iMadrassa

تطور حالة جملة كيميائية خلال تحول كيميائي نحو حالة التوازن

I $$pH$$ محلول مائي و تأثير حمض وأساس على الماء
1 $$pH$$ محلول مائي
أ تذكير
  •        _ تعريف الحمض و الأساس:(حسب برونشتد)           

 الحمض هو كل فرد كيميائي( شاردة أو جزيء) يحرر بروتون

                  الأساس هو كل فرد كيميائي( شاردة أو جزيء) يثبت  بروتون

.

  •           _ تفاعل حمض – أساس :

                   هو تفاعل يتم بين حمض و أساس من ثنائيتين مختلفتين

،

 

ملاحظة

الماء جسم متذبذب يمكن أن يلعب دور حمض و أساس

ب $$pH$$المحاليل المائية المخففة

  و التركيز المولي لشوارد 
ترتبط بالعلاقات التالية: 

                                                                             

 

تطبيق
  1. أكمل الجدول
  2. ماذا تستنتج ؟
photo 1

ت الحل
photo 2

photo 3

سلم ال

    

يزداد ال

     لمحلول  عندما يتناقص التركيز المولي لشوارد
تناسب عكسي

 

 

 

إستنتاج

 يتناقص ال 

      يتزايد

ث طرق تعيين $$pH$$ محلول مائي
  •  يستعمل ورق ال 
       
       أو كاشف ملون في حالة القياس التقريبي .
  • يستعمل مقياس  ال 
           متر في حالة القياس بدقة .

 

2 محلول حمضي و محلول أساسي
أ حمض قوي و حمض ضعيف

نقول عن  

انه حمض قوي اذا تشرد كليا في الماء: 

نقول عن  

انه حمض ضعيف اذا تشرد جزئيا في الماء:   
 

 

ب أساس قوي و أساس ضعيف

نقول عن

 انه أساس قوي اذا تشرد كليا في الماء: 

نقول عن

  انه اساس ضعيف اذا تشرد جزئيا في الماء:   

تطبيق

نحضر المحاليل التالية و التي لها نفس التركيز المولي

  ثم نقيس
كل محلول :
-    محلول حمض الإيتانويك
 
-    محلول حمض الأزوت
   
1-    بين في كل حالة إذا كان  التفاعل تاما  أم محدود  .
2-     من بين الأحماض السابقة من هو الحمض القوي و من هو الحمض الضعيف ؟

 

الحل

إذا كان الحمض قوي و التفاعل تام فإن   

           
إذا كان الحمض ضعيف و التفاعل غير  تام ( محدود)  فإن  

 

محلول حمض الإيتانويك

   

   إذن الحمض ضعيف و التفاعل غير  تام ( محدود)  

محلول حمض الأزوت

 

إذن الحمض قوي و التفاعل  تام

3 تطور جملة كيميائية نحو حالة التوازن
أ نسبة التقدم النهائية
تطبيق

نعتبر محلولا لحمض كلور الايتانويك  

حجمه  
 تركيزه المولي
 و له

  1. أكتب معادلة تفاعل الحمض مع الماء
  2. عين التقدم الأعظمي
     لهذا التفاعل 
  3. عين التقدم النهائي
     
  4. عين النسبة النهائية للتقدم

 

الحل

معادلة تفاعل الحمض مع الماء:

تعيين التقدم الأعظمي

لهذا التفاعل

photo 4

2-تحديد  التقدم الأعظمي  يوافق انتهاء الحمض لأن الماء بوفرة  و عليه

        

ـ تعيين التقدم النهائي

:

   من جدول التقدم

تعيين النسبة النهائية للتقدم:

   هي نسبة التقدم النهائي  

  على التقدم الأعظمي
    نرمز النسبة النهائية للتقدم

 

 

 

النتيجة

- ان النسبة النهائية للتقدم

  
    في حالة محلول تركيزه المولي
و حجمه

                                           

 

  • التفاعل غير تام ( محدود) : في المعادلة نستعمل
  • التفاعل تام : في المعادلة نستعمل

 

- تتعلق

بالحالة الإبتدائية .                                                                      

- عند تمديد المحلول أي اضافة الماء الحجم يزداد و التركيز ينقص و عليه  تتزايد

  ، تناسب عكسي بين التركيز و النسبة النهائية للتقدم

ب تأثير الحالة الإبتدائية للجملة
photo 5

النتيجة

كلما كان المحلول أكثر تمديدا ، كانت النسبة النهائية لتقدم تفاعل الحمض مع الماء أكبر .

