مول بالليتر، عندها:

- ويعطي معدل التفاعل المنظور بما يلي:

وإذا كانت قيمة x عند الاتزان xe ، عندها:

ويعطي التعويض بالمعادلة (3):

وبوضع (k₁ + k_-1) = k وإجراء التكامل.

وبتطبيق ظروف x = 0 , t= 0 تعطي C=lnx_e ، وبالتعويض بالمعادلة (5) يعطى:

أو:

- إذا كانت ∞ زاوية الدوران البدائية ، _∞α زاوية الدوران النهائية و α_t زاوية الدوران عند الزمن ، لذا تتناسب x_e مع (_∞α_{0 -}α) و ( x_e - x ) تتناسب مع (_∞α_{t -}α) ويعطي تعويض هذه القيم بالمعادلة (6) ما يلي :

أو

- لذا يكون ناتج رسم (_∞α_{t -}α) log مقابل خطا میله 2.303 / k - .

يعطي ثابت السرعة بالمحاليل الحامضية بما يلي :

حيث ⁺k_H ثابت تحفيز أيون الهيدروجين ، ^-K_OH ثابت تحفيز أيون الهيدروكسيد ، +C_H أيونات الهيدروجين ، ^-C_OH تركيز أيونات الهيدروكسيد و K_H2O ثابت تحفيز الماء.

- وفي حالة التحفيز بالحمض تهمل الحدود الحاوية على أيونات الهيدروكسيل ويعطي عندها رسم ثابت السرعة k مقابل ⁺C_H خطاً ميله ⁺k_H و تقاطعه بالمحاور K_H2O .

الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة

جهاز استقطاب Bellingham - Stanley نوع B - S
مصباح من الصوديوم
ثرموستات مثبت عند درجة الحرارة ^o25م
مضخة
حافظة مائية لأنبوبة جهاز الاستقطاب
0.2N , 0.1N , 0.05N حامض الهيدروكلوريك

خطوات العمل

- يوضع 90 مل و 20 مل من 0.2N حمض الهيدروكلوريك بقارورتين مخروطتين منفصلتين.

- توضع القارورتان بالثرموستات حتى حدوث الاتزان الحراري، عندها يذاب 10 جم جلوكوز بالماء ويضاف إليه 10 مل من الحمض.

- يهز المحلول ثم يؤخذ منه جزء إلى أنبوبة مقياس الاستقطاب.

- تقاس زاوية الدوران بالسرعة الممكنة وتعاد القياسات مرة كل دقيقة لمدة 30 دقيقة، يحتفظ بجزء من المحلول لمدة 24 ساعة بالثرموستات وتجري عليه القراءة الأخيرة.

- ثم تعاد التجربة مع كل من 0.1N و 0.05N حمض الهيدروكلوريك.

- ويرسم (_∞α_{t -}α) log مقابل t ويحسب ثابت السرعة k.

- ترسم قيم k مقابل ⁺C_H وتستحصل قيم ⁺K_H و K_H2O.

تم الإجابة عليه: كيف يمكن تعيين ثابت السرعة بطريقة المعايرة؟

Wed, 24 Apr 2024 04:56:58 +0000

تعيين ثابت السرعة بطريقة المعايرة

نظرية التجربة

- يتناسب معدل التفاعل الكيميائي مع تراكيز المواد المتفاعلة ، ويعبر عن ذلك غالبًا بدلالة تركيز إحدى المواد المتفاعلة أو الناتجة عن التفاعل، أي:

حيث تركيز (c) إحدى المواد المتفاعلة و (x) تركيز إحدى نواتج التفاعل عند الزمن t.

- وللتفاعل العام التالي:

نواتج → A + B + C

حيث يمكن التعبير عن معادلة التفاعل بالصيغة التالية:

- حيث (k) ثابت سرعة التفاعل، ومرتبة التفاعل (n) هي مجموع الأسس بمعادلة معدل التفاعل ، أي:

n = n₁ + n₂ + n₃

- ولتفاعل من المرتبة الثانية متضمنا أكسدة إلا يوديد بفــــوق الكبريتات Persulphate كما يلي:

^-2I + S₂O₈^-2 → I₂ + 2SO₄²

يمكن كتابة معادلة معدل التفاعل:

حيث b , a تراكيزات فوق الكبريتات والأيودين على التوالي.

- إذا تواجدت إحدى المواد المتفاعلة بكمية فائضة بحيث يظل تركيزها ثابتاً بشكل ملحوظ أثناء التفاعل.

- عندها يتبع التفاعل حركية التفاعل ذي الدرجة الأولى.

- ولنفرض أن تركيز الأيوديد بالتفاعل السابق كان كبيراً بحيث لم يتغير تقريبًا أثناء التفاعل.

- ولذلك تختزل عندها المعادلة (2) إلى ما يلي:

- بأجزاء التكامل وتطبيق الظروف عندما 0 = أو 0 = x نحصل على ما يلي:

حيث k = b k₂

لذا يعطي رسم ( log (a - x مقابل t خطاً مستقيما تحدد قيمة 'K من ميله.

الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة

ثرموستات (مثبت أوتوماتيكي لدرجة الحرارة)
ساعة توقيت
ثلاث قارورات مخروطية مع سداداتها
محلول مشبع لفوق كبريتات البوتاسيوم
0.4 من محلول أيوديد البوتاسيوم
0.01 من محلول ثيوكبريتات الصوديوم

خطوات العمل للتجربة

- يوضع 50 مل من محلول 0.4N أيوديد البوتاسيوم بقارورة مخروطية موزنة.

- تعلق القارورة بالثرموستات عند درجة الحرارة ^o25م.

- يخفف 1 مل من محلول فوق كبريتات البوتاسيوم بالإضافة 80 مل ماء ويؤخذ 50 مل من الناتج ليوضع بقارورة مخروطية وتعلق بالثرموستات.

- عند ثبوت درجة حرارة المحلولين عند ^o25م يضاف محلول يوديد البوتاسيوم إلى محلول فوق كبريتات البوتاسيوم وتشغل ساعة التوقيت حينها.

- من المهم غلق القارورة بعد الخلط لمنع تطاير الأيودين من الخليط المتفاعل.

- بأزمنة مقاسة ومسجلة مقدارها (60,50,40,30,20,15,11,8,3 دقيقة) يسحب 10 مل من الخليط المتفاعل بواسطة ماصة ويفرغ بحجم كبير من الماء.

- إذا يكون لهذا التخفيف بالماء دور بإيقاف التفاعل بينما تتم عملية المعايرة.

- يرشح كل 10.0 مل من النموذج بـ 0.01N من كبريتات الصوديوم المحضر آنيا (وليكن x مل) مستخدماً النشا ككاشف للتفاعل.

- كما يخلط 50 مل من أيوديد البوتاسيوم مع المتبقي من محلول فوق كبريتات البوتاسيوم المخفف وتغلق القارورة بالسدادة ثم توضع القارورة بدرجة حرارة 60^o طيلة مدة التجربة.

- يبرد المحلول بعدها ويبقى عند درجة الحرارة 25^oم لمدة لا تقل عن 15 دقيقة ثم يعاير 10 مل منه بمحلول 0.01N كبريتات الصوديوم (وليكن a مل).

تم الإجابة عليه: كيف يمكن تحقيق قانون لامبرت - بير؟

Tue, 23 Apr 2024 07:21:52 +0000

تجربة تحقيق قانون لامبرت بير

- قانون بير لامبرت (Beer-Lambert law) هو علاقة رياضية تربط امتصاص الضوء بخصائص المادة التي يعبر الضوء من خلالها.

- تم اكتشاف القانون من قبل الفرنسي بيير بوغير قبل 1729 وغالبا ما يسند القانون إلى جوان لامبرت الذي استشهد بتجربة بوغير الضوئية عن توهين الضوء.

- لاحقاً قام أوغست بير بتوسيع قانون الامتصاص الأسي في عام 1852 ليتضمن تركيز المحاليل في معامل الامتصاص

شروط قانون بير - لامبرت

- يوجد على الأقل خمسة شروط يجب توفيرها لنتمكن من تطبيق قانون بير، وهي:

(1) يجب على المواد الماصة في المحلول أن تكون منفصلة عن بعضها.

(2) يجب أن يكون وسط الامتصاص متجانساً في الحجم الكلي ويجب أن لا يشتت الإشعاع.

(3) يجب على الإشعاع الساقط أن يتألف من أشعة متوازية، كل منها تقطع نفس المسافة في الوسط الماص.

(4) يجب على الضوء الساقط أن يكون أحادي اللون (مونوكروماتي)، أو أن يكون على الأقل ذو عرض أضيق من الوسط الماص.

(5) يجب أن لا يؤثر الضوء الساقط على الذرات أو الجزيئات، يجب أن يكون فقط لسير الجسيمات المدروسة. وبشكل خاص، يجب على الضوء المستخدم أن لا يسبب إشباع ضوئي أو ضخ ضوئي optical pumping لأن هذا سيستنزف الإشعاع وقد يرفع من الإصدار المحفز.

- فإذا أخل بأي من هذه الشروط ، سيكون هناك انحراف عن قانون بير.

نظرية التجربة

- عند سقوط ضوء على وسط متجانس فسوف ينعكس جزئياً ويمتص جزئياً وينفذ خلال الوسط جزئيًا.

- وقد درست العلاقة بين شدة التيار الساقط والتيار النافذ خلال الوسط بواسطة لامبرت وتم التوسع بالدراسة إلى أوساط المحاليل بواسطة بير.

- وحسب دراسة لامبرت فإن معدل تناقص شدة التيار مع سمك الوسط الماص dI / d1 - حيث يمثل I شدة التيار عند السمك 1 (سم) يتناسب مع شدة الضوء عند النقطة 1 ، أي:

- ويسمى الثابت k معامل الامتصاص وهو خاصة مميزة للوسط الماس.

- وبترتيب المعادلة (1) وإجراء التكامل تحصل على:

حيث 2.203 / ٌK = K ويعرف k بمعامل الإخماد.

- ويمثل الكسر الجزء الضوئي النافذ ويسمى معامل الإنفاذية T.

- يعرف اللوغاريتم العشري لمقلوب هذه النسبة ، أي log(I₀/I) بمعامل الامتصاصية A . عندها تصبح العلاقة:

ولمادة ماصة مذابة بمذيب نفوذ نجد تناسباً بين تناقص شدة الضوء وتركيز المحلول لذا:

dI/dt = ε IC

- حيث C التركيز الجزيئي و ٌC معامل الامتصاص الجزيئي . وهذا الثابت خاصية مميزة للمذاب.

- وترتبط النفاذية للمحاليل بمعامل الامتصاص الجزيئي كما يلي:

In T = ε CI-

والعلاقة المناظرة المتضمنة للوغاريتم العام هي :

ويدعى (ε) معامل الامتصاص المولاري.

الأدوات والكيماويات

سبكتروفوتوميتر (مقياس الشدة النسبية لأجزاء الطيف) وعلى سبيل المثال نجد الجهاز 600 .Unicam S. P
أنابيب اختبار
حامل لأنابيب الاختبار
5 × 100 مل من القارورات المدرجة.
0.800 محلول الأمونيا وكبريتات النحاس.

خطوات التجربة

- يحضر 0.1M من محلول كبريتات النحاس.

- تحضر محاليل لعدة تراكيز من أيونات نحاسيك الأمونيوم الزرقاء بخلط 5 مليليترات من 0.0880 أمونيا (مخففة مسبقًا مع 10 مل ماء) مع 10,8,6,4,2,12,14 ,16,20,18,22,24 مل من محلول الكبريتات النحاس.

- يضبط الحجم النهائي إلى 100 مل بإضافة كميات أخرى من الماء.

- تقاس نسبة النفاذية وامتصاصية المحاليل عند موجة طولها 600mμ.

- من البيانات يمكن رسم (a) نسبة النفاذية مقابل التركيز و (b) الامتصاصية مقابل التركيز.

- وحسب المعادلة (4) إذا انطبقت علاقات لامبرت - بير على هذا المحلول، يكون الشكل البياني (a) رأسي. والشكل البياني (b) خطي (مستقيم).

تم الإجابة عليه: كيف يتم تعيين درجة الحرارة الانتقالية بطريقة الذوبان؟

Mon, 22 Apr 2024 04:16:34 +0000

تعیین درجة الحرارة الانتقالية بطريقة الذوبان

نظرية التجربة

- عند الضغط الجوي يشكل النظام اليوتكتي المتكون من بروميد الصوديوم والماء مركباً ذا درجة انصهار متباينة . ويعرف مثل هذا المركب بعجزه عن البقاء بوجود محلول له التكوين نفسه.

- ويمثل الشكل التالي نموذجاً لمخطط طور

- مثل هذه الأنظمة ولمثل هذه الحالة الخاصة حيث يكون الماء إحدى المكونات A.

- يمكن اعتبار المنحنيين CD و DB منحنى الذوبان لثنائي هيدريد البروميد وبروميد الصوديوم اللامائية على التوالي.

- أما النقطة الانتقالية D فستحصل من تقاطع المنحنيين.

- ولا تتغير النقطة الانتقالية بثبوت الضغط إذ تختزل قاعدة الطور إلى : F = 3 - P ويتواجد الطورين الصلبين عند النقطة D مع محلوليهما المشبعين، أي : P = 3

الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة

ماصة ذات سعة 5 مل
ثنائي هيدرات بروميد الصوديوم (NaBr.2H₂O)
0.1M نترات الفضة.

خطوات العمل للتجربة

- يحضر محلول من بروميد الصوديوم المشع عند درجة الحرارة ^o75م بوضع حوالي 250 جراماً من ثنائي هيدرات بروميد الصوديوم مع 100 مل ماء بدورق صغير.

- يوضع الدورق بحمام مائي وتؤخذ 5 مل كنماذج عند زيادة ^o5م - ^o10م وبالمجال ^o25م - ^o75م.

- يحلل المحلول المأخوذ عند درجة الحرارة ^o75م.

- يترك المحلول ليبرد إلى درجات حرارية منخفضة بحيث يجب التأكد من كون المحلول مشبعاً عند كل درجة حرارة.

- تؤخذ النماذج بماصة محاطة بغلاف من القطن الصوفي وتوضع بقارورة مدرجة ذات سعة 100 مل.

- تغسل الماصة من أي بلورة مترسبة داخل الماصة.

- يعاير محلول بروميد الصوديوم المخفف بمحلول 0.1 نترات الفضة.

- يرسم حجم 0.1M من نترات الفضة (مل) مقابل درجة الحرارة ويحسب ذوبان ثنائي هيدرات بروميد الصوديوم بالجرام (NaBr.2H₂O)عند نقطة الانتقال.

تم الإجابة عليه: شرح تجربة تعيين التحليل الحراري للهيدرات؟

Sun, 21 Apr 2024 04:25:47 +0000

تعيين التحليل الحراري للهيدرات بطريقة المزدوج التفاضلي

نظرية التجربة

- ينتزع الماء من خماسي هيدريد كبريتات النحاس كما بالمعادلات التالية:

CuSO₄ . 5H₂O → CuSO₄ . 4H₂O + H₂O

CuSO₄ . 4H₂O → CuSO₄ . 3H₂O + H₂O

CuSO₄ . 3H₂O → CuSO₄ . H₂O + 2H₂O

CuSO₄ . 5H₂O → CuSO₄ + H₂O

- بثبوت الضغط تختزل قاعدة الصنف لمثل هذا النظام إلى: F = 3 - P

- يمكن دراسة انتزاع الماء باستخدام مزدوج تفاضلي (1) بوضع أحد أطرافه بهدريد كبريتات النحاس والطرف الآخر بكلوريد الصوديوم وبربط المزدوج بجلفانوميتر حساس وتسخين الملحين بالوعاء نفسه فلن يشير الجلفانوميتر لمرور أي تيار كهربائي ما لم يحدث تفاعل طوري بهدريد كبريتات النحاس.

- على أي حال، سيتواجد لدينا ثلاثة أطوار عند درجة الحرارة التي يحدث عندها تفاعلات الطور السابقة، أي P = 3 ، لذا 0 = F .

- ولهذا ستثبت درجة الحرارة إلى أن ينتهي تفاعل الطور .

- ولكن لن تثبت درجة حرارة كلوريد الصوديوم حيث لا يحدث تغير بطوره ، عندها سيشير الجلفانوميتر إلى مرور تيار كهربائي عند درجة حرارة كل تفاعل طوري لهيدرات كبريتات النحاس.

- سيلاحظ بانتزاع الماء من أحادي الهيدرات لا يتضمن ثبوت درجة الحرارة إذ تلتصق جزيئة الماء الوحيدة بشق الكبريتات بقوى فيزيائية والتي تفقد تدريجياً كلما ازدادت درجة الحرارة .

الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة

قارورة ديوار Dewar Flask
قالب نحاسي
مسحن ومقاومة متغيرة
مزدوج حراري
أنبوبتان زجاجيتان رقيقتا الجدران
خلاط
جلفانوميتر حساس
محرار حساس
خماسي هيدريد كبريتات النحاس
كلوريد الصوديوم

خطوات التجربة

- يحفر في القالب النحاسي حفرتين وتوضع بهما أنبوبتا الزجاج الرقيقتان.

- يوضع بإحداهما حوالي 1.5 جم من خامس هيدريد كبريتات النحاس وبالثانية كمية مماثلة من مسحوق كلوريد الصوديوم .

- يغمر المزدوج التفاضلي بكلا الملحين ويربط طرفاه بالجلفانوميتر الحساس .

- يحفر القالب النحاسي بحفرة يثبت بها الترمومتر الحساس ثم يعلق القالب النحاسي بقارورة ديوار مع الخلاط وملف المسخن كما بالشكل التالي:

- بتنظيم المغذي الكهربائي إلى المسخن بواسطة المقاومة المتغيرة ترتفع درجة الحرارة داخل قارورة ديوار وبسرعة إلى ^o90م ومن ثم بمعدل 0.5 إلى 1^oم بالدقيقة .

- تلاحظ درجة الحرارة عندما يتحرك مؤشر الجلفانوميتر.

- يمكن الحصول على دقة أكثر باستخدام مزدوج حراري، معاير لقياس درجة الحرارة عوضا عن الترمومتر.

تم الإجابة عليه: شرح تجربة تعيين مخطط نظام ثلاثي (بنزين - حمض الخليك - ماء)؟

Sat, 20 Apr 2024 04:27:03 +0000

تجربة تعيين مخطط نظام ثلاثي (بنزين - حامض الخليك – ماء)

نظرية التجربة

- تختزل قاعدة الطور النظام ثلاثي عند ثبوت الضغط ودرجة الحرارة إلى:

F = 3 - P

- يمكن التعبير عن تركيب مثل هذا النظام بدلالة مثلث متساوي الأضلاع يمثل كل ضلع فيه مكونا نقياً.

- لهذا تمثل النقطة X بالشكل التالي التكوين التالي : 25 %من المكون A و 50% من المكون B و 25% من المكون C.

- مبدئيًا لا يمتزج الماء والبنزين لذا نحصل على طبقتين منفصلتين عند خلطهما .

- بينما المكون الثالث حامض الخليك فإنه يمتزج بكلا الطبقتين وعند إضافته للخليط يتوزع بهما .

- لذا سيتغير تكوين الطبقتين أكثر عند المزيد من إضافة حمض الخليك تحت هذه الظروف.

- تكون قيمة P مساوية 2 ، ويعرف النظام كلياً بدلالة التكوين.

- فإذا رسمت النقاط المناظرة لهذه التراكيب، يمكن عندها الحصول على منحنی انسيابي مشيرًا إلى حدود امتزاج خلائط الماء والبنزين في حمض الخليك.

- وسيلاحظ عند إضافة حامض الخليك أكثر فأكثر يزداد امتزاج محلولي الماء والبنزين إلى أن نحصل على امتزاج تام بينهما . ويعرف منحنى الامتزاج هذا بالمنحنى الثنائي.

- سينحل أي خليط واقع ضمن المساحة المحددة بالمنحنى الثنائي وقاعدة المثلث إلى طبقتين سائلتين وأي خليط خارج هذا المنحني هذا مكون من طبقة سائلة متجانسة واحدة.

- كما أن موقع المنحني الثنائي متغير مع درجة الحرارة.

الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة

ماصة بحجم مليليتر واحدة
ماصة بحجم 5 مل
بنزين
حمض الخليك

خطوات التجربة

- يوضع 5 مليليتر من البنزين بقارورة ذات سعة 100 مل.

- يضاف 1 مل من الماء من سحاحة وكذلك يضاف حمض الخليك ببطء من سحاحة ثانية مع مزج شديد إلى أن نحصل على محلول رائق متجانس.

- ثم يدون حجم حمض الخليك المعاير.

- يضاف 5 مل من البنزين بشكل متلاحق.

- بعد كل إضافة بنزين يضاف حمض الخليك مع مزج شديد إلى أن نحصل على نظام متجانس ثم تدون النتائج.

تم الإجابة عليه: كيف يتم تعيين مدى تغير قابلية الامتزاج مع درجة الحرارة؟

Thu, 18 Apr 2024 05:28:14 +0000

تعيين مدى تغير قابلية الامتزاج مع درجة الحرارة

النظرية

- تحدد درجة الحرارة قابلية امتزاج زوج معين من السوائل . وثبوت الضغط لمثل هذه الأنظمة تختزل قاعدة الطور إلى:

F = 3 - P = 1

- وبوجود طبقتين متزنتين فإن P يساوي 2 عندها يمكن تعريف النظام كلياً إما بدرجة الحرارة أو التكوين.

- لهذا يمكن رسم شكل بياني مشيراً إلى حدود الامتزاج مع درجة الحرارة لمجموعة خلائط ذات تراكيب مجهولة.

الأدوات والكيماويات

تسع أنابيب غليان
سحاحة
دورق بسعة 400 مل
جليسرول
1- طوليودين

خطوات التجربة

- تحضر تسعة نماذج صناعية من الجليسرول و 1- طوليودين حسب الكميات المبينة بالجدول التالي:

- تحضر النماذج بوزن الجليسرول بأنبوب ثم يضاف 1- طوليودين من سحاحة.

تم الإجابة عليه: كيف يتم تعيين مخطط الطور للأنظمة الثنائية؟

Wed, 17 Apr 2024 04:52:50 +0000

تعيين مخطط الطور للأنظمة الثنائية

نظرية التجربة

- بمخطط الطور لنظام ثنائي وبمجال درجات الحرارة والتراكيز التي تتواجد بها المواد الصلبة والسائلة بحالة متزنة تعرف المنحنيات الفاصلة للأطوار الصلبة والسائلة بخطوط الجمود Solidus Curves وخطوط السيولة liquidus curves.

- فإذا سخنت مادة صلبة ذات تكوين معين فإنها تبدأ بالتميع عند درجة الحرارة حيث الإحداثيات عند التكوين المعطى تلاقي خطوط الجمود على مخطط الطور.

- يكون الطور الصلب بحالة اتزان مع الطور السائل بالمجال بين خطي الجمود والسيولة ولكن عند درجة الحرارة - حيث إحداثيات التكوين تلاقي خط السيولة عندها - تذوب آخر جزيئة صلبة ويتكون النظام عندها من طور سائل فقط.

- تعرف درجة الحرارة الأولى بنقطة التسييح thaw point ودرجة الحرارة الثانية بنقطة الانصهار melt point لذلك التكوين الخاص.

- فإذا حددت درجات الحرارة لمختلف التراكيب يمكن عندها إنشاء مخطط الطور للنظام.

- وهذه هي طريقة التسبيح والانصهار method - thaw - melt للتحليل الحراري.

الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة

أنابيب إحراق
أنابيب للانصهار
مدقة وهاون
جهاز لتحديد درجة الانصهار
بارا نيتيرو الطولوين ونفثالين

خطوات التجربة

- يحضر خليط من النفثالين وبارا نيترو الطولوين بحيث يكون الكسر الجزيئي للنفثالين بالخليط حوالي 0.1.

- يذاب الخليط بموقد بنزين للتأكد من إتمام الخلط ثم يترك للتجمد.

- يوضع الخليط بالهاون ويطحن ليصبح متجانسا قدر الإمكان.

- توضع كمية قليلة من الخليط المطحون بأنبوبة الصهر وتسخن بلطف بجهاز لتحديد درجات الانصهار.

- تدون درجة الحرارة التي تظهر بها أول قطرة سائلة وكذلك درجة الحرارة عند الانصهار الكلي للنظام.

- تعاد التجربة لخلائط ذات تراكيز جزيئية للنفثالين مقدارها 0.2 ، 0.3 ، 0.4 ، 0.5 ، 0.6 ، 0.7 ، 0.8 ، 0.9 ، كذلك تقاس درجة حرارة انصهار النفثالين وبارا نيترو الطولوين النقيين.

- من النتائج يمكن إنشاء مخطط الطور البياني للنظام.

تم الإجابة عليه: كيف يتم تعيين الوزن الجزيئي لسائل بواسطة التقطير البخاري؟

Tue, 16 Apr 2024 05:26:33 +0000

تعيين الوزن الجزيئي لسائل بواسطة التقطير البخاري

نظرية التجربة

- إذ قطر سائلان غير ممتزجتين A و B من الوعاء نفسه، بحيث لا يؤثر بخار أي منهما على الآخر ، فسوف يتبخر السائلان بنسبة ضغطي بخاريهما إلى أن يتقطر - أحدهما كلياً.

- كذلك فإن الضغط البخاري للخليط يساوي مجموع الضغوط البخارية لكل مكون، أي:

P_total = P_A + P_B

- عند درجة الغليان يكون (P_B + P_A) مساويًا للضغط الجوي.

- كذلك يتقطر الخليط بنسبة جزيئية مقدارها P_A / P_B . فإذا كانت W_A و W_B وزني A و B (مقدرة بالجرام) بالمقطرات، لذا:

حيث M_A و M_B الأوزان الجزيئية لكل من A و B على التوالي.

- لذا يمكن إيجاد الوزن الجزيئي للكلوروبنزين (A) بطريقة التقطير بالبخار.

الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة

جهاز التقطير بالبخار.
ترمومتر 70 - 120م^o مدرجة بمقياس 0.1 م^o.
أسطوانتان مدرجتان سعة كل منهما 100 مل
قمع فصل
كلوروبنزين

خطوات عمل التجربة

- يعاير الترمومتر بجهاز التقطير بالبخار ، إذ يمكن الحصول على درجة حرارة غليان الماء الحقيقية عند الضغط البارومتري للمختبر من الجداول أو بافتراض تغير مقداره 1م^o لكل تغير بالضغط مقداره (27 مل) . تفرع القارورة.

- يضاف بالقارورة 250 مل كلوروبنزين و 50 مل ماء، ثم يشغل جهاز التقطير بمعدل حوالي قطرة واحدة بالثانية.

- كما تسجل درجة الحرارة كل دقيقة.

- تجمع المقطرات بأربعة أجزاء ويبدل وعاء التجميع عند جمع 50 مل.

- يوقف التقطير عند بدء درجة الحرارة بالارتفاع فجأة إلى درجة غليان الماء، ثم يجمع كل جزء بأسطوانة قياس.

- تدون النتائج بصيغة جدول كالتالي:

- حيث إن الكثافة النوعية للكلور وبنزين عند درجة الحرارة 15م^o تساوي 1.106

تم الإجابة عليه: كيف يتم تعيين ثابت الاتزان بطريقة الانتشار عملياً؟

Mon, 15 Apr 2024 03:37:08 +0000

تعيين ثابت الاتزان بطريقة الانتشار

نظرية التجربة

- يحدث التفاعل العكسي التالي بالمحاليل المائية كما يلي:

KI + I₂ → KI₃

- وحسب قانون فعل الكتلة يعطي ثابت الاتزان K_c كما بالمعادلة الآتية:

- ويمكن تحري الاتزان بدراسة انتشار اليود بين المذيب العضوي والماء، يتبعها دراسة مماثلة وهي انتشار اليود بين المذيب العضوي نفسه ومحلول يوديد البوتاسيوم المائي، إذ تكمننا الدراسة الأولى لحساب معامل التوزع من العلاقة:

حيث C تركيز اليود ( تعين بالمعايرة).

- وإذا لم ينطبق قانون الانتشار على الأنواع العامة لكلا الطبقتين، يمكن حساب تركيز اليود الحر بالطبقة المائية لمحلول يوديد البوتاسيوم Cki, aq من العلاقة:

- لذا يمكن تعيين اليود المتحد مع يوديد البوتاسيوم لتكوين KI وذلك الإمكانية تحديد اليود الكلي بطبقة يوديد البوتاسيوم بالمعايرة.

- هناك إمكانية إيجاد كمية اليوديد المتحد مع اليود ومعرفة التركيز البدائي لليوديد يمكن معرفة كمية اليوديد غير المتحد بفرق الكميتين. لهذا يمكن حساب قيمة K_c.

الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة

ثلاثة دوارق مع سداداتها ذات حجم 350 سم
ثرموستات
0.1 من يوديد البوتاسيوم
يود
رابع كلوريد الكربون
0.1 من ثيو كبريتات الصوديوم

خطوات التجربة

- يمزج 20 مل من محلول رابع كلوريد الكربون المشبع باليود مع 200 مل ماء بإحدى الدوارق الزجاجية.

- توضع القنينة بالثرموستات عند درجة الحرارة 25م^o ، وتترك ومحتوياتها للوصول إلى الاتزان الحرارة.

- تتبع الطريقة السابقة نفسها باستخدام 15 مل من رابع كلوريد البوتاسيوم يؤخذ 50 مل من طبقة المحلول المائي و 5 مل من طبقة المحلول العضوي كنماذج من كل خليط ثم تحلل باستخدام 0.1N و 0.01N من ثيو كبريتات الصوديوم حسب كمية اليود الموجودة بالنماذج.

- تضاف كمية قليلة من يوديد البوتاسيوم المركز للمحلول العضوي للتأكد من استخلاص اليود التام.

- تعاد الطريقة بأكملها باستخدام 0.1 من يوديد البوتاسيوم عوضاً عن الماء واستخدام 20 ، 15 و 10 مل من محلول اليود المشبع برابع كلوريد الكربون كما تمت إضافته سابقاً.

تم الإجابة عليه: كيف يتم تعيين حرارة الاحتراق عملياً؟

Sun, 14 Apr 2024 05:14:15 +0000

تعيين حرارة الاحتراق

نظرية التجربة

- يمكن حساب حرارة التكوين القياسية لكثير من المركبات العضوية من معرفة حرارة احتراق المادة وحرارة التكوين القياسية لثاني أكسيد الكربون والماء.

- من الطرق الملائمة لتحديد حرارة الاحتراق يستخدم المسعر الحراري حيث تحرق المادة بجو من الأكسجين داخل وعاء مغلق.

- يتم التفاعل بهذه الطريقة بثبوت الحجم لذا فالحرارة المتحررة تساوي النقصان بالطاقة الداخلية للمادة.

- يمكن حساب حرارة الاحتراق بثبوت الضغط والتغير بالمحتوى الحراري للتفاعل من العلاقة التالية:

ΔΗ = ΔU + Δn. R. Τ

- تمثل Δn الزيادة بعدد مولات الغاز أثناء التفاعل

الأدوات والكيماويات

- يتم تحضير الأدوات والكيمياويات التالية للبدء في تنفيذ التجربة كما يلي:

مسعر حراري
ساعة توقيت
حمض البنزويك
نفثالين
0.1N محلول هيدروكسيد الصوديوم .

خطوات التجربة

- يضغط حوالي 1جم من حمض البنزويك ثم يوزن.

- يوضع الوعاء الصغير بجفنة حجرة التفجير وتربط أسلاك الاحتراق المتكونة من الحديد أو البلاتين بأقطاب الحجرة والوعاء الصغير.

- يتم إدخال مليليتراً واحدًا أو اثنين من الماء إلى الحجرة ثم يشكل الجهاز ، يضخ الأكسجين إلى حجرة التفجير حتى يصبح ضغطه حوالي 20 جو.

- توضع حجرة التفجير بوعاء المسعر ويضاف حجم معلوم من الماء بحيث يغمر السطح العلوي لغطاء حجرة التفجير . يجب ألا يختلف وزن الماء بالتجارب اللاحقة عن وزن الماء المضاف هنا بأكثر من جرام واحد.

- كما يجب أن تقل درجة حرارة الماء المضاف 2^o م عن درجة حرارة الماء الموجود بالغلاف الخارجي ويمكن ملاحظة عدم إحكام غطاء حجرة التفجير بوجود فقاعات غازية بالماء.

- يوضع وعاء المسعر بالإناء ذي الغلاف الخارجي وتثبت الترمومترات والخلاط والأغطية بأماكنها أو بأمكنتها ثم توصل أسلاك غرفة التفجير بدائرة التفجير الكهربائية.

- يشغل الخلاط ويترك لمدة خمس دقائق قبل أخذ أي قراءة. ثم تقرأ درجة حرارة ماء المسعر . بعد خمس عشرة دقيقة من البدء (أي بعد عشر دقائق من قراءة درجة الحرارة) بضغط مفتاح الإشعال .

- سترتفع الآن درجة الحرارة بسرعة لتصل إلى نهاية عظمى ثم تنخفض ببطء. وإذا انخفضت درجة الحرارة بانتظام فيجب استمرار القراءة لمدة عشر دقائق إضافية كما يجب التأكد من درجة حرارة الغلاف الخارجي أثناء التجربة.

- تؤخذ حجرة الاحتراق من وعاء المسعر، ويزال الضغط بلطف ثم يفتح غطاء الحجرة وبعد التأكد من حصول الاحتراق التام تغسل الحجرة بقليل من الماء المقطر.