ت كسر التفاعل في حالة التوازن
تعريف التوازن الكيميائي
  • عندما ينمذج تحول كيميائي بتفاعل يحدث في إتجاهين متعاكسين، الحالة النهائية للجملة تكون في توازن  كيميائي، وهذا التوازن ديناميكي ( سرعة التفاعل متساوية في الإتجاهين).
  • ليكن التفاعل الكيميائي التالي :             
  •  نسمي
         كسر التفاعل : 
     وهو مقدار يميز الجملة الكيميائية و هي في حالة ما، وهو يبيّن مدى تقدم التفاعل.  
  •  
       : كسر التفاعل الإبتدائي.
  •  : كسر التفاعل النهائي .

 

ملاحظة

في التحولات التي يكون فيها الماء هو المذيب لا يدرج  

في عبارة
، وبالمثل في حالة جسم صلب.

ث ثابت التوازن $$K$$

عند التوازن 

ملاحظة

اتجاه مباشر: 

اتجاه عكسي: 

 

نشاط 1 : ثابت التوازن
لتحول كيميائي غير تام
  1. حضرنا محاليل لحمض الإيثانويك  مختلفة التركيز
     ، قم بقياس ناقلية كل محلول و سجل النتائج في الجدول المعطى .
photo 6

أ- أوجد عبارة  

 بدلالة 
 و 
 
 .

 

ب- بعد إجراء الحسابات قم بملأ السطر الثالث من الجدول يعطى لك :

-

    

 

2- تعطى لك عبارة كسر التفاعل في أية لحظة 

 ب :

أ. أوجد عبارة كسر التفاعل عند التوازن بدلالة 

 و 
.

ب- أتمم ملأ السطر الأخير من الجدول ، ماذا تلاحظ ؟

 

نلاحظ أن قيمة كسر التفاعل في حالة التوازن لتحول معطى ثابتة لا تتعلق بالشروط الإبتدائية .

نشاط 2 : التفكك الشاردي للماء ( التفكك الذاتي للماء)

نعتبر حجما قدره 

من الماء النقي  عند قياس قيمة الـ 
نجد 
   

1- أحسب تركيز شوارد الأكسونيوم فيه . 

2-كيف تفسر جود شوارد الأكسونيوم في الماء ؟ أكتب معادلة التفاعل .

يتفاعل جزيئان من الماء ، بحيث يعطي أحدهما بروتونا للآخر وفق المعادلة :

3- أتمم جدول التقدم التالي :

image 7

أحسب النسبة النهائية للتقدم . ماذا تلاحظ ؟ ماذا تستنتج ؟

   

نلاحظ أن قيمة النسبة النهائية للتقدم ضعيفة جدا ، نستنتج أن التفكك الذاتي للماء تفاعل محدود جدا .

4 تحولات حمض ـ أساس
أ المحاليل المائية

ثابت التوازن الموافق للتفكك الشاردي للماء ( التفكك الذاتي للماء)  ذو المعادلة : 

            

يسمى الجداء الشاردي للماء  يرمز له 

و يعطى بالعلاقة  عند
:        

سلم ال

:

 

photo 8

ب ثوابت الحموضة $$K_a$$ ، $$pK_a$$ للثنائيات ( أساس / حمض)

 في التفاعل  انحلال الحمض في الماء  

نعرف ثابت الحموضة  

 بثابت التوازن :

 

 حيث:  

 

نشاط 3 : ثابت الحموضة

1- أكتب معادلة تفاعل حمض

مع الماء :

2- ثابت التوازن المرفق لمعادلة تفاعل الحمض مع الماء يدعى ثابت الحموضة  للثنائية Ka وهو معرف للثنائية   ، أكتب عبارته .

3- أتمم الجدول التالي :

photo 9

نشاط 4 : مقارنة قوتي حمضين

نقول عن حمض انه أقوى كلما حرر بروتون بسهولة أي كلما زاد تفككه في الماء .

الجدول التالي ، يعطي لك قياسات أجريت على محلولين لحمضين .

photo 10

1) أكتب معادلة تفاعل كل حمض مع الماء .

2)أنجز جدول تفاعل الحمض مع الماء ، أحسب قيمة النسبة النهائية لتقدم تفاعل كل حمض مع الماء

.

photo 11

3) رتب الحمضين حسب تزايد قوتيهما . إستخلص نتيجة عامة 

بما أن

 فإن حمض الميثانويك أقوى من حمض الإيثانويك .

النتيجة

نقول عن حمض أنه الأقوي إذا كانت قيمة

محلوله أصغر أو قيمة ثابت الحموضة
للثنائية التي ينتمي إليها أكبر   أو قيمة
للثنائية التي ينتمي إليها أصغر .

نشاط 5 : مقارنة قوتي أساسين

نقول عن أساس انه أقوى كلما إلتقط بروتون بسهولة أي كلما زاد تفككه في الماء.

الجدول التالي ، يعطي لك قياسات أجريت على محلولين لأساسين .

photo 12

1) أكتب معادلة تفاعل كل أساس مع الماء

-

2)أنجز جدول تفاعل أساس مع ماء ، أحسب قيمة النسبة النهائية لتقدم تفاعل كل أساس مع الماء

.

 

 

photo 13

 

3) رتب الأساسين حسب تزايد قوتيهما . إستخلص نتيجة عامة .
بما أن   فإن ميثيل أمين أقوى من الأمونياك (النشادر) .

النتيجة

نقول عن أساس أنه الأقوي إذا كانت قيمة

محلوله أكبر أو قيمة ثابت الحموضة
للثنائية التي ينتمي إليها أصغر  أو قيمة
للثنائية التي ينتمي إليها أكبر .

نشاط 6 : مناقشة العبارة بين
بدلالة ال
تعطى

انطلاقا من عبارة 

   بين  أن 

 

 

إذا كان

هو الغالب فإن :

                            

بأخذ لوغاريتم الطرفين نجد                            

و لأن :                                              

نجد :

إذا كان

هو الغالب فإن :

 

                           

إذا كان التركيزان متساويان :

                          

5 مخطط الصفة الغالبة :
photo 14

6 مخطط توزيع الصفة الغالبة
photo 15

7 العوامل المؤثرة على نسبة التقدم النهائي
أ تأثير ثابت التوازن :

لدينا المعادلة المنمذجة لتحول الحمض و الماء 

 

ثابت التوازن لهذا التفاعل : 

بين أن 

 

النسبة النهائية لتقدم التفاعل 

منه 

كذلك 

        

منه  

النتيجة :

كلما زادت قيمة

، كانت النسبة النهائية لتقدم تفاعل الحمض مع الماء أكبر.

II المعايرة حمض – أساس
1 الكواشف الملوّنة :

لكاشف اللوني عبارة عن ثنائية ( أساس / حمض ) حيث الصفة الحمضية و الصفة الأساسية ليس لها نفس اللون و نرمز للثنائية

  معادلة تفاعل الكاشف اللوني مع الماء

حيث مجال التغير اللوني يحدد بالمجال     

    
  

و ثابت الحموضة يعطى بالعلاقة :

photo 16

photo 17

2 المعايرة ال $$pH$$ متريّة لمحلول حمضي أو أساسي :
أ معادلة تفاعل المعايرة :

معادلة التفاعل هي:

                                 

               المعايرة هو دائما تفاعل  ........تام

ب المعايرة الـ $$pH$$مترية
a الهدف من المعايرة

 

  هو ايجاد تركيز مجهول لمحلول بواسطة تركيز معلوم لمحلول اخر 

b الاجهز والادوات الازمة

 