- ثم يعاير ماء الغسيل بواسطة 0.1 من محلول هيدروكسيد الصوديوم لتحديد كمية حمض النتريك المتكونة من نتروجين الهواء الموجود أصلاً بحجرة الانفجار. وإذا كانت أسلاك الإشعال من الحديد يجب وزن الأسلاك غير المحترقة لتحديد الكمية المتأكسدة.

- أما حرارة احتراق حامض البنزويك والحديد فهي 6.318 و 1.6 (كيلوكالوري جم) على التوالي وحرارة تكوين حمض النتريك المخفف والمتكون من النتروجين، الأكسجين والماء فهي 13.8 (كيلو كالوري / مول ) .

- يمكن الآن حساب المكافئ المائي للمسعر بافتراض السعة الحرارية النوعية للماء 1 ( كالوري / جم . م^o ) .

- وإذا تأكسد X جرام من حامض البنزويك و y جرام من الحديد فإن كمية حمض النتريك المتكونة هي Z مول . إذ أن :

6318X + 1600y + 13800Z = t(W₁+W₂)

حيث W₁ وزن الماء الموجود بالمسعر، W₂ الوزن المائي المكافئ للجهاز و t الارتفاع بدرجة الحرارة أثناء التجربة . ويحدد المكافئ المائي للجهاز باستخدام حمض البنزويك كمادة قياسية .

- تعاد التجربة باستخدام النفثالين وتحسب حرارة اختراق النفثالين من النتائج، وبافتراض حرارة الاحتراق المحسوبة من التجربة تساوي حرارة الاحتراق القياسية، لذا تحسب حرارة تكوين النفثالين القياسية بمعلومية حرارات التكوين القياسية لثاني أكسيد الكاربون والماء:

H₂O (liquid) → ΔH^o =-68.32(Kcal mol^-1)

CO₂ (gas) → ΔH^o =-94.03(Kcal mol^-1)

تم الإجابة عليه: كيف يتم تعيين حرارة المحلول من الذوبانية؟

Sat, 23 Dec 2023 06:42:28 +0000

تعيين حرارة المحلول من الذوبانية

- يعطي تغير إذابة المادة مع درجة الحرارة بالعلاقة التالية:

- حيث تمثل (S) ذوبان المادة و ΔH حرارة المحلول

- يمكن اعتبار هذه العلاقة بإحدى صيغ المعادلة فانت هوف عند ثبوت الضغط.

- بافتراض ΔH ثابتة بين درجتي الحرارة T₂ , T₁ بتكامل المعادلة (1) بينهما:

- حيث (S₁) إذابة المادة عند درجة الحرارة المطلقة T₁و (S₂) إذابة المادة عند درجة الحرارة المطلقة T₂

- فإذا حدد ذوبان مادة ما عند درجتي حرارة مختلفتين فأنه يمكن حساب حرارة المحلول بتطبيق المعادلة (2) .

- وإذا استلزمت دقة أكثر بالنتيجة. يمكن عندها تحديد ذوبان المادة بعدة درجات حرارية مختلفة للحصول على H من رسم Log S مقابل

الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة

ثماني قارورات ذات سعة 250 مل
ثرموستات عند درجة الحرارة ^o25م , ^o35م , ^o45م , ^o55م
هيدروكسيد الصوديوم بعيارية 0.1M
حمض البنزويك
ماصة بسعة 25 مل
قطن
أنابيب بلاستيكية

خطوات عمل تجربة تعيين حرارة المحلول من الذوبانية

- تؤخذ قارورتان كل منها سعة 250 مل ، ويوضع بكل واحدة 1 جم من حمض البنزويك ويضاف لكل قارورة 100 مل ماء ساخن بدرجة حرارة حوالي 70م^o وتوضع إحدى القارورتين بثرموستات عند درجة الحرارة 25م^o والأخرى بثرموستات عند درجة الحرارة 35م^o.

- كذلك تؤخذ قارورتان ويضاف لكل واحدة 2 جم حمض بنزويك و 100 مل من الماء الساخن ثم توضع إحداهما بثرموستات عند درجة الحرارة 45م^o والأخرى بثرموستات عند درجة الحرارة 55م^o.

- تترك المحاليل الأربعة لتصل إلى حالة الاتزان الحراري إذ يحتاج ذلك لحوالي نصف ساعة بتحركها من فترة لأخرى .

- تؤخذ قطعة صغيرة من الأنبوبة المطاطية ويوضع بها بعض القطن ثم تثبت الماصة ذات سعة 25 مل بعدها يمص 25 مل من محلول كل قارورة بسرعة بعد ترك المواد الصلبة الموجودة بالقارورات بالترسب.

- ولمنع تبلور المحلول بالماصة تسخن الماصة قليلاً قبل عملية المص بعدها تزال أنبوبة المطاط والتي عملت كمرشح ثم يصب المحلول بقارورات أخرى.

- يتم معايرة المحاليل المأخوذة من ثرموستات 25م^o و 35م^o بواسطة هيدروكسيد الصوديوم ذي 0.02N باستخدام الفينول فثالين ككاشف.

- بافتراض كثافة المحاليل مساوية للواحد، يحسب ذوبان حمض البنزويك بكل 100 مل من الماء عند كل درجة حرارة .

- تحسب حرارة ذوبان حامض البنزيك من المعادلة (2) أو من رسم Log S مقابل .

تم الإجابة عليه: شرح تجربة تعيين الضغط البخاري لسائل كدالة فى درجة الحرارة؟

Sat, 16 Dec 2023 09:02:16 +0000

تعيين الضغط البخاري لسائل

- في هذه التجربة سيتم تعيين الضغط البخاري لسائل كدالة لدرجة الحرارة.

نظرية التجربة

العلاقة بين الضغط البخاري للسائل ودرجة الحرارة تعرف بمعادلة Clausius - Clapeyron كما يلي:

- بفرض أن حرارة التبخر ثابتة، يعطي تكامل المعادلة السابقة نحصل على:

حيث ΔH هي حرارة تبخر السائل.

- بتحديد الضغط البخاري لسائل عند عدة قيم لدرجة الحرارة، ورسم log P مقابل يعطي خطا مستقيماً شريطة أن ΔH ثابتة في مجال درجات الحرارة المدروسة.

- ويمكن تحديد ΔH من ميل هذا الشكل.

الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة

جهاز لقياس الضغط البخاري
بصلة زجاجية
مضخة ماء
ترمومتر مدرج بمقياس 0.1 م^o
كأس كبير
بنزين.

خطوات التجربة

- تملأ بصلة زجاجية صغيرة بالبنزين، وذلك بتسخينها بفرن ثم غمسها بكأس مملوءة بالبنزين. ثم توصل بالترمومتر بحيث تكون بصلة الترومتر قريبة جدًا من بصلة الزجاج المملوءة بالبنزين.

- يثبت بالترمومتر بسدادة الوعاء الحاوي على ماء بحيث تغمر بصلة البنزين الزجاجية.

- يغمس الوعاء بكأس الماء الكبير والحاوي على خلاط.

- يسخن الجهاز برفق شديد لتصل درجة الحرارة إلى 30 م^o ، ويترك عدة دقائق ليصل إلى الاتزان الحراري.

- تضبط مضخة الماء وفتحة تسرب الهواء بحيث ينخفض ضغط النظام إلى أن تظهر بعض فقاعات البخار من بصلة البنزين ثم يقرأ الضغط المبين على المانومتر.

- ثم يضبط ضغط النظام مرة أخرى إلى أن ينقطع مجرى الفقاعات من بصلة البنزين . مرة أخرى يقرأ ضغط المانوتر.

- يطرح معدل قراءتي ضغط المانوميتر من الضغط الجوي وتكون النتيجة ضغط بخار البنزين عند درجة حرارة التجربة.

- تجرى تجارب أخرى بمجال لدرجة الحرارة 7 - 5 م^o حتى 75م^o، ومن غير المفضل أن نصل لدرجة حرارة بحيث يغلي الماء.

- سيلاحظ بالتجربة ارتفاع ضغط بخار البنزين بارتفاع درجة الحرارة.

- ومن الضروري عدم دخول الماء إلى بصلة البنزين بأي وقت أثناء التجربة ؛ لذا يجب ضبط الضغط باستمرار حيث لا يغلي الماء مع وجود تيار مستمر من فقاعات بخار البنزين طيلة زمن التجربة إلا عندما يتم القياس.

- يرسم شكل من Log P مقابل وتحدد ΔH من الرسم.

تم الإجابة عليه: شرح تجربة تعيين حرارة التبخر لسائل؟

Wed, 13 Dec 2023 11:33:36 +0000

تعيين حرارة التبخر

نظرية التجربة

- تعرف حرارة التبخر المولية لسائل بأنها الحرارة اللازمة لتحويل مول واحد من السائل إلى الطور البخاري.

- يستفاد من معرفة حرارة التبخر المولية لحساب ثابت درجة الغليان للسوائل أو ارتفاع درجة الغليان المولية المعطاة بما يلي:

- وحرارة التبخر المولية يعبر عنها كما يلي:

- وكنتيجة يبين القانون أن زيادة الإنتروبي للسائل المتبخر عند درجة غليانه النظامية تقارب: 21cal C^-1 mole^-1

الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة

قارورة ثرمس
مكثف
ساعة إيقاف
وحدة تسخين كهربائية (30-50) وات
أميتر
مقياس فولتية
مقاومة متغيرة
مزود تیار D.C
رابع كلوريد الكربون

خطوات العمل بتجربة حرارة التبخر

- يملأ الثرمس حتي ثلثيه برابع كلوريد الكربون

- توصل الدائرة الكهربائية بجهاز التسخين وينظم التيار بحيث يستمر التقطير برفق وبمعدل قطرة بالثانية

- وعندما يصل النظام إلى الاتزان الحراري أي بعد جمع حوالي 50 مل من المقطر ، يبدل بوعاء جمع المقطرات بدورق موزون وتشغل ساعة الإيقاف باللحظة نفسها.

- يجب أن تستمر قراءة الفولتية والتيار ثابتة حتى يجمع 50 مل من المقطرات بالدورق الموزون ثم يزاح بعدها الدورق وتوقف ساعة الإيقاف وفي الزمن نفسه يوزن الدورق ومحتوياته.

- فإذا كانت شدة التيار I₁A، والفولتية V₁V. وزمن التجربة t₁ ثانية ، فإن الطاقة الكهربائية المصروفة:

- وتتوزع هذه الكمية من الحرارة كجزء لتبخر السائل وجزء آخر مفقود من الجهاز للوسط الخارجي .

- فإذا كانت الحرارة المولية لتبخر رابع كلوريد الكاربون (ΔH_r , cal . mol^-1) ، وزن المقطرات W₁g ، الوزن الجزيئي لرابع كلوريد الكربون M ومعدل الحرارة الضائعة من الجهاز ^1-h cal sec عندها:

- تعاد التجربة باستخدام تيار كهربائي مقداره 0.8 - 0.7 من قيمة التيار السابق ، عندها تستحصل علاقة أخرى ثانية وهي:

- وبحل المعادلتين (1) و (2) يمكن حذف الحرارة المفقودة h وحساب قيمة ΔHv.

- وبحساب حرارة التبخر المولية لرابع كلوريد الكاربون يمكننا حساب ارتفاع درجة غليانه.

تم الإجابة عليه: شرح تجربة تعيين حرارة الانتقال لتفاعل؟

Tue, 12 Dec 2023 11:06:05 +0000

تعيين حرارة الانتقال

نظرية التجربة

- يمكن حساب حرارة الانتقال ΔH_t للتفاعل التالي:

NaSO₄. 10H₂O → NaSO₄ + 10H₂O

وذلك بمعلومية حرارات الذوبان المركبي كبريتات الصوديوم.

- فإذا كانت ΔΗ_a حرارة الذوبان للملح اللامائي و ΔΗ_d حرارة الذوبان للملح الحاوي على عشرة جزيئات من الماء فإن:

ΔΗ_t = ΔΗ_d - ΔΗ_a

- يمكن تحديد حرارات الذوبان بقياس حراري بسيط.

الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة

قارورة ثرمس
أنبوبة غليان
قضيب زجاجي
ترمومتر ( 50 - 0 م^o ) مدرج بمقياس 0.1 م^o
كبريتات الصوديوم اللامائية
كبريتات الصوديوم المائية التي تحتوي على عشرة جزيئات ماء.

خطوات عمل تجربة تعيين حرارة الانتقال

- يحسب المكافئ المائي للجهاز حيث يضاف 100 مل ماء بقارورة الثرمس ويترك ليصل إلى درجة حرارية ثابتة.

- تلاحظ درجة الحرارة هذه بوضع 0.01 مول من الملح المائي بحالته الناعمة جدًا في أنبوبة الغليان.

- يكسر أنبوب الغليان في ماء الثرمس ويحرك الخليط جيداً.

- ثم تلاحظ أعلى درجة حرارة يصلها الخليط.

- من النتائج تحسب ΔΗ_a

- يجفف بعض من كبريتات الصوديوم اللامائية بالفرن ثم يبرد بالمجفف.

- تحسب ΔΗ_a بطريقة مماثلة للسابقة.

- تحسب ΔΗ_t وتسجل درجة الحرارة الوسطى التي تم حساب ΔΗ_t عندها.

تم الإجابة عليه: شرح تجربة تعيين حرارة التعادل ؟

Mon, 11 Dec 2023 11:37:25 +0000

تجربة تعيين حرارة التعادل

- يمكن افتراض الأحماض والقواعد القوية المخففة منحلة تماما إلى أيوناتها.

- كذلك تكون الأملاح المتكونة من تفاعل الأحماض والقواعد القوية منحلة تماماً بالمحاليل.

- لذا يمكن كتابة تعادل الحمض القوي بالقاعدة القوية كالتالي:

H⁺ + OH^- → H₂O

- لذا لا يعتمد الأثر الحراري للتفاعل على طبيعة الأيون للحمض (الأيون السالب الشحنة) والكاتيون للقاعدة (الأيون موجب الشحنة).

- وهذا ليس صحيحًا إلم يكن الحمض أو القاعدة متأيناً بشكل تام.

- حمض الخليك ذو تأين جزئي بالمحلول يمكن كتابة تعادله مع هيدروكسيد الصوديوم كالتالي:

CH₃COOH + OH^-→ CH₃COO^- + H₂O

أو إذا اعتبر كمرحلتين:

⁺CH₃COOH → CH₃COO^- + H

H⁺ + OH^- → H₂O

- حرارة التعادل بهذه الحالة هي حرارة اتحاد أيونات الهيدروجين وأيونات الهيدروكسيد منقوصاً منها الطاقة المستخدمة لتفكيك أي جزيئة غير متأينة من حمض الخليك.

- يمكن تحديد حرارات التعادل بقياس بسيط للحرارة.

الأدوات والكيماويات اللازمة للتجربة

قارورة (ديوار) ثرمس
أنبوبة غليان
قضيب زجاجي
ترمومترين ( 50 → 0 م^o) مدرجة لدقة 0.1 م^o
حمض الهيدروكلوريك
هيدروكسيد الصوديوم
حمض الخليك
حمض النتريك

خطوات العمل لتجربة تعيين حرارة التعادل

- الخطوة الأولى هي تحديد المكافئ المائي للجهاز حيث يضاف 50 ملليمتراً من الماء المقطر مقاساً إلى قارورة الثرمس مع ملاحظة درجة حرارة الماء ولتكن t₁ م^o.

- كذلك يضاف 50 ملليمتراً إلى قارورة مغموسة بثرموستات عند درجة حرارية حوالي 30 م^o ، ثم تترك القارورة ومحتوياتها لتصل إلى التعادل الحراري، ثم تلاحظ درجة حرارة الماء ولتكن t₂ م^o

- يسكب هذا الماء بسرعة بقارورة الثرمس ويحرك بسرعة، ثم تلاحظ أعلى درجة حرارة يصلها الخليط المائي ولتكن t₃ م^o

- هنا الحرارة المفقودة من الماء الساخن تساوي الحرارة التي اكتسبها الماء البارد وجدران قارورة الثرمس، لذا:

حيث تمثل w المكافئ المائي القارورة الثرمس.

- نلاحظ أنه بوجود 50 مليلتراً من هيدروكسيد الصوديوم العياري والخالي من الكربونات بقارورة الثرمس و 50 مليلتراً من حمض الهيدروكلوريك العياري بأنبوبة الغليان محمولة بسدادة الثرمس. حيث يحرك المحلولان حتى يصلا إلى درجة الحرارة نفسها ولتكن t₄ م^o

- يضرب قعر أنبوبة الغليان بالقضيب الزجاجي ليكسره وبذلك يختلط المحلولان القاعدي والحمضي.

- يحرك الخليط بسرعة وتسجل أعلى درجة حرارة يصلها الخليط ولتكن t₅ م^o.