الماء المقطر . بيشر . مخلاط مغناطيسى . ماصة . سحاحة . جهاز الـ

متر. محلولين احدهما اساسى والاخر حمضى . قاعدة مع حامل للتثبيت

photo 18

.  

c خطوات العمل

أ ـ  نقوم بضبط جهاز الـ

متر بواسطة المحاليل الخاصة

ب ـ نقوم بغسل السحاحة وبيشر بالماء المقطر

جـ ـ نثبت السحاحة فى الحامل ونضع المخلاط على القاعدة

د ـ بواسطة الماصة ناخذ حجم معين من احد المحاليل(المعايَر) ونضعه فى بيشر الذى يوضع على المخلاط

هـ ـ نضع المحلول (المعايٍر) الاخر فى السحاحة ونضبط بداية القياس

و ـ نضع مسبار الجهاز فى بيشر

ى ـ نبدا فى التسحيح قطرة تلو الأخرى ولكل حجم مسحح نقيس الـ

وندون النتائج فى جدول بحيث نحصل على  

 

ت تعريف التكافؤ

هي نقطة تغير الوسط حيث توافق انتهاء المتفاعلين معا أي المزيج ستوكيومتري

         بحيث يكون 

ث تحديد نقطةالتكافؤ باحد الطرق التالية:

في حالة المعايرة حمض بأساس فان المحلول قبل التكافؤ له طبيعة المحلول المتواجد في البيشر و عليه

المحلول يكون أقل من
عندما يصل الى التكافؤ نلاحظ تغير مفاجئ للوسط نكشف عليه بتغير لون المحلول حيث يكون تغير ال
 كبيرا  أما بعد التكافؤ فان المحلول له طبيعة المحلول المتواجد في السحاحة و عليه
 المحلول يكون أكبر من
و لهذا بيان تغير ال 
 بدلالة حجم المحلول المسكوب  
كالتالي 

photo 19

a طريقة المماسات المتوازي

1.نرسم مماسا للبيان عند أحد الانعطافين   شكل

2.نرسم مستقيما يوازي المستقيم الأول عند المنعطف الثانيشكل 

3.نرسم مستقيما يوازي المستقيمين السابقين عند منتصفالخط العمودي الواصل بينهما   شكل 

4.تقاطع المستقيم مع البيان عي نقطة التكافؤ لها احداثيتين 

-الاسقاط على محور الفواصل يحدد 

 

- الاسقاط على محور التراتيب  يحدد 

  شكل 

photo 20

هام جدا

- اذا كان

  فان الحمض المستعمل للمعايرة قوي و الاساس المستعمل قوي

- اذا كان

  فان الحمض المستعمل للمعايرة قوي و الاساس المستعمل ضعيف

 وعليه يمكن  تحديد قيمة

  للاساس  التي توافق قيمة ال
 عند نصف حجم التكافؤ و تحدد  كالتالي

      1- نحدد

    و نحسب  

      2- نعين القيمة على محور الفواصل  .

      3- نسقط القيمة على البيان ثم نحدد ترتيبتها على محو التراتيب نجد

- اذا كان

فان الحمض المستعمل للمعايرة ضعيف و الاساس المستعمل قوي

وعليه يمكن  تحديد قيمة

  للحمض  التي توافق قيمة ال
 عند نصف حجم التكافؤ و تحدد بنفس الطريقة . 

b طريقة المشتق

1. قبل التكافؤ  يكون تغير ال

  بالنسبة لحجم  المحلول المسكوب  صغيرا  لأن الوسط له نفس الطبيعة ( حامضي) 

2.عند ال يكون تغير ال

 بالنسبة لحجم المحلول المسكوب  كبيرا   لأن الوسط تغير من وسط الى آخر ( من حامضي  ألى قاعدي  )

3.يكون تغير ال

 بالنسبة لحجم المحلول المسكوب  صغيرا  لأن الوسط له نفس الطبيعة ( قاعدي )

4.و عليه نقطة التكافؤ توافق  أكبر قيمة للتغي

  لتحديد نقطة التكافؤ نقوم باسقاط القيمة العظمى للمنحنى 
 على محور الفواصل.خلال المعايرة      شكل 

photo 21

photo 21-bis

c المعايرة اللونية

نستخدم كاشف ملون حيث يكون الكاشف مناسب عندما يشمل مجال تغيره اللونى

نقطة التكافؤونعرف انه حدث تكافؤ عندما  يتغير لون المحلول . 