- بفرض كتلة المحلول الكلية 100 جرامًا وحرارته النوعية واحد؛ لذا فالحرارة المتحررة عند خلط الحمض والقاعدة تساوي إلى:

- والحرارة المتحررة من خلط لتر من الحمض العياري بلتر من القاعدة العيارية تساوي 20 كالوري لذا فحرارة تعادل حمض قوى بقاعدة قوية هي 20cal equivalent

- إلم تكن عياريتا الحمض والقاعدة متساويتين تمامًا فأيهما أضعف يتحكم في استمرارية التفاعل.

- فإذا كانت (x) عيارية المحلول الضعيف والحرارة المتحررة من خلط مليلتراً من الحمض مع 50 مليلترا قاعدة هي Qcal فإن حرارة التعادل ستساوي 20Q (cal) (equivalent

- يجب إعادة التجربة باستخدام حمض النتريك مع هيدروكسيد الصوديوم، ومن ثم حمض الخليك مع هيدروكسيد الصوديوم.

تم الإجابة عليه: شرح تجربة تعيين اللزوجة كدالة لدرجة الحرارة؟

Sun, 10 Dec 2023 10:38:22 +0000

تعيين اللزوجة كدالة لدرجة الحرارة

نظرية التجربة

- اللزوجة هي المقاومة التي يبديها جزء من مائع لجريان جزء ملامس له.

- معامل اللزوجة η هو القوة اللازمة لوحدة المساحات للمحافظة على فرق مقداره وحدة السرعة بين مستويين متوازيين مع المائع المسافة بينهما 1 سم .

- تسمى وحدة اللزوجة بنظام (c.g.s) بويز Poise.

- يمكن تحديد لزوجة سائل بقياس معدل جريانه بأنبوبة شعرية.

- ويعطي حجم سائل (V) ماراً بأنبوبة شعرية نصف قطرها (r) لمدة زمنية مقدارها (t)، وتحت ضغط ثابت P بمعادلة Poliseuille.

حيث (L) طول الأنبوبة.

- وإذا كانت مقاييس الأنبوبة الشعرية وحجم السائل المتدفق خلالها ثابتين عندها تختزل المعادلة (1) إلى الصيغة التالية:

- وبالرغم من وجود بعض الصعوبة بتحديد اللزوجة لسائل، يمكننا تحديد النسبة بين لزوجتي سائلين مباشرة باستخدام مقياس اللزوجة .

- وحيث إن الضغط المحرك السائل ذي كثافة (d) خلال أنبوبة مقياس اللزوجة الشعرية يساوي (h.d.g) ، إذا تمثل (h) الفرق بمستويي السائل بطرفي الجهاز.

- وبالرغم من تغير (h) خلال التجربة فإن قيمتها البدائية والنهائية متساوية لكل حالة، لذا تناسب (P) مع كثافة السائل .

- والعلاقة بين اللزوجتين η₁ و η₂ وللسائلين 1 و 2 ذوى الكثافتين d₁ و d₂ هي:

حيت t₁ و t₂ زمني الجريان، لذا يجب أن يعاير مقياس اللزوجة باستخدام سائل معروف اللزوجة والكثافة كالماء.

- ويغير تمدد الزجاج الناتج عند التسخين قيمة كل من (k) و (p) وزمن الجريان المعتمد على ، لذا يجب معايرة مقياس اللزوجة بالماء عند كل درجة حرارة.

- ويمكن التعبير عن تغير لزوجة السائل مع درجة الحرارة بالمعادلة التالية:

حيث (A) ثابت و (E) مقدار الطاقة اللازمة لوقف عملية الجريان البدائي.

الأدوات والكيماويات المستخدمة فى التجربة

مقياس اللزوجة
ساعة توقيت
ماصة مدرجة حجمها 10 مليلترات
ثرموستات لدرجات الحرارة 25م ، 30°م و 40م
أنابيب مطاطية
بنزين

خطوات التجربة

- ينظف مقياس اللزوجة بخليط من حمض الكبريتيك والكروميك ثم بالماء ويجفف بعدها ثم يعلق بثرموستات عند درجة الحرارة 25 م^o ثم يضاف حجم من الماء مقاس بدقة بواسطة الماصة ويترك الماء مدة عشر دقائق ليصل إلى درجة حرارة الثرموستات.

- يمص الماء بواسطة أنبوبة مطاطية مربوطة بذراع المقياس حتى العلامة (a) يترك السائل بالجريان إلى أسفل ذراع المقياس.

- يتم ملاحظة الزمن اللازم لسطح السائل للمرور من العلامة العليا (a) إلى العلامة السفلي (b).

- تعاد العملية باستخدام الحجم نفسه من البنزين.

- وتعاد كل الطريقة عند درجة الحرارة 30 م^o و 40 م^o ثم يرسم الشكل البياني Log η مقابل .

- إذ يجب أن يكون هذا الشكل البياني خطاً مستقيماً ذا میل مقداره E / 2.303R والذي يعين فيه قيمة (E).

تم الإجابة عليه: شرح تجربة تعيين الانكسار المولي لسائل؟

Sat, 09 Dec 2023 09:47:08 +0000

تعيين الانكسار المولي

نظرية التجربة

- يعطي الانكسار النوعي لسائل نقي بالمعادلة التالية:

حيث (n) معامل الانكسار و (d) كثافة السائل، ويعطي الانكسار المولي بالمعادلة التالية :

Rm = Rs . M

حيث M الوزن الجزيئي.

- ونلاحظ أن الانكسار المولي خاصة إضافية (Additive property) لذا يمكن بتحديدها معرفة مساهمة مجموعة CH₂ - بأجزاء مختلفة من السلاسل المتجانسة.

الأدوات والكيماويات

- يجب تحضير الأدوات والمواد التالية لإجراء التجربة كما يلي:

مقياس لانكسار الأشعة
أنبوبة الامتصاص نصف شعرية
قطن طبي
أثيل الأسيتات
بروبيل الأسيتات
بيوتيل الأسيتات

خطوات التحربة

- تضاء مرآة مقياس الانكسار بنور مصباح، يمكن إجراء القياس بدرجة حرارة الغرفة، أي لا يربط مؤشر المقياس بمجرى للماء ذي درجة حرارة ثابتة ويراعى أن تكون القياسات كلها بدرجة الحرارة هذه.

- توضع بعض قطرات من السائل على السطح السفلي لمؤشر - مقياس الانكسار بواسطة الأنبوبة نصف الشعرية.

- يلاحظ ألا تخدش سطح المؤشر عند تنظيفه فيما بعد، استعمل قطعة من القطن الطبي لذلك ، وتغلق بعدها علبة المؤشر وتثبت بمسمار الأحكام.

- وبالنسبة للسوائل المتطايرة يجب إدخالها خلال فتحة صندوق المؤشر بواسطة قطارة.

- بعدها يضبط التلسكوب بمجال الخطين الشعريين المتقاطعين ولتوضيح رؤيتهما تدار فتحة المنظار .

- ثم يضبط المعدل (Compensator) لتكون الحافة المظلمة منطبقة على خط تقاطع الخطين الشعريين بحيث تتلاشى الحاشية الملونة ويكون هناك حد فاصل وبدون تدرج بين اللون الأبيض واللون القائم .

- ثم يقرأ معامل الانكسار على المقياس بواسطة منظار القراءة .

- وبعد ذلك يتم تعيين معاملات الانكسار لأيثيل الأسيتات، بروبيل الأسيتات وبيوتيل الأسيتات.

- تدون النتائج بصيغة جدول بالعناوين التالية :

Ester, n , t ^oc , d , Rs , M , Rm

- تستحصل كثافات أثيل الأسيتات، بروبيل الأسيتات وبيوتيل الأسيتات عند درجة الحرارة t ^oc من الجداول .

- ومن النتائج يمكن حساب مدى مساهمة مجموعة CH₂ - بالانسكار المولي .

- تعاد التجربة لمجاميع أخرى متجانسة كالأيثانول، بروبانول والبنتانول أو مع الهكسان، الهكسان الحلقي والبنزين>

- تناقش النتائج بضوء مبدأ الخاصة الإضافية للانكسار المولي.

تم الإجابة عليه: شرح تجربة تعيين كثافة السائل كدالة لدرجة الحرارة؟

Tue, 05 Dec 2023 11:19:47 +0000

تعيين كثافة السائل كدالة لدرجة الحرارة

الجانب النظري

- كثافة السائل هي كتلة وحدة الحجوم منه.

- إذ تعد وحدة الحجوم المقبولة بشكل عام هي الميليمتر والتي تعرف بالحجم الذي يشغله جرام واحد من الماء عند درجة الحرارة 4 م^o ، حيث تكون كثافة الماء بحدها الأقصى عند درجة الحرارة هذه.

- يعبر عن كثافة أي سائل عند درجة الحرارة t م^o نسبة إلى كثافة الماء بدرجة الحرارة 4 م^o ، ويرمز لها كما يلي:

- وكثافة سائل عند درجة حرارة معينة t م^o هي ناتج ضرب كثافة السائل النسبية.

(نسبة وزن حجم معلوم من السائل إلى وزن الحجم نفسه من الماء بدرجة الحرارة نفسها) بكثافة الماء بدرجة الحرارة نفسها ، أي:

- حيث تمثل w الوزن الظاهري للماء، و wؘ الوزن الظاهري للسائل وكلاهما عند درجة الحرارة t

- للوصول إلى نتيجة دقيقة يستلزم ضبط الموازين لتجنب تأثير الهواء بتطويف كفة الميزان، أي:

حيث تمثل 0.0012 كثافة الهواء الوسطية>

- يرتبط حجم m جرام من السائل عند درجة الحرارة t و V_t بحجم الكتلة نفسها من السائل V_o عند درجة الحرارة 0^o م بالمعادلة التالية:

- حاصل رسم ( ) مقابل t ذو ميل مقداره (α / do) وله تقاطع مقداره ( ) عند t = 0 لذا يمكن تحديد قيمة معامل التمدد α

- يعبر الضغط الداخلي للسائل Pi عن قوى التجاذب - المولية . ويعرف كالتالي :

- حيث U الطاقة الداخلية . ويمكن القول إن:

إذ تمثل β معامل الانضغاطية.

الأدوات والكيماويات المستخدمة فى التجربة

فيما يلي الأدوات والأجهزة المستخدمة فى التجربة:

قنينتان لقياس الكثافة أو بيكنوميتران مثبت للبكنوميتر
أغطية للبكنوميتر
هيكسان حلقي
بنزين
ثرموستات عند درجة الحرارة ^o25م

خطوات التجربة

- يغسل البكنوميتر والأغطية ويجففون كلية ثم يوزنون.

- يملأ البكنوميتر بالماء المقطر بربط أحد أطرافه بأنبوبة مطاطية ثم يمص الماء برفق حتى يغمر الطرف الآخر بالماء.

- وبعد ذلك تعلق البكنوميتر بالثرموستات بحيث تبقى أطرافه خارج سطح سائل الثرموستات وبعد 15-20 دقيقة يتم الاتزان الحراري.

- يتم ضبط كمية الماء داخل البكنوميتر بحيث يكون ممتلئاً من نهاية أحد أطرافه إلى الإشارة الموجودة على الطرف الآخر ، وذلك بإضافة بعض قطرات الماء بواسطة وصل قضيب زجاجي حاملاً لبعض قطرات الماء بفوهة أحد الأطراف المملوءة بالماء للتو أو مص بعض الماء بوضع ورقة ترشيح ملتصقة بالفوهة نفسها.

- بعدها يترك النظام بعض الوقت ليتزن حرارياً إذا اختل ذلك.

- ثم توضع الأغطية على طرفي البكنوميتر الذي يرفع من الثرموستات خارجاً ويجفف بعناية(يرجى عدم تجفيف البكنوميتر ببشرة اليد).

- يتم وزن البكنوميتر ومحتوياته بعد أن يصل إلى درجة الجو نفسها.

- ثم يفرغ البكنوميتر ويجفف مع أغطية وتعاد الطريقة نفسها بملء البكنوميتر بالسائل المطلوب للدراسة.

- بحال استعمال قنان الكثافة عوضاً عن البكنوميتر يجب الاقتصار على إيلاج السدادات بالقناني عند وصول محتوياتها إلى درجة الحرارة المطلوبة علما بأن قناني الكثافة أسهل استخداماً من البكنوميتر ولأغلب الأغراض تكون دقيقة للحد المطلوب.

- تستحصل قيم كثافة الماء بدرجات حرارة مختلفة.

- ثم يرسم شكل بياني من ( ) مقابل t ويحسب معامل التمدد.

- ويحسب أيضاً الضغط الداخلي لكل سائل علما بأن قيم β كالتالي:

الهكسان الحلقي 10⁴ × 1.08 جو-1

البنزين 10⁴ × 0.94 جو-1

وذلك عند درجة الحرارة 20^oم.

تم الإجابة عليه: بالتجربة تعيين الوزن الجزيئي باستخدام معادلة فان درفالز؟

Mon, 04 Dec 2023 11:51:02 +0000

تعيين الوزن الجزيئي باستخدام معادلة فان درفالز

الجانب النظري

- يمكن كتابة معادلة الحالة لفان درفالز لمول واحد من غاز كما يلي:

- حيث (a) و (b) ثابتان. ويعطي الحجم المولي (V) بالمعادلة التكعيبية التالية:

- ويمكن كتابة المعادلة بتعويض P/RT عن بالحد الثالث وإهمال الحد الصغير ab/V².

- فإذا علمت قيمتا الثابتين (a) و (b) يمكن حساب الحجم المولي لغاز عند درجة حرارة وضغط التجربة.

- يمكن تحديد الوزن الجرامي (W) لحجم معلوم من غاز النتروجين أو ثاني أكسيد الكربون. مثلاً، مقداره (V) لتراً تجريبياً.

- لذا يمكن حساب الوزن الجزيئي M للغاز.

الأدوات والكيماويات

هذه الأدوات والكيمياويات اللازمة لتعيين الوزن الجزيئي باستخدام معادلة فان درفالز كما يلي:

كرة زجاجية
صندوق خشبي
قارورة ذات فوهة واسعة
سدادة مطاطية
ثلاث حنفيات
برج من جل السليكا
حنفية زجاجية لها شكل (T)
مانومتر زئبقي
مضخة تفريغ أسطوانة من النتروجين أو غاز ثاني أكسيد الكربون
ملاط .

الجانب العملي

- توزن الكرة الزجاجية بعد تفريغها من الهواء ثم تملأ بماء مقطر عند درجة الغليان.

- بعدها تغمس الكرة بحمام مائي ويتركان حتى يصلا إلى حالة اتزان حراري بحيث تكون حنفية الكرة مفتوحة.

- بعدها توزن الكرة الزجاجية وهي مملوءة بالماء.

- عندها يحسب حجم الكرة بمعلومية كثافة الماء بدرجة حرارة التجربة.

- تفرغ الكرة، وتنظف بخليط حمض الكروميك ثم تغسل بالماء، ثم تجفف باستخدام الكحول والأيثر، يشحم مفتاح الحنفية بشكل مناسب.

- بعدها تفرغ الكرة من الهواء وتوزن ثم تملأ الكرة بغاز النتروجين أو ثاني أكسيد الكربون بضغط أعلى قليلاً من الضغط الجوي.

- بعد ذلك تحفظ الكرة بالصندوق الخشبي أثناء ملئها بالغاز، وعند الوصول إلى الاتزان الحراري تفتح الحنفية ذات المسالك الثلاثة (الحنفية ذات الشكل (T) ويضبط ضغط الكرة بحيث يساوي الضغط الجوي المقروء من البارومتر . بعدها توزن الكرة ومحتوياتها.

- قيم ثابتي فان در فالز (b , a) لغازي النتروجين وثاني أكسيد الكربون كالتالي:

- تستخدم هذه القيم عندما يقاس الضغط بالجو atm والحجم باليترات . وقيمة ثابت الغازات R هي 0.08 لتر جو / مول . م

- باستخدام هذه القيم يمكننا حساب حجم مول واحد من غاز من المعادلة (1) عند درجة حرارة وضغط التجربة.

- يحسب الوزن الجزيئي للغاز من المعادلة (2).

تم الإجابة عليه: مسائل محلولة على قوانين فاراداي؟

Wed, 30 Nov 2022 09:21:10 +0000

مثال (6): احسب كمية الكهرباء بوحدة الكولوم المارة في محلول شدته (30A) خلال زمن قدره ( 300s).

الحل:

Q = I × t

Q = 30 × 300 = 9000 Coulomb

مثال (7): احسب شدة التيار اللازمة لمرور ( 3.5Faraday ) خلال محلول لمدة ثلاث ساعات.