photo 22

مثال :

الكاشف المناسب هو الفينوفتاليين  لأن 

ينتمي الى مجال تغيره اللوني 

photo 23

d المعاير بالناقلية

نستخدم جهاز الناقلية  ثم نرسم البيان الذى يمثل تغيرات الناقلية النوعية

بدلالة الحجم  المضا ف

ان الناقلية تتعلق بتركيز الشوارد المتواجدة في المحلول في المحلول و خاصة شوارد الهيدرونيوم 

وشوارد الهيدروكسيد
لأن لها ناقلية نوعية مولية أكبر 

1.قبل التكافؤ المحلول حامضي

 يتناقص  لأنه يتفاعل و عليه الناقلية تتناقص 

 

2.بعد التكافؤ المحلول قاعدي

 تتزايد لأنها لا تتفاعل  و عليه الناقلية تتزايد .  

3.عند التكافؤ المزيج ستوكيومتري انتهاء المتفاعلين معا و بما أن المحلول يحتوي على شوارد متفرجة فإن الناقلية تكون عند أصغر قيمة لكن لا تنعدم  و عليه نقطة التكافؤ توافق نقطة انعطاف البيان . عند الاسقط على محورالفواصل نحصل على 

  و بالاسقاط على محورالتراتيب نحصل على قيمة الناقلية عند التكافؤ . 

 .  

photo 24

photo 25

photo 26

مثال : معايرة محلول حمض الايثانويك بواسطة محلول الصود :

 

 نضع في البيشر

من المحلول الحمضي ثم نسكب تدريجيا المحلول الأساسي الذي تركيزه المولي 

نسجل قيمة

المزيج من اجل كل حجم
مسكوب ثم نرسم منحنى  المعايرة  

photo 27

    تطور الـ

بدلالة الحجم
لمحلول الصودا المسكوب .

 معادلة التفاعل هي :

مناقشة منحنى المعايرة :

  ــ في الجزء

يتزايد الـ
ببطء .

  ــ في الجزء

يتزايد الـ
بسرعة اكبر .

  ــ في الجزء

    
يتزايد قليلا ويبطئ ليؤول الى قيمة حدية ) المنحنى يؤول الى خط مقارب أفقي ( .

 وعند نقطة التكافؤ نجد :

أي

ومنه نجد : 

ومنه نجد :

التمرين الأول

الهيليانتين هو كاشف ملون. الشكل حمض

هو أحمر و الشكل أساس
هو أصفر.

1/ أكتب معادلة تفاعل الهيليانتين مع الماء. أعط عبارة ثابت الحموضة للثنائية

و

 أحسب قيمته عند

.

2/ إن محلولا يأخذ اللون الأحمر عند إضافة بعض قطرات من الهيليانتين إذا كان

، و يأخذ اللون الأصفر إذا كان
.

أ- عين مجال التغير اللوني للهليانتين.   

ب-  ما هو لون الهليانتين ؟

جـ- لماذا نضيف فقط بضع قطرات من الكاشف الملون في المحلول ؟

3/ نضيف بضع قطرات من الهيليانتين في محلول حمض كلو الماء تركيزه

.

ما هو لون الهيليانتين ؟

 

 

حل التمرين الأول

1/

 

2/ أ-

- إذا كان 

 

لدينا : 

 

إذن:

  و منه  
  و نجد : 

 

- إذا كان:

  أي 
           

 

 

نجد:

نستنتج مجال التغير اللوني للهيليانتين:

ب- نلاحظ اللون الحساس لكاشف عندما الشكلان حمض و أساس موجودان في المحلول.

ت- في هذه الحالة تركيب اللونين: أصفر + أحمر = برتقالي.

جـ- إن الكاشف له خصائص حمض-أساس، فعندما نضيف كمية كبيرة فإنّ

المحلول يتغير.