الحل:

ومن القانون رقم (5) والقانون (6) والقانون (7):

M = الوزن الجزيئي

m = وزن المادة بالجرام

n = عدد المولات

t = الزمن بوحدة الثانية (s)

I = شدة التيار بوحدة أمبير ( A )

Em = الوزن المكافىء الجرامي

Q = كمية الكهرباء بوحدة الكولوم

z = التغير في عدد الأكسدة (عدد الإلكترونات المفقودة أو المكتسبة أو تكافؤ العنصر)

96500 = ثابت فاراداي

مثال (8): مررت شحنة كهربية مقدارها (9650coulomb) خلال خلية تحليل كهربي تحتوي على مصهور كلوريد البوتاسيوم KCl ، فما عدد مولات البوتاسيوم والكلور.

الأوزان الذرية : 35.5 = K = 39 , Cl

الحل:

مثال (9): احسب كمية الكهرباء بالكولوم اللازمة لترسيب 2.5g من النحاس من محلول كبريتات النحاس II

الوزن الذري Cu = 63.5

الحل:

مثال (10): احسب وزن الصوديوم المترسب عن التحليل الكهربي المصهور كلوريد الصوديوم إذا مر تيار شدته (5A) لمدة ( 5min) علماً بأن الوزن الذري: 23 = Na

الحل:

مثال (11): احسب عدد الساعات اللازمة لتيار كهربي مقداره (7A) ليرسب (241g) من النحاس من محلول كلوريد النحاس CuCl₂

Cu⁺⁺ + 2e^- → Cu

الوزن الذري: 63.5 = Cu

ثم احسب الوزن الذري للكروم الذي يرسب (131.5g) من محلول كلوريد الكروم (CrCl₃) عند مرور نفس الكمية من الكهرباء.

Cr⁺⁺⁺ + 3e^- → Cr

الحل:

تم الإجابة عليه: ما هو التحليل الكهربي ؟ وكيف يتم عمله؟

Tue, 29 Nov 2022 13:28:53 +0000

التحليل الكهربي Elctrolysis

- عندما يمر تيار كهربي خلال مركب أيوني مصهور أو محلول يحتوي على أيونات فإن تفاعلاً كيميائياً يحدث حيث تتحلل المادة كهربياً وهذا التفاعل يسمى التحليل الكهربي.

- وهذا التفاعل هو عبارة عن تفاعل أكسدة واختزال ويحدث داخل جهاز يسمى خلية التحليل الكهربي.

تعريف التحليل الكهربي

- هو عملية يحدث بها تفاعل كيميائي نتيجة مرور تيار كهربي أو هي تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية.

هل يمكن حدوث التفاعل التالي:

2HI_(aq) = I_{2 (s)} + H_{2 (g)}

- ويمكن كتابة المعادلة بالشكل التالي:

2I^-_(aq) + 2H⁺_(aq) = I_{2 (s)} + H_{2 (g)}

- يمكن الإجابة على السؤال وذلك من خلال حساب قيمة فرق الجهد الناتج عن هذا التفاعل:

- نلاحظ أن فرق الجهد الناتج بالسالب . أي لا يمكن حدوث التفاعل كما هو مكتوب.

- ولكن يمكن أن نجبر هذه المواد على التفاعل إذا وفرنا لها الطاقة المناسبة أي تيار كهربي مناسب . وذلك من خلال خلايا التحليل الكهربي.

كيفية عمل خلية التحليل الكهربي (كيف نحصل على تفاعل تلقائي):

خطوات العمل:

(1) ضع محلول من يوديد الهيدروجين (HI) في كأس.

(2) نغمس قطبين من الكربون في المحلول.

(3) نوصل القطبين باسلاك بمصدر للتيار الكهربي فرق جهده أكبر من ( volt 0.54 ) كما في الرسم.

(4) نوصل البطارية (مصدر لتيار خارجي) والهدف منها هو ضخ الإلكترونات.

المشاهدة والاستنتاج:

(1) يسري التيار الكهربي (الإلكترونات) إلى القطب السالب (المهبط).

(2) تنجذب الأيونات الموجبة (⁺H) للقطب السالب لتكتسب الإلكترونات وتتحول إلى جزيئات غازية (H₂) تتصاعد على شكل فقاعات عند المهبط حسب المعادلة:

2H+ (aq) + 2e- → H2 (g)

(3) تنجذب الأيونات السالبة (^-I) للقطب الموجب لتفقد الإلكترونات وتتحول إلى جزيئات صلبة (I₂) تترسب عند المصعد حسب المعادلة:

^-2I^-_(aq) → I_{2 (s)} + 2e

(4) تنتقل الإلكترونات عبر المصعد باتجاه مصدر التيار وهكذا.

التحليل الكهربي لمصهور كلوريد الصوديوم (NaCl)

- عند صهر كلوريد الصوديوم يتفكك إلى أيونات موجبة ⁺Na وايونات سالبة ^-Cl حرة الحركة.

- وعند إمرار تيار كهربي تنجذب أيونات الصوديوم الموجبة نحو المهبط (القطب السالب) وتتحول إلى ذرات الصوديوم (تختزل).

عند المهبط:

Na⁺_(l) + 1e^- = Na_(s)

أما أيونات الكلور السالبة فتنجذب نحو المصعد ( القطب الموجب ) لتختزل حيث تتحول إلى ذرات ، وكل ذرتين تتحدان لتكون جزيء كلور ليتصاعد عند المصعد على شكل غاز.

عند المصعد:

^-2Cl^-_(l) = Cl_{2 (g) +} 2e

وعند جمع نصفي التفاعل بعد التخلص من الإلكترونات:

سؤال: ماذا نلاحظ عند إمرار تيار كهربي في محلول كلوريد الصوديوم بين أقطاب الجرافيت.

جواب: يتصاعد غاز الكلور عند الأنود (المصعد)

تم الإجابة عليه: ما هى العلاقة بين E ، K فى الكيمياء الكهربية؟

Mon, 28 Nov 2022 12:26:45 +0000

العلاقة بين K و E^o

The Relationship Between K and E

- حسب القانون التالي : يمكن إيجاد العلاقة بين K و °E

حيث أن:

z = عدد الإلكترنات المفقودة أو المكتسبة.

K = ثابت الاتزان.

°E = جهد الخلية أو جهد القطب القياسي.

ملاحظات هامة:

(1) إذا كانت 1 < K فإن 0 < E^o

(2) إذا كانت 1 >K فإن 0 > °E

(3) إذا كانت 0 = K فإن 0 = °E

مثال محلول:

احسب ثابت الاتزان للخلية:

E° (Fe²⁺/ Fe) = - 0.44

E° (Ni²⁺/ Ni)= - 0.25

الحل:

تم الإجابة عليه: ما هى العلاقة بين ΔG ، E فى الكيمياء الكهربية؟

Mon, 28 Nov 2022 12:13:44 +0000

العلاقة بين ΔG و E

The Relationship Between ΔG and E

- يمكن إيجاد العلاقة بين جهد الخلية وطاقة جبس ΔG و E حسب القانون التالي :

ΔG = - zFE

حيث أن:

z = عدد الإلكترنات المفقودة أو المكتسبة

F - ثابت فاراداي وقيمته تساوي تقريباً (96500coulomb)

E = جهد الخلية أو جهد القطب

ΔG = التغير في طاقة جيبس

ملاحظات هامة:

(1) إذا كانت 0 < E ← فإن 0 > ΔG ← التفاعل تلقائي

(2) إذا كانت 0 > E ← فإن 0 < ΔG ← التفاعل غير تلقائي

(3) إذا كانت 0 = E ← فإن 0 = ΔG ← التفاعل في حالة اتزان

مثال محلول:

حسب الخلية التالية:

(Ag (s) / Ag⁺ (aq) || Pb⁺⁺ (aq) / Pb (s

احسب التغير في الطاقة الحرة القياسي ، ثم بين هل التفاعل تلقائي أم لا.

علماً بان : E^o_{Ag⁺/ Ag} = 0.8 V , E^o_{Pb⁺⁺/ Pb} =-0.13 V

الحل:

تم الإجابة عليه: شرح معادلة نيرنيست : العلاقة بين جهد الخلية والتركيز؟

Sun, 27 Nov 2022 08:57:55 +0000

معادلة نيرنست Nernst Equation

- هي معادلة توضح العلاقة بين الجهد والتركيز The Relationship Between Potential and Concentration

- سبق أن أطلعت على الجدول الذي يحتوي على جهود الاختزال القياسية لبعض المواد ، والتي تم حسابها عند تركيز قدره (1molar) وضغط جوي واحد (1atm) و °25C

- وبالتالي فعند اختلاف التركيز مثلاً سوف تتغير قيمة جهد الاختزال للقطب .

- ويمكن من خلال معادلة نيرنست Nernst Equation حساب جهد الخلية عند أي تركيز.

E_{cell =} جهد الخلية عند التراكيز الجديدة.

E^o_{cell =} جهد الخلية عند الظروف القياسية (المعيارية)

R = ثابت الغازات ويساوي (8.314volt coulomb / K. mol )

z = عدد الإلكترونات المنتقلة (المشاركة في نصف التفاعل) (المفقودة أو المكتسبة)

F = ثابت فاراداي وقيمته تساوي تقريباً ( coulomb 96500 )

ln = اللوغاريتم الطبيعي = 2.303 اللوغاريتم العشري.

Q = ثابت الاتزان اللحظي ويطلق عليه ثابت رائز ،

تعريف رائز التفاعل Q

- هو حاصل ضرب تراكيز النواتج على حاصل ضرب تراكيز المتفاعلات مرفوعاً كل مادة إلى أس يساوي معامل كل مادة في المعادلة الموزونة.

- أ و حاصل ضرب ضغوط النواتج على حاصل ضرب ضغوط المتفاعلات مرفوعاً كل مادة إلى اس يساوي معامل كل مادة في المعادلة الموزونة.

وبالتعويض عن قيمة (F , T , R) بالوحدات الدولية:

R = 8.314

T = 298

F = 96500

لتصبح المعادلة كما يلي:

ويمكن استخدام القانون التالي بدلاً من السابق أيضاً:

في حالة عدم وجود قيمة F , T فيمكن استخدام القوانين السابقة بدلاً من المعادلة أعلاه.

مسائل محلولة على معادلة نيرنيست

مثال (1): أحسب جهد الخلية الكهروكيميائية التي يمثلها التفاعل التالي:

Cd + Cu⁺⁺ = Cd⁺⁺+ Cu

عندما يكون تركيز أيونات الكادميوم (0.001M) وأيونات النحاس (1M) وجهد الخلية القياسي (V0.767) افرض أن ثابت فاراداي 96500coulomb عند °25C

أوجد نسبة تركيز أيونات الكادميوم إلى أيونات النحاس عندما يصبح جهد الخلية يساوي صفر.

الحل:

من المعادلة يتبين أن عدد الإلكترونات المفقودة (z = 2)

مثال (2): التفاعل التالي يمثل خلية كهربية:

Cu_(s) / Cu_(aq) (0.1 M) || Ag_(aq) (0.01 M) / Ag_(s)

(۱) احسب جهد الخلية عند التراكيز المبينة.

(۲) ما نسبة تركيز ايونات الفضة إلى النحاس عندما يكون جهد الخلية يساوي 0.2V الجهد القياسي لقطب الفضة (0.8V) وقطب النحاس (0.34V)

الحل:

تم الإجابة عليه: ما هو جهد الخلية القياسي؟ مسائل محلولة على جهد الخلية القياسي؟

Thu, 24 Nov 2022 11:37:29 +0000

مسائل محلولة على جهد الخلية القياسي

مثال (1): احسب جهد الخلية ( القوة الدافعة الكهربية ) للخلية التي يمكن تمثيلها كما يلي:

علماً بأن جهد الاختزال القياسي للخارصين (0.76V -) وللنحاس ( 0.34) .

الحل:

حتى يصبح التفاعل تلقائي (+ = °ΔE) فإنه يجب أن يتاكسد النحاس ويختزل الخارصين.

وبذلك يمكن حساب فرق الجهد كما يلي:

مثال (2): ارسم الخلية الكهروكيميائية التي يمكن تمثيلها كما يلي:

علماً بأن جهد الاختزال للفضة (0.8volt) ثم بين ما يلي:

(1) المصعد والمهبط واتجاه حركة الإلكترونات على الرسم.

(2) اكتب معادلة التفاعل.

(3) جهد الخلية.

الحل:

مثال (3): احسب فرق الجهد الناتج عن التفاعلين التاليين ، ثم بين هل التفاعل تلقائي أم لا:

الحل:

لإيجاد فرق الجهد بطرح: (جهد العنصر المختزل - جهد العنصر المتأكسد):

إشارة الجهد الناتج عن التفاعل بالموجب فالتفاعل تلقائي

إشارة الجهد الناتج عن التفاعل بالسالب فالتفاعل غير تلقائي

مثال (4): قارن بين المواد التالية من حيث قوتها كعوامل مختزلة:

الحل:

كلما زادت قيمة جهد الاختزال للقطب قلت قوته كعامل مختزل:

تم الإجابة عليه: ما هو جهد القطب القياسي في الخلية الجلفانية؟ وكيف يتم قياسه؟

Sun, 20 Nov 2022 10:33:53 +0000

جهد القطب القياسي

Standerd Electrode Potentials

تعريف جهد القطب القياسي E^o:

- هو مقياس القابلية مادة المصعد للتأكسد أو مادة المهبط للاختزال عند الظروف القياسية.

- ملاحظة : يعتبر الجهد قياسياً ويرمز له بـ E^o حينما يقاس عند الظروف القياسية:

تركيز المحلول = 1molar
درجة الحرارة = 25C^o
الضغط للغازات = 1atm

- من المعلوم أنه لا يمكن قياس قيمة جهد القطب للمادة مباشرة ولكن يمكن قياس فرق الجهد الناتج بين القطبين المكونين للخلية.

- ولمعرفة جهد القطب للمادة يجب أن توصل بمادة أخرى جهدها يساوي صفراً ، لذلك تم اختيار قطب الهيدروجين قطباً مرجعياً ، وتم الاتفاق على أن يكون جهده عند جميع الدرجات يساوي صفراً.

قطب الهيدروجين Hydrogen Electrode

- هو عبارة عن أنبوب زجاجي يحتوي على غاز الهيدروجين تحت ضغط جوي واحد ودرجة حرارة 25C^o

- يتوسط هذا الانبوب صفيحة بلاتين يقوم بعمل الحفاز موصلة بسلك بلاتيني ، حيث يغمر هذا الأنبوب داخل محلول يحتوي على أيونات الهيدروجين مثل محلول حمض الكلور HCl الذي تركيزه ( 1molar) .

- ويمرر غاز الهيدروجين تحت ضغط جوي (1atm)

وقد تم الاتفاق على أن جهد الاختزال القياسي لقطب الهيدروجين (H₂) يساوي صفر.

دلالة قيمة جهد القطب القياسي

(1) كلما زادت قيمة جهد الاختزال (Reduction Potential) للقطب تزداد قدرة مادة القطب على الاختزال، أي تزداد قدرته كعامل مؤكسد (تؤكسد العناصر الأقل منها).

ومن الجدول أقوى العوامل المؤكسدة هي التي تقع على يسار العلامة (=) وفي الأعلى ولذلك فأقوى العوامل المؤكسدة (أسهل العناصر اختزالاً) هو الفلور F₂.

كلما زادت قيمة جهد الاختزال تزداد قوة المادة كعامل مؤكسد.

(2) كلما نقصت قيمة جهد الاختزال للقطب تزداد قدرة مادة القطب على التأكسد أي تزداد قوته كعامل مختزل

من الجدول أقوى العوامل المختزلة هي التي تقع على يمين العلامة ( =) وفي الأسفل، ولذلك فأقوى العوامل المختزلة ( أسهل العناصر أكسدة ) في الجدول أعلاه هو الليثيوم Li.

كلما قلت قيمة جهد الاختزال تزداد قوة المادة كعامل مختزل .

(3) إذا كانت قيمة جهد الاختزال للقطب بالموجب (E^o > zero) فإنه يصبح سهل الاختزال وصعب التأكسد ولذلك يصبح أقل نشاطاً من الهيدروجين. أي لا يستطيع أن يحل محل الهيدروجين في مركباته مثل الماء والأحماض في الظروف العادية.

توضيح: إذا كانت قيمة جهد الاختزال للقطب بالموجب (E^o> صفر) فإنه يصبح أقل نشاطاً من الهيدروجين ، أي لا يستطيع أن يحل محل الهيدروجين في مركباته مثل الماء والأحماض في الظروف العادية . فمثلاً النحاس لا يطرد الهيدروجين من أملاحه لان جهد اختزاله بالموجب ( E^o> صفر) :

لا يحدث تفاعل → Cu + HCl

لا يحدث تفاعل → ⁺Cu + H

(4) إذا كانت قيمة جهد الاختزال للقطب بالسالب (E^o< صفر) فإنه يصبح أكثر نشاطاً من الهيدروجين .

أي يستطيع أن يحل محل الهيدروجين في مركباته مثل الماء والأحماض في الظروف العادية .

توضيح: إذا كانت قيمة جهد الاختزال للقطب بالسالب (E^o< صفر) فإنه يصبح أكثر نشاطاً من الهيدروجين .

أي يستطيع أن يحل محل الهيدروجين في مركباته مثل الماء والأحماض في الظروف العادية . فمثلاً الخارصين يطرد الهيدروجين من الحمض لأن جهد اختزاله بالسالب (E^o< صفر)

(5) إذا ضربت المعادلة في معامل ما فإن جهد الاختزال لا يتغير.

توضيح:

(6) يختلف جهد الاختزال عن جهد الاكسدة في الإشارة فقط ، كما يلي:

أسئلة محلولة على جهد الخلية القياسي

(1) علل: النحاس لا يحل محل هيدروجين الماء أو هيدروجين الأحماض المخففة ، بينما يحل الصوديوم محل هيدروجين الماء والأحماض المخففة

السبب: جهد الاختزال للنحاس أكبر من جهد الاختزال للهيدروجين ، أي أنه أقل نشاطاً من الهيدروجين لذلك لا يستطيع النحاس أن يحل محل الهيدروجين في الماء الحموض بعكس الصوديوم والذي له جهد اختزال اقل من الهيدروجين أي انه انشط منه لذلك يحل الصوديوم محل الهيدروجين في الماء أو الحموض.

(2) علل: المغنيسيوم يحل محل الحديد في محاليل املاحه ، بينما لا تحل الفضة محل الحديد في محاليل أملاحه.

السبب: المغنيسيوم أقل جهد اختزال من الحديد أي أنه انشط كيميائياً ، لذلك يمكن أن يحل محله في محاليل أملاحه ، بينما الفضة أعلى جهد اختزال من الحديد أي أنه اقل نشاطاً من الحديد لذلك لا يمكن أن يحل محل الحديد في محاليل أملاحه.

ملاحظة إضافية: المغنيسيوم له جهد اختزال سالب أكبر ، أي أن له أقل قابلية للاختزال وأكثر قابلية للأكسدة، بينما الفضة لها قابلية للاختزال أكبر . والحديد له قابلية للأكسدة أكبر.

(3) علل: النحاس يسبق الهيدروجين في السلسلة الكهروكيميائية بينما الخارصين يلي الهيدروجين في السلسلة الكهروكيميائية.

السبب: لان جهد اختزال الخارصين أقل من جهد اختزال الهيدروجين، بينما جهد اختزال النحاس أعلى من جهد اختزال الهيدروجين و ناصر مرتبة ترتيباً تنازلياً حسب قيم جهود اختزالها.

تم الإجابة عليه: ما هي الخلايا الجلفانية ؟ ومما تتركب ؟

Sat, 19 Nov 2022 17:25:26 +0000

فوائد للقنطرة الملحية

(1) توصيل الدائرة الكهربية للسماح بانتقال الإلكترونات.

(2) تعويض النقص في الأيونات (المحافظة على التعادل الكهربي).

(3) منع التماس المباشر بين المواد المتفاعلة والمواد الناتجة.

حساب جهد الخلية الجلفانية

لحساب الجهد الناتج عن الخلية نستخدم القانون التالي:

ΔE^o= الجهد القياسي الناتج عن الخلية (عن عملية الاكسدة والاختزال)

ΔE^o_R = جهد القطب الأيمن القياسي (القطب الذي تحدث عنده عملية الاختزال)

ΔE^o_L= جهد القطب الأيسر القياسي (القطب الذي يحدث له الأكسدة)

معلومة عن حركة الأيونات في الخلية الجلفانية

- لاحظت في الخلية السابقة انه في نصف خلية الخارصين تزداد ايونات ⁺⁺Zn ، وفي نصف خلية النحاس تقل أيونات ⁺⁺Cu وهذا يؤدي إلى خلل في التوازن الأيوني ولذلك تتحرك أيونات ^--SO₄ من القنطرة باتجاه خلية الخارصين لمعادلة الزيادة في أيونات ⁺⁺Zn وكذلك تتحرك أيونات ^--SO₄ الزائدة في خلية النحاس إلى الجسر الملحي.

تم الإجابة عليه: مسائل محلولة على تأثير الأيون المشترك على الذائبية؟

Wed, 09 Nov 2022 12:00:28 +0000

تأثير الأيون المشترك على الذائبية

The Common Ion Effect and Solubility

- إذا افترضنا أن لدينا ملح شحيح الذوبان في حالة اتزان مع أيوناته الذائبية في الماء فإنه عند إضـافـة زيادة في تركـيـز أحـد الأيونات فإن هذا يؤدي إلى نقص في تركيز الأيون الآخـر وذلك للمحافظة على قيمة حاصل الإذابة ثابتة.

- ويتم ذلك باتحاد جزء من الأيونات المضافة مع الأيون الآخر لتكوين مزيد من الراسب.

- مثلاً لو كان لدينا الاتزان التالي:

₍AgCl _(s) = Ag⁺ _(aq) + Cl^- _(aq

- فعند إضافة مزيداً من أيونات ⁺Ag فإن جزء من أيونات ⁺Ag تتحد مع جزء من أيونات ^-Cl لتنتج مزيداً من AgCl الصلب. وملخص ما حدث هو كما يلي :

نقص في تركيز ايونات ^-Cl
زيادة في كمية الراسب AgCl
تبقى قيمة Ksp ثابتة.

مسائل محلولة على تأثير الأيون المشترك على الذائبية

مثال (1): إذا علمت أن Ksp لبروميد الفضة AgBr هو ^13-10 × 7.7 فأوجد ما يلي:

(۱) ذائبية AgBr في الماء النقي .

(۲) ذائبية AgBr في محلول يحتوي على تساوي ^2-10 × 7.7 M من نترات الفضة

الحل:

مثال (2): إذا علمت أن Ksp ليوديد الرصاص Pbl₂ هو ^7-10 × 1.5 فـأوجـد ما يلي:

(۱) ذائبية Pbl₂ في الماء النقي .

(۲) ذائبية Pbl₂ في محلول يحتوي على تساوي 0.03M من يوديد البوتاسيوم.

الحل:

إذا تفكك من Pbl₂ مقدار (X molar) منه فإن:

مثال (3): إذا علمت أن Ksp لهيدروكسيد المغنيسيوم₂(Mg(OH تساوي ^11-10 × 1.1 فأوجد ما يلي:

(۱) ذائبية ₂(Mg(OH في الماء النقي.

(۲) ذائبية ₂(Mg(OH في محلول الأس الهيدروجيني له يساوي (12 = pH)

(۳) ذائبية ₂(Mg(OH في محلول الأس الهيدروجيني له يساوي (8 = pH)

الحل:

إذا تفكك من ₂(Mg(OH مقدار (X molar) منه فإن:

تم الإجابة عليه: مسائل محلولة على قانون حاصل الإذابة Ksp؟

Tue, 08 Nov 2022 13:09:53 +0000

مسائل محلولة على قانون حاصل الإذابة Ksp؟

مثال (1): اكتب قانون ثابت الاتزان (تعـبـيـر حـاصل الذائبية) للأملاح الآتية كما يلي:-

AgBr , PbBr₂ , Ca₃(PO₄)₂

الحل:

مـثـال (2): وضع فلوريد الـبـاريوم BaF₂ في كـمـيـة من الماء فـوجـد أن تركـيـز الأيونات في المحلول المشبع كما يلي:

10^-2 × 1.82 = [⁺Ba²]

10^-2 × 3.64 = [^-F]

فاحسب ثابت حاصل الإذابة Ksp

الحل:

مثال (3): وضع هيدروكسيد الكروم ₃(Cr(OH في الماء فإذا كان تركيز أيونات الكروم (⁺Cr³) في المحلول المشبع M 10^-8 × 1.39 فاحسب تركيز ايونات الهيدروکسید في المحلول المشبع . وما تركيز أيونات الهيدروكسيد اللازم ليحدث ترسيب لهيدروکسید الكروم K_sp = 1 × 10^-30

الحل:

لكي يبدأ الترسيب لهيدروكسيد الكروم Cr(OH)₃ يجب أن يزيد تركيز أيونات الهيدروكسيد عن ^8-10 × 4.16 M

مثال (4): أوجد العلاقة بين حـاصل الإذابة والذوبانية (S) للمـركـبـات التـاليـة:

(1) CaSO₄

(2) Ag₂S

(3) Bi₂S₃

الحل:

مثال (5): إذا كان تركيز محلول مشبع من PbBr₂ هو 0.024M فاحسب حاصل الإذابة Ksp؟

الحل:

( تركيز المحلول المشبع = الذائبية )

الطريقة الأولى: (باستخدام القانون)

الطريقة الثانية:

إذا تفكك من PbBr₂ مقدار (X molar) منه فإن:

وبالتالي إذا عرفنا قيمة ( X ) فيمكن معرفة Ksp .

ومن السؤال تركيز PbBr₂ الذائب في المحلول يساوي 0.024M أي أن (X = 0.024 M )

مثال (6): إذا كانت ذائبية فوسفات الفضة Ag₃PO₄ في الماء تساوي 0.0067g/L عند °25C أحسب ثابت حاصل الإذابة Ksp للملح عند °25C .

الأوزان الذرية : 16 = P = 31 , Ag = 107.9 , O

الحل:

لاحظ ان الذائبية بوحدة (g / L) لذلك نحـولهـا إلى (mol / L) بالقسمة على الوزن الجزيئي .

مـثـال (7): إذا علمت أن ثابت الاتزان (Ksp) لفلوريد الكالسيوم CaF₂ يساوي ^11-10 × 4 فاحسب ذائبية فلوريد الكالسيوم (تركيز فلوريد الكالسيوم في المحلول المشبع) بوحدة :

(أ) مول / لتر

(ب) جم / لتر

علماً بأن الوزن الجزيئي لفلوريد الكالسيوم = gm / mol 78.1

الحل:

نوجد في البداية الذائبية (تركيز CaF₂ في المحلول) ، ومنه يمكن إيجاد تركيز الأيونات:

مثال (8): ما التركيز اللازم لأيونات ^-C²⁺, F ليتشبع لتر من المحلول المائي إذا علمت أن ( ^11-10 Ksp (CaF₂) = 3.4 x ) .

الحل:

نوجد في البداية الذائبية ( تركيز CaF₂ في المحلول) ، ومنه يمكن إيجاد تركيز الايونات:

تركيز CaF₂ في المحلول = ^4-10 × 2.04 M

إذا تفكك من CaF₂ مقدار (X molar) منه فإن:

تم الإجابة عليه: شرح قانون حاصل الإذابة Ksp ؟

Mon, 07 Nov 2022 11:10:34 +0000

الذائبية وحاصل الإذابة Solubility and Solubility Product

- تذوب المركبات الكيميائية في الماء بنسب مختلفة، فمثلاَ نترات البوتاسيوم ذائبيتها مرتفعة في الماء ، أما كلوريد الفضة فذائبيته منخفضة.

- وتعتمد الذوبانية على:

(۱) درجة الحرارة.

(۲) طبيعة المذاب والمذيب.

- عند وضع كمية من كلوريد الفضة (AgC1) في الماء فإن جـزء قليل جداً يذوب في الماء ويتفكك كلياً إلى أيونات ( ^-Ag⁺, Cl) ، أما المتبقي من كلوريد الفضة فيترسب في قاع الإناء ،ويكون في توازن كيميائي مع الأيونات المذابة ، كما يلي:

AgCl (s) ↔ Ag⁺ _(aq) + Cl^- _(aq)

وبالتالي فإن حاصل الإذابة ( Ksp ) كما يلي:

Ksp=[Ag⁺] [Cl^-]

تعريف حاصل الإذابة Ksp

- حاصل الإذابة (Ksp) هو ثابت قيمته تساوي حاصل ضرب تراكيز الأيونات مرفوعاً كل منها إلى أس يساوي معامله في المعادلة الموزونة.

- ويمكن التعرف على حاصل الإذابة Ksp بمعرفة الذائبية للملح (S)

حيث أن:

Ksp = حاصل الذائبية

S = الذائبية (تركيز الملح في محلول مشبع) بوحدة (mol / L) أو (molar)

n = عدد أيونات الأيون الموجب الناتج عن تفكك جزيء واحد.

m = عدد أيونات الأيون السالب الناتج عن تفكك جزيء واحد.

- وإذا أعطيت الذائبية (للتركيز) بوحدة (g/L) فيمكن تحويلها إلى (mol / L) بالقسمة على الوزن الجزيئي:

كيفية التعرف على تكون الراسب من عدمه

الطريقة الأولى: من قيمة الذائبية (S).

- إذا كان لدينا ملح كلوريد الفضة AgCl ذائبيته (S) تساوي 1.34x 10^-5 mol/L أي أن إذا كان لدينا لتر من المحلول المائي فيمكن أن يذوب فـيـه كـحـد اقـصى من كلوريد الـفـضـة (AgCl) المقدار : 1.34x 10^-5 mol/L فقط .

فماذا يمكن ان نستفيد من معرفة قيمة الذائبية ؟

(1) إذا أضفنا كمية من AgCl أقل من (1.34x 10^-5 mol) إلى لتر من المحلول

فإن هذه الكمية تذوب بالكامل ، ولذلك المحلول في هذه الحالة يسمى محلول غير مشبع.

(2) إذا أضفنا كمية من AgCl مقدارها ( 1.34x 10^-5 mol) إلى لتر من المحلول

فإن هذه الكمـيـة تذوب بالكامل ، وعند إضـافـة أي كـمـيـة أخـرى سوف تترسب ( لن تذوب ) ، ويصبح هناك توازن بين المذاب والراسب ، أي ان سرعة الذوبان تساوي سرعة الترسيب ، ويقال في هذه الحالة ان المحلول مشبع .

(3) إذا أضفنا كمية من AgCl أكثر من (1.34x 10^-5 mol) إلى لـتـر من المحلول

وذابت هذه الكميـة بالتسخين ، ثم برد المحلول ولم يترسب عندئذ يسمى المحلول فـوق المشبع. ويمكن المساعدة في الترسيب بإضافة بلورة إلى المحلول فوق المشبع أو تحريكه ، عند ذلك تنزل البلورات ويصبح المحلول مشبعاً من جديد .

الطريقة الثانية:

- إذا كان لدينا ملح كلوريد الفضة AgCl وكان:

حاصل الإذابة ( Ksp ) = 1.8 x 10^-10

AgCl _(s) = Ag⁺_(aq) + Cl^- _(aq)

- إذا أضفنا كمية من أيونات (⁺Ag) وكمية من ايونات (^-Cl) فإنه:

(1) إذا كـان (الحاصل الايوني Q) أي حاصل ضرب [^-Cl] × [⁺Ag] يساوي Ksp

فإن المحلول في هذه الحالة يسمى محلول مشبع ولا يوجد راسب.

(2) إذا كـان (الحاصل الايوني Q) أي حاصل ضرب [^-Cl] × [⁺Ag] أقل من Ksp

فإن المحلول في هذه الحالة يسمى محلول غير مشبع ولا يوجد راسب.

(3) إذا كـان (الحاصل الايوني Q) أي حاصل ضرب [^-Cl] × [⁺Ag] أكبر من Ksp

فإن المحلول في هذه الحالة يسمى محلول فوق مشبع ، وسوف يتكون راسب.

مثال محلول: اكتب قانون ثابت الاتزان (تعـبـيـر حـاصل الذائبية) للأملاح التالية:

AgBr , PbBr₂ , Ca₃(PO₄)₂

الحل:

تم الإجابة عليه: مسائل محلولة على المحاليل المنظمة؟

Sun, 06 Nov 2022 10:55:40 +0000

مسائل محلولة على المحاليل المنظمة

مثال (1): أحسب الاس الهيدروجيني pH للمحلول المنظم المكون من: 0.115M NaF + 0.215M HF

علماً بأن : K_a (HF) = 7.0 x 10^-4

الحل:

مثال (2): حضر محلول منظم بخلط 0.24M من محلول NH₃ و 0.18M من NH₄Cl فإذا كان ^5-10 × 1.8 = K_b فاحسب الـ pH, pOH لهذا المحلول.

الحل:

مثال (3): أحسب الرقم الهيدروجيني لمحلول منظم حُضر من حجمين متساويين من (0.2M) حمض البروبانويك و (0.2M) بروبانات الصوديوم.

علماً بان ثابت تأين حمض البروبانويك: (^5-10 K_a = 1.34 x) .

الحل:

مثال (4): احسب تركيز (NaClO) اللازم إضـافـتـه إلى محلول 0.05M مـن حمض (HClO) ليـتـم الـحـصـول على محلول منظم له 8 = pH مـعـتـبـراً أن ثابت تفكك الحمض يساوي (K_a = 2.9 × 10^-8)

الحل:

مثال (5): محلول حجمه (200mL) يحتوي على ( 0.028mol) من حمض ضعيف (HB) و (0.007mol) من ملحـه (NaB) فكانت الـ pH للمحلول (3.66) فما هو ثابت التأين للحمض (K_a) .