3/ نحسب الـ 

 

نلاحظ أنّ

:فإنّ الهيليانتين تأخذ اللون الأحمر.

 

 

التمرين الثاني

     الأسبرين هو حمض الساليسيليك رمزه

، تفاعله مع الماء محدود، و ثابت حموضته هو
.

نعاير محلولا من الأسبرين حجمه

و تركيزه
بمحلول مائي لهيدروكسيد الصوديوم تركيزه 
. إنّ منحنى هذه المعايرة الـ
مترية عند
ممثل في الشكل التالي

photo 28

ليكن

حجم المحلول المعاير و نمثل كذلك بواسطة الحاسوب و برنامج المشتق
.

 

1/ عين الأفراد المعايَرة و المعايرة.

2/ أكتب معادلة تفاعل المعايرة.

3/ حدّد منحنى المعايرة  و عين خصائصه.

4/ حدّد المنحنى

و اذكر لماذا نمثله ؟

5/ أعط إحداثيات نقطة التكافؤ و الطريقة المستعملة لإيجاد  .

6/ ما هو الكاشف الملون المناسب.

7/ أحسب التركيز المولي  .

8/ بين أنّ التحول المرافق لتفاعل المعايرة هو تام. أحسب معدل التقدم  النهائي من أجل

 

 

حل التمرين الثاني

1/ المتفاعل المعايَر هو الأسبرين، و المتفاعل المعاير هو شاردة الهيدروكسيد.

2/ المعادلة:بما أنّ التفاعل محدود، فإنّ

3/ المنحنى

هو المنحنى
، حيث أنه يتكون من ثلاث مناطق:

  • المنطقة
    :  يتغير قليلا.
  • المنطقة
    :  يتغير بسرعة و هي المنطقة الي تحتوي على نقطة التكافؤ.
  • المنطقة
    :  يستقر.

4/ المحنى

هو
و نمثله لتعيين حجم محلول الصود عند التكافؤ و الذي يمثل القيمة الأعظمية لهذا المنحنى.

5/ نجد

.

6/ نبحث عن

التكافؤ، فباستعمال طريقة المماسات المتوازية، نجد
.

الكاشف الملون المستعمل هو أزرق البروموتيمول لأن

ينتمي إلى مجال التغير اللوني له
.

7/ عند التكافؤ يتغير المتفاعل المحد و كميات المادّة للمتفاعلات تصبح منعدمة.

بالنسبة للأساس:

 

بالنسبة للحمض:

 

نستنتج:

 

8/ إن

أي أنّ المتفاعل المحد هو المتفاعل المعاير و هو
.

نلاحظ من المنحنى

أنّه من أجل
فإنّ
.

نحسب التقدم الأعظمي:

 

لدينا :

 

لكن:

 

و منه :

   و نجد :

 

و نعلم أنّ

نجد

أي التفاعل تام.

  • إختبارات
  • 20
  • الأجوبة الصحيحة
  • False
  • الأجوبة الخاطئة
  • False
  • مجموع النقاط
  • False

المراتب الخمس الأولى في Quiz

  • kenza azizi
  • 220 نقطة
  • Zedira Aymen
  • 177 نقطة
  • aimene LADMEK
  • 174 نقطة
  • AHMED BERGUI
  • 167 نقطة
  • Haddar Ayoub
  • 157 نقطة
  • walid lalaibia
  • 150 نقطة
  • mohamed abd el basset bendouma
  • 144 نقطة
  • عبد الحق بلخيري
  • 137 نقطة
  • MERIEM BOUHRAOUA
  • 132 نقطة
  • رانية حاجي
  • 126 نقطة

قم بالدخول للإطلاع على المزيد من المحتوى

لتتمكن من الوصول إلى جميع الدروس والتمارين والمسابقات والفيديوهات وتصفح الموقع براحة قم بالدخول أو بتسجيل حساب مجانا.



قم بالدخول للإطلاع على المزيد من المحتوى

لتتمكن من الوصول إلى جميع الدروس والتمارين والمسابقات والفيديوهات وتصفح الموقع براحة قم بالدخول أو بتسجيل حساب مجانا.