الحل:

مـثـال(6): احسب الرقم الهيدروجيني (pH) لمحلول منظم من (0.1M) مـن حمض الخل و (0.2M) من خلات الصوديوم قبل وبعد إضافة:

(1) ( 0.01mol HCl) إلى اللتر من المحلول.

(2) ( 0.01mol NaOH) إلى اللتر من المحلول.

علماً بأن : (^5-10 × 1.8 = K_a)

الحل:

تم الإجابة عليه: ما هي المحاليل المنظمة ؟ مع ذكر أمثلة عليها؟

Sat, 05 Nov 2022 09:28:16 +0000

المحاليل المنظمة Buffer Solution

تعريف المحلول المنظم

هو المحلول الذي يقاوم حصول تغيرات كبيرة تركيز أيونات الهيدرونيـوم عند إضافة حمض قوي أو قاعدة قوية إليها.

مم يتكون المحلول المنظم

- يتكون المحلول المنظم من مقدار كبير (تركيز كبير) من حمض ضعيف وملحه أو قاعدة ضعيفة وملحها

- وهذا المزيج يقاوم حدوث تغيرات كبيرة في قيمة الـ pH

علل: المحلول المنظم يقاوم حدوث تغيرات في قيمة pH عند إضافة كمية قليلة من الحمض القوي أو القاعدة القوية.

وذلك لأن المحلول المنظم يحـتـوي على فائض من البروتونات الموجـبـة على شكل حمض ضعيف وفائض من القاعدة على شكل أنيونات سالبة وبذلك يستطيع ان يلغي أثر أي حمض او قاعدة تتم إضافته.

كيفية عمل محلول منظم مكون حمض ضعيف وملحه

- سوف نأخذ كمثال على الحمض الضعيف وملحه مزيج من محلولي حمض الخل وخـلات الصوديوم ( ^-CH₃COOH / CH₃COO) والذي يكونـان محلولاً منظمـاً وهذا المحلول يقاوم التغير في قيمة pH ويمكن توضيح ذلك كما يلي:

(أ) عند إضافة كمية قليلة حمض قوي ( أي أيونات ⁺H₃O) فإن أيونات الخلات (من المحلول المنظم) تتفاعل مع ايونات الهيدرونيوم (المضافة) لتزيل أثرها وتبقى قيمة pH ثابتة تقريباً.

CH₃COO^- + H₃O⁺ ↔ CH₃COOH + H₂O

(ب) عند إضـافـة كـمـيـة قليلة قاعدة قوية (أي أيونات ^-OH) فإن حمض الخليك (من المحلول المنظم) يتفاعل مع أيونات الهيدروكسيد (المضافة) لتزيل أثرها وتبقى قيمة pH ثابتة.

CH₃COOH + OH^- ↔ CH3COO^- + H2O

سؤال: كيف يستطيع المحلول المنظم المكون من ( الامـونيـا NH₃ وكلوريد الامـونـيـوم NH₄Cl) أن يقاوم أثر إضافة حمض أو قاعدة إليه.

جواب:

هذا المحلول يقاوم التغيرات الناتجة عن إضافة حمض أو قاعدة اليها كما يلي :

- إذا أضيف حمض إلى المحلول المنظم (⁺NH₃ / NH₄) فإن النشادر NH₃ يتفاعل مع الحمض (⁺H₃O) وتستهلكه:

NH₃ + H₃O⁺ ↔ NH₄⁺ + H₂O

- إذا أضيفت قاعدة إلى المحلول المنظم (⁺NH₃ / NH₄) فإن أيون الأمونيوم الموجب ⁺NH₄ يتفاعل مع القاعدة (^-OH) ويستهلكها :

NH₄⁺ + OH^- ↔ NH₃ + H₂O

المحاليل المنظمة في جسم الأنسان

- من المحاليل المنظمـة الموجـودة في الدم محلول مكون من حمض الكربونيك وملح البيكربونات (^-H₂CO₃ / HCO₃).

- أما في خلايا الجسم فتوجد ( Na₂HPO₄ / NaH₂PO₄ )

قوانين المحاليل المنظمة

ويمكن استخدام القوانين التالية وهي أبسط في التعامل معها:

حيث:

pH = الأس الهيدروجيني

pOH = الأس الهيدروكسيلي

K_a = ثابت تفكك الحمض الضعيف حيث ( pK_a = - log K_a)

K_b = ثابت تفكك القاعدة الضعيفة حيث ( pK_b = - log K_b)

[asid] = تركيز الحمض الضعيف

[base] = تركيز القاعدة الضعيفة

[salt] = تركيز الملح

[⁺H₃O] = تركيز أيونات الهيدرونيوم

[^-OH] = تركيز أيونات الهيدروكسيد

ملاحظات هامة

(أ) عندما يكون لدينا محلول لحمض ضعيف مثل CH₃COOH فإن قيمة (⁺H₃O) لها قيمة معينة ، وعند إضافة ملح قاعدي مثل (CH₃COONa) فإن قيمة (⁺H₃O) سوف تقل

وبالتالي تزداد قيمة pH ، وقيمة pOH تقل ، وقيمة (^-OH) تزداد .

(ب) عندما يكون لدينا محلول لقاعدة ضعيفة مثل NH₃ فإن قيمة (^-OH) لها قيمة معينة، وعند إضافة ملح حمضي مثل (NH₄C1) فإن قيمة ( ^-OH ) سوف تقل .

وبالتالي تزداد قيمة POH ، وقيمة pH تقل ، وقيمة (⁺H₃O) تزداد .

اشتقاق قانون هندرسون – هاسلبالخ للمحاليل المنظمة

- يمكن اشتقاق قانون هندرسون – هاسلبالخ ( pH = pKa + log salt/acid ) كما يلي:

إذا افترضنا وجود محلول منظم مكون من حمض الخل وملحه:

ويمكن اشتقاق قانون هندرسون - هاسلبالخ ( pOH = pK_b + log salt/acid ) كما سبق.

أمثلة على المحاليل المنظمة

(أ) حمض ضعيف وملحه: (في هذه الحالة 7 > pH)

- حمض الخل + خلات الصوديوم (CH₃COOH + CH₃COONa)

- حمض الهيدروسيانيك + سيانيد الصوديوم (HCN + NaCN)

- حمض البنزويك + بنزوات الصوديوم (C₆H₅COONa + C₆H₅COOH)

- حمض النيتروز + نيتريت الصوديوم (NaNO₂ + HNO₂)

- حمض الفورميك + فورمات الصوديوم (HCOONa + HCOOH)

- حمض الفلور + فلوريد الصوديوم (NaF + HF)

(ب) قاعدة ضعيفة وملحها: (في هذه الحالة 7 < pH)

- النشادر + كلوريد الأمونيوم ( NH₃ + NH₄C1 )

- ميثيل امين وملحه ⁺CH₃NH₂, CH₃NH₃

- هيدرازين وملحه ⁺N₂H₄, N₂H₅

تم الإجابة عليه: ما هو تأثير الأيون المشترك Common Ion Effect؟

Thu, 03 Nov 2022 08:51:47 +0000

تأثير الايون المشترك Common Ion Effect

- إذا كان لدينا محلول لحمض ضعيف مثل حمض الخل:

⁺CH₃COOH + H₂O → CH₃COO^- + H₃O

- وعند إضـافـة خـلات الصوديوم إلى محلول الحمض السابق في البداية يتفكك الملح حسب المعادلة التالي:

⁺CH₃COONa → CH₃COO^- + Na

أي أن كمية أيون الخلات (^-CH₃COO) سوف تزداد وبذلك سوف يختل الاتزان.

- وحتى نعود إلى حالة الاتزان سوف يتفاعل جزء من أيونات الهيدرونيوم (⁺H₃O) لإنتاج زيادة من حمض الخليك ( CH₃COOH) ونتيجة لنقص أيونات الهيدرونيوم سوف تقل قيمة pH .

- وللمعلومية فإن أيون (^-CH₃COO) يعتبر أيون مشترك لحمض الخل ( CH₃COOH) .

- ومن ذلك نستنتج أن إضافة أيونات إلى تفاعل )حمضي او قاعدي ) متزن يؤدي إلى تغيير في قيمة الأس الهيدروجيني (pH)

- ويمكن إيجاد الأس الهيدروجيني لمزيج من حمض ضعيف وملحه أو قاعدة ضعيفة وملحها باستخدام معادلة هندرسون - هاسلبالخ كما يلي:

مسائل محلولة على تأثير الأيون المشترك

مثال(1): محلول حمض الخل ذو التركيز 0.01M ، فاحسب الأس الهيدروجيني pH لهذا المحلول.

K_a = 1.85 x 10^-5

وعند إضـافـة مـحـلـول خـلات الصوديوم CH₃COONa ذو التـركـيـز 0.03M إلـى مـحـلـول حمض الخل فاحسب قيمة pH للمزيج حينما يكون الحجمان المضافان متساويين.

الحل:

- نحسب pH محلول حمض الخل أولاً:

- نحسب pH لمحلول لمزيج حمض الخل وملحه:

لاحظ أنه عند إضافة ملح خـلات الصوديوم إلى حمض الخل ان قيمة pH قد زادت ، أي ان الحمضية نقصت.

مثال( 2): أحسب pH محلول الامونيا (0.18M NH₃) ، فإذا أضيف محلول كلوريد الأمونيوم ( 0.18M NH₄Cl) إلى محلول الأمونيا فاحسب الـ pH لهذا المحلول حينما يكون الحجمان المضافان متساويين.

(K_b = 1.8 x 10^-5)

الحل:

- نحسب pH لمحلول الأمونيا أولاً:

- نحسب pH لمحلول لمزيج الأمونيا وملحها:

تم الإجابة عليه: ما هي خواص الأملاح المتعادلة الناتجة من تفاعل أحماض قوية وقواعد قوية؟

Sun, 30 Oct 2022 11:29:36 +0000

الأملاح المتعادلة Neutral salts

- يسمى ملح من النوع الأول

- هذا الملح ينتج من تفاعل حمض قوي وقاعدة قوية.

- هي أملاح ذات أثر متعادل أي أن: (7 = pH) .

- عندما تذوب في الماء فأنها تتفكك إلى أيونات موجبة وسالبة وهذه الأيونات لا تتميأ أي لا تتفاعل مع الماء.

- الملح المتعادل: هو ملح ناتج عن تفاعل حمض قوي وقاعدة قوية .

مثال توضيحي:

- ملح كلوريد الصوديوم NaCl ملح متعادل لأنه ناتج عن تفاعل حمض الكلور HCl (حمض قوي) وهيدروكسيد الصوديوم NaOH (قاعدة قوية) كما في المعادلة :

HCl _(aq) + NaOH _(aq) → NaCl_(aq) + H₂O₍₁₎

بالنسبة للمحاليل المتعادلة:

مسألة محلولة على الأملاح المتعادلة

مـثـال (1): احـسـب الأس الهيدروجيني الناتج عن إذابة (0.5mol) من ملح كلوريد الصوديوم في (100mL) من المحلول المائي .

الحل:

سواء كلوريد الصوديوم أو أي ملح متعادل عند إذابته في الماء بأي كمية فإن:

10^-7× 1 = [^-OH]= [⁺H₃O]

pH = pOH = 7

توضيح إضافي:

بعض الأحماض القوية:

حمض الكلور (HCl) - حمض النيتريك (HNO₃) - حمض الكبريتيك (H₂SO₄)

بعض القواعد القوية:

هيدروكسيد الصوديوم ( NaOH ) - هيدروكسيد البوتاسيوم ( KOH )

أمثلة على تكوين الاملاح المتعادلة من الحمض القوي والقاعدة القوية :

(1) ملح كلوريد الصوديوم NaCl

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

(2) ملح كلوريد البوتاسيوم KCl

HCl + KOH → KCl + H₂O

(3) ملح نترات البوتاسيوم KNO₃

HNO₃ + KOH → KNO₃ + H₂O

(4) ملح نترات الصوديوم NaNO₃

HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O

(5) ملح كبريتات الصوديوم Na₂SO₄

H₂SO₄ + 2 NaOH → NaSO₄ + 2H₂O

وجميع هذه الأملاح عندما تذوب في الماء بأي كمية فإن :

10^-7× 1 = [^-OH] = [⁺H₃O]

pH = pOH = 7

أسئلة على الأملاح المتعادلة

(1) أي المحاليل التالية المائية التالية تكون له ( 7 = pH ) :

(أ) محلول CH₃COONa

(ب) محلول NaCl

(جـ) محلول NH₄C1

(د) محلول NH₃

(2) عند إذابة 2mol من نترات الصوديوم NaNO₃ في 100ML من المحلول فإن قـيـمـة [⁺H₃O] لمحلول نترات الصوديوم يساوي:

(أ) ^7-10× 1

(ب) 20

(جـ) ^20-10× 1

(د) 0.3

(3) عند إذابة 20g من كلوريد الصوديوم في نصف لتر من المحلول فإن قيمة pOH هي:

علماً بأن الأوزان الذرية : 35.5 = Na = 23 & Cl

(أ) 0.68

(ب) 0.16

(جـ) 7

(د) 13.84

(4) وسط محلول من كلوريد البوتاسيوم KCl هو :

(أ) وسط قاعدي

(ب) وسط حمضي

(جـ) وسط متعادل

(د) لا توجد إجابة صحيحة

(5) أياً من محاليل المواد التالية يكون قيمة الـ pH له أعلى:

HCl (0.02 M), CH₃COOH (2 M), HCOOH (2 M), NaCl (2 M)

(أ) NaCl

(ب) HCOOH

(جـ) CH₃COOH

(د) HCl

الإجابات هي: ب ، أ ، جـ ، جـ ، أ

تم الإجابة عليه: ما هي أهم الخواص العامة للأحماض والقواعد؟

Sat, 15 Oct 2022 15:22:26 +0000

الأحماض Acids

أمثلة على الأحماض

- حمض الهيدروكلوريك HCl

- حمض الكبريتيك H₂SO₄

- حمض الفسفوريك H₃PO₄

- حمض النيتريك HNO₃

- حمض الخليك CH₃COOH

- حمض الكربونيك H₂CO₃

أهم خواص الأحماض

(1) تحتوي على الهيدروجين ومذاقها حامضي .

(2) عندما تذوب في الماء تتفكك إلى أيونات لتعطي محلولاً موصلا للتيار الكهربي .

HCl_(aq) → H⁺_(aq) + Cl^- _(aq)

(3) تحول لون ورق تباع الشمس الأزرق إلى اللون الأحمر.

(4) تتفاعل مع القواعد لتكون ملح وماء (تزيل الصفة القاعدية).

حمض + قاعدة ← ملح + ماء

(5) تتفاعل مع الكربونات أو البيكربونات ليتصاعد غاز ثاني أكسيد الكربون .

↑2HCl + Na₂CO₃ → 2 NaCl + H₂O + CO₂

(6) إذا أضيف إلى عنصر معدني مثل الخارصين او أي عنصر من عناصر المجموعة (1A) يتصاعد غاز الهيدروجين.

↑ 2HCl + Zn → ZnCl₂ + H₂

القواعد Bases

أمثلة على القواعد

- هيدروكسيد الصوديوم NaOH

- هيدروكسيد البوتاسيوم KOH

- هیدروکسید كالسيوم ₂(Ca(OH

- هیدروکسید الباريوم ₂(Ba(OH

- هيدروكسيد المغنيسيوم ₂(Mg(OH

- كربونات الصوديوم NaCO₃

- بيكربونات الصوديوم NaHCO₃

- النشادر NH₃

خواص القواعد

(1) تذوب في الماء وتتفكك إلى أيونات وتعطي أيونات الهيدروكسيد (OH^-).

(2) عندما تذوب في الماء تتفكك إلى أيونات لتعطي محلولاً موصلا للتيار الكهربي.

NaOH (s) → Na⁺_(aq) +^-OH _(aq)

(3) تتفاعل مع الحموض لتكون ملح وماء (تزيل الصفة الحامضية)

حمض + قاعدة ← ملح + ماء

(4) يحول لون ورق تباع للشمس الأحمر إلى اللون الأزرق.

تعاريف للأحماض والقواعد

نظراً لأهمية الحموض والقواعد فقد اهتم العلماء بدراستها ، مما أدى إلى تطوير تعريفاتها وتصنيفها وتفسير سلوكها الكيميائي . ومن هذه النظريات:

(1) نظرية أرهينيوس

(2) نظري لاوري وبرونستد

(3) نظرية لويس

وسوف تناول كل نظرية من هذه النظريات في الموضوعات القادمة

تم الإجابة عليه: ما هي أنواع المحاليل من حيث التوصيل الكهربي؟

Wed, 12 Oct 2022 12:56:56 +0000

المحاليل والتوصيل الكهربي Solutions and Electric Conductance

تنقسم المحاليل من حيث توصيلها للتيار الكهربي إلى:

(1) الإكتروليتات (المحاليل الموصلة للتيار الكهربي)

(2) اللاإلكتروليتات (المحاليل غير الموصلة للتيار الكهربي)

أولاً/ المحاليل الموصلة للتيار الكهربي ( الإلكتروليتات )

- الالكتروليت هي المادة التي تذوب في الماء وتعطي محلولاً موصلاً للتيار الكهربي.

- وتنقسم الإلكتروليتات إلى:

(1) إلكتروليتات قوية

(2) إلكتروليتات ضعيفة

الإلكتروليتات القوية Strong Electrolytes

- هي مركبات تتفكك لو تتأين كلياً في الماء إلى أيونات موجبة وسالبة.

- ومن الأمثلة على الإلكتروليتات القوية:

(1) المركبات الأيونية

- والمركبات الأيونية مثل كلوريد الصوديوم عند إذابتها في الماء تتفكك كلياً في الماء إلى أيونات وتصبح محاليلها موصلة للتيار الكهربي.

- مثال:

- التفكك: هو فصل الروابط الموجودة أصلاً بين الأيونات في المركب الأيوني وجعلها حرة الحركة بفعل الماء أو الانصهار.

(2) المركبات القطبية

- والمركبات القطبية مثل كلوريد الهيدروجين عند إذابتها في الماء تتأين كلياً في الماء إلى أيونات وتصبح محاليلها موصلة للتيار الكهربي.

- مثال:

- التأين: هو تحويل الجزيئات غير الأيونية إلى أيونات وجعلها حرة الحركة في الماء

الإلكتروليتات الضعيفة Weak Electrolytes

- الإلكتروليتات الضعيفة: هي مركبات تنوب في الماء وتتأين جزئيا في الماء .

- أمثلة:

CH₃COOH₍₁₎ = H⁺ _(aq) + CH₃COO^- _(aq)

H₂O₍₁₎ = OH^- _(aq)+ H⁺ _(aq)

ثانياً/ المحاليل غير الموصلة للتيار الكهربي (اللاإلكتروليتات)

- تعریف اللاإلكتروليتات: هي مركبات تعطي محلولاً غير موصل للتيار الكهربي ، لأنها لا تتفكك او تتأين في الماء .

- مثال: الجلوكوز C₆H₁₂O₆

أسئلة هامة على أنواع المحاليل من حيث التوصيل الكهربي؟

علل: محلول حامض الخليك ضعيف التوصيل للكهرباء؟

السبب: لأن حامض الخليك الكتروليت ضعيف (يتفكك جزئياً في الماء)

علل: مع ذكر المعادلات اللازمة محلول حمض الكلور يوصل التيار الكهربي بدرجة أكبر من محلول حامض الخليك ؟

السبب: لأن محلول حامض الكلور الكتروليت قوي (يتأين كلياً) أما حامض الخليك فهو الكتروليت ضعيف (يتفكك جزئيا في الماء)

تم الإجابة عليه: ما أثر درجة الحرارة على حالة الاتزان؟

Tue, 11 Oct 2022 16:20:53 +0000

(ب) تفاعلات طاردة للحرارة ( ΔH = -)

أثر زيادة درجة الحرارة على الاتزان حسب مبدأ لوشاتيليه:

حسب التفاعل التالي:

2SO_{2 (g)}+ O_2(g) = 2 SO_{3 (g)} + 46 kcal

في هذه الحالة نعتبر الحرارة كما لو كانت مادة ناتجة ، وبذلك فعند زيادة درجة الحرارة فكأنه أضيف إلى التفاعل مادة ناتجة ورد الفعل الطبيعي هو استهلاك جزء من المواد الناتجة وذلك بأن تتفكك SO₃ لتنتج زيادة من SO₂ و O₂ حتى يصل إلى حالة اتزان جديدة.

مثال (2): انظر للتفاعل :

2SO_{2 (g)} + O_{2 (g)}= 2 SO_{3 (g)}

ΔH = - 46 kcal

(۱) بين اثر زيادة درجة الحرارة على كل من:

- حالة الاتزان

- كميات المواد المتفاعلة و المواد الناتجة

- قيمة ثابت الاتزان

(۲) بين اثر إنقاص درجة الحرارة على كل من:

- حالة الاتزان

- كميات المواد المتفاعلة و المواد الناتجة

- قيمة ثابت الاتزان

الحل:

إشارة حرارة التفاعل بالسالب فأن التفاعل طارد للحرارة

في هذه الحالة نعتبر الحرارة كما لو كانت مادة ناتجة.

2SO_{2 (g)}+ O_2(g) = 2 SO_{3 (g)} + 46 kcal

(1) أثر زيادة درجة الحرارة على:

- حالة الاتزان:

رفع درجة الحرارة يعني زيادة مادة ناتجة لذلك سوف ينزاح الاتزان نحو اليسار (باتجاه المواد المتفاعلة )

- كميات المواد المتفاعلة والناتجة :

تنقص كمية (SO₃) ، تزداد كمية (O₂) ، تزداد كمية (SO₂)

- قيمة ثابت الاتزان :

زيادة درجة الحرارة يقلل من قيمة ثابت الاتزان وذلك لزيادة قيمة المقام ونقص قيمة البسط

(2) اثر إنقاص درجة الحرارة على:

- حالة الاتزان:

إشارة حرارة التفاعل بالسالب فأن التفاعل طارد للحرارة

إنقاص درجة الحرارة يعني نقص مادة ناتجة لذلك سوف ينزاح الاتزان نحو اليمين باتجاه المواد الناتجة )

- كميات المواد المتفاعلة والناتجة:

تزداد كمية (SO₃) ، تنقص كمية (O₂) ، تنقص كمية (SO₂)

- قيمة ثابت الاتزان:

نقص درجة الحرارة يزيد من قيمة ثابت الاتزان وذلك لزيادة قيمة البسط ونقص قيمة المقام

ملاحظات:

(۱) تزداد قيمة ثابت الاتزان بارتفاع في درجة الحرارة في التفاعلات الماصة للحرارة.

(۲) نقل قيمة ثابت الاتزان بارتفاع في درجة الحرارة في التفاعلات الطاردة للحرارة.

(جـ) تفاعلات لا طاردة ولا ماصة للحرارة ( ΔH = صفر)

في هذه الحالة عند زيادة أو نقص درجة الحرارة فإن ذلك لا يؤثر على حالة الاتزان ، ولا على كميات المواد المتفاعلة أو الناتجة ، ولا على قيمة ثابت الاتزان ، لأن الحرارة ليست أحد المواد المتفاعلة أو الناتجة.

تم الإجابة عليه: ما أثر الضغط على حالة الاتزان؟

Tue, 11 Oct 2022 16:17:50 +0000

مثال (3): حسب التفاعل التالي:

2HCl _(g) = H_{2 (g)} + Cl_2 (g)

(1) بين أثر زيادة الضغط الكلي ( إنقاص الحجم ) على كل مما يلي:

- حالة الاتزان

- كميات المواد المتفاعلة و المواد الناتجة

- قيمة ثابت الاتزان

(2) بين اثر إنقاص الضغط الكلي ( زيادة الحجم ) على كل مما يلي:

- حالة الاتزان

- كميات المواد المتفاعلة و المواد الناتجة

- قيمة ثابت الاتزان

الحل:

لاحظ أن عدد مولات الغازات الناتجة يساوي عدد مولات الغازات المتفاعلة

عدد مولات المواد المتفاعلة = 2 ، عدد مولات المواد الناتجة = 2

عند تساوي عدد المولات فإن زيادة الضغط الكلي (إنقاص الـحـجـم) أو إنقاص الضغط الكلي (زيادة الحجم) لن يؤثر على حالة الاتزان.

ولا يؤثر على كـمـيـات المواد المتفاعلة والمواد الناتجة ، ولا علـى قـيـمـة ثابت الاتزان ، ولكن التراكيز تزداد بنفس النسبة عند زيادة الضغط ، وتنقص التراكيز بنفس النسبـة عند نقص الضغط.

تم الإجابة عليه: ما أثر تركيز المواد المتفاعلة والناتجة على حالة الاتزان؟

Tue, 11 Oct 2022 16:13:00 +0000

نجد أن العوامل المؤثرة على حالة الاتزان هي:

(1) التركيز (2) الضغط (3) درجة الحرارة (4) المواد الحفازة

مبدأ لوشاتيليه في التفاعلات

إذا اثر مـؤثـر مـا مثل درجة الحرارة أو الضغط أو التركيز على تفاعل كيميائي في حالة اتزان فإن التفاعل يسير في الاتجاه الذي يقاوم هذا المؤثر.

أثر التركيز على حالة الاتزان

- يمكن تلخيص أثر التركيز على حالة وثابت الاتزان كما يلي:

- ولتوضيح اثر التركيز على حالة الاتزان سوف نأخذ التفاعل المتزن التالي:

A _(aq) + B _(aq) = C _(aq)+ D _(aq)

- إذا إضيف كمية من المادة (A) سوف ينتج عن ذلك زيادة في تركيز (كمية) المواد الناتجة ويمكن تفسير ذلك حسب مبدأ لوشاتيليه كما يلي:

عند زيادة كـمـيـة (تركـيـز) المادة (A) فإن هذا يعني زيادة في تركيز المواد المتفاعلة وبذلك سوف يختل الاتزان ، ورد الفعل الطبيعي هو استهلاك (تقليل) جـزء من المادة (A) حيث تتفاعل جزء من المادة (B) مع كمية من المادة (A) لينتج زيادة من المواد الناتجة (C, D)

ملاحظة هامة:

(تغيير الضغط الجزئي لأحد المواد المتفاعلة أو الناتجة له نفس تأثير تغيير التركيز على الاتزان)

مسائل محلولة على أثر التركيز على حالة الاتزان

مثال (1): حسب التفاعل التالي:

CO _(g) + NO_{2 (g)} = CO_{2 (g)} + NO _(g)

بين أثر التغيرات التالية:

(1) زيادة كمية (NO₂)

(2) نقص كمية (NO₂)

(3) زيادة كمية (CO₂)

(4) نقص كمية (CO₂)

على ما يلي :

(أ) حالة الاتزان

(ب) كميات المواد المتفاعلة و المواد الناتجة

(ج) قيمة ثابت الاتزان

الحل:

(أ) بالنسبة لتأثير التغيرات على حالة الاتزان:

(1) زيادة كمية (NO₂) : يؤدي إلى انزياح الاتزان نحو اليمين (باتجاه المواد الناتجة)

(2) نقص كمية (NO₂) : يؤدي إلى انزياح الاتزان نحو اليسار (باتجاه المواد المتفاعلة)

(3) زيادة كمية (CO₂) : يؤدي إلى انزياح الاتزان نحو اليسار (باتجاه المواد المتفاعلة)

(4) نقص كمية (CO₂) : يؤدي إلى انزياح الاتزان نحو اليمين (باتجاه المواد الناتجة)

(ب) بالنسبة التأثير التغيرات على كميات المواد المتفاعلة والناتجة:

(1) عندما تزداد كمية (NO₂):

تنقص كمية (CO) ، تزداد كمية (CO₂) ، تزداد كمية (NO)

(2) عندما تنقص كمية (NO₂):

تزداد كمية (CO) : تنقص كمية (CO₂) ، تنقص كمية (NO)

(3) عندما تزداد كمية (CO₂) :

تنقص كمية (NO) ، تزداد كمية (CO) ، تزداد كمية (NO₂)

(4) عندما تنقص كمية (CO₂) :

تزداد كمية (NO) ، تنقص كمية (CC) ، تنقص كمية (NO)

(جـ) بالنسبة لتأثير التغيرات على قيمة ثابت الاتزان

زيادة أو نقص كمية أو تركيز أحد المواد المتفاعلة أو الناتجة لا يؤدي إلى تغير في قيمة ثابت الاتزان.

تم الإجابة عليه: ما هي العوامل المؤثرة على حالة الاتزان الكيميائي؟

Tue, 11 Oct 2022 16:01:46 +0000

(ب) تفاعلات طاردة للحرارة ( ΔH = -)

أثر زيادة درجة الحرارة على الاتزان حسب مبدأ لوشاتيليه :

حسب التفاعل التالي:

2SO_{2 (g)}+ O_2(g) = 2 SO_{3 (g)} + 46 kcal

مثال (2): انظر للتفاعل :

2SO_{2 (g)} + O_{2 (g)}= 2 SO_{3 (g)}

ΔH = - 46 kcal

(۱) بين اثر زيادة درجة الحرارة على كل من:

- حالة الاتزان

- كميات المواد المتفاعلة و المواد الناتجة

- قيمة ثابت الاتزان

(۲) بين اثر إنقاص درجة الحرارة على كل من:

- حالة الاتزان

- كميات المواد المتفاعلة و المواد الناتجة

- قيمة ثابت الاتزان

الحل:

إشارة حرارة التفاعل بالسالب فأن التفاعل طارد للحرارة

في هذه الحالة نعتبر الحرارة كما لو كانت مادة ناتجة.

2SO_{2 (g)}+ O_2(g) = 2 SO_{3 (g)} + 46 kcal

(1) أثر زيادة درجة الحرارة على:

- حالة الاتزان:

رفع درجة الحرارة يعني زيادة مادة ناتجة لذلك سوف ينزاح الاتزان نحو اليسار (باتجاه المواد المتفاعلة )

- كميات المواد المتفاعلة والناتجة :

تنقص كمية (SO₃) ، تزداد كمية (O₂) ، تزداد كمية (SO₂)

- قيمة ثابت الاتزان :

زيادة درجة الحرارة يقلل من قيمة ثابت الاتزان وذلك لزيادة قيمة المقام ونقص قيمة البسط

(2) اثر إنقاص درجة الحرارة على:

- حالة الاتزان:

إشارة حرارة التفاعل بالسالب فأن التفاعل طارد للحرارة

إنقاص درجة الحرارة يعني نقص مادة ناتجة لذلك سوف ينزاح الاتزان نحو اليمين باتجاه المواد الناتجة )

- كميات المواد المتفاعلة والناتجة:

تزداد كمية (SO₃) ، تنقص كمية (O₂) ، تنقص كمية (SO₂)

- قيمة ثابت الاتزان:

نقص درجة الحرارة يزيد من قيمة ثابت الاتزان وذلك لزيادة قيمة البسط ونقص قيمة المقام

ملاحظات:

(۱) تزداد قيمة ثابت الاتزان بارتفاع في درجة الحرارة في التفاعلات الماصة للحرارة.

(۲) نقل قيمة ثابت الاتزان بارتفاع في درجة الحرارة في التفاعلات الطاردة للحرارة.

(ج) تفاعلات لا طاردة ولا ماصة للحرارة ( ΔH = صفر)

إيجاد تراكيز المواد المتفاعلة والناتجة عند الاتزان بمعلومية ثابت الاتزان؟

Mon, 10 Oct 2022 11:11:45 +0000

إيجاد تراكيز المواد المتفاعلة والناتجة عند الاتزان بمعلومية ثابت الاتزان؟

ما هو حاصل التفاعل Reaction Quotient ؟ وكيف يتم حسابه؟

Sun, 09 Oct 2022 15:03:22 +0000

ما هو حاصل التفاعل Reaction Quotient ؟ وكيف يتم حسابه؟

تعريف حاصل التفاعل Q ؟ وكيف يتم حسابه؟

أهمية حاصل التفاعل Q ؟

إيجاد ثابت الاتزان بمعلومية عدد مولات وتركيز المواد الفعالة أو المواد الناتجة؟

Thu, 06 Oct 2022 11:19:22 +0000

إيجاد ثابت الاتزان بمعلومية عدد مولات وتركيز المواد الفعالة أو المواد الناتجة؟

أيجاد ثابت الاتزان Kc من خلال المعادلات؟

Wed, 05 Oct 2022 11:56:20 +0000

كيفية أيجاد ثابت الاتزان K_c من خلال المعادلات؟

ملاحظات يجب مراعاتها عند حل مسائل ثابت الاتزان

كيفية إيجاد ثابت الاتزان Kc بمعلومية التراكيز عند الاتزان؟

Tue, 04 Oct 2022 13:34:00 +0000

كيفية إيجاد ثابت الاتزان K_c بمعلومية التراكيز عند الاتزان؟

العلاقة بين Kc , Kp؟

Mon, 03 Oct 2022 13:28:06 +0000

العلاقة بين K_c , K_p؟

العلاقة بين ثابت الاتزان K_c وثابت الاتزان K_p؟

مسائل محلولة على ثابت الاتزان K_c , K_p؟

ما هو تعريف ثابت الاتزان وكيفيه حسابه؟

Sun, 02 Oct 2022 12:28:26 +0000

ما هو تعريف ثابت الاتزان Equilibrium Constant وكيفيه حسابه؟

كيف يتم حساب ثابت الاتزان Equilibrium Constant؟

مسائل محلولة على قانون فعل الكتلة؟

Thu, 29 Sep 2022 10:59:11 +0000

مسائل محلولة على قانون فعل الكتلة؟

The Law of Mass Action and Equilibrium Constant