التحوالت غير الكلية لمجموعة كيميائية تمارين 1 التمرين ( S=1,0cm2

‫التحوالت غير الكلية لمجموعة كيميائية‬
‫تمارين‬
‫التمرين ‪1‬‬
‫بواسطة خلية قياس المواصلة ) ‪ ، ( S=1,0cm2 ; L =1,0cm‬نقيس مواصلة محلول مائي لحمض‬
‫‪ C  5,0.103 mol /‬فنجد ‪. G  3,30 104 S :‬‬
‫الميثانويك ‪ HCOOH‬تركيزه‬
‫‪ 1‬ــ أكتب معادلة التفاعل الحاصل بين حمض الميثانويك والماء ‪.‬‬
‫‪ 2‬ــ حدد تركيز األنواع الكيميائية األيونية المتدخلة في هذا التفاعل ‪.‬‬
‫‪ 3‬ــ أحسب نسبة التقدم النهائي لهذا التفاعل ‪.‬‬
‫‪ 4‬ــ أحسب ثابتة التوازن ‪ K‬المقرونة بمعادلة هذا التفاعل ‪.‬‬
‫نعطي ‪:‬‬
‫‪,  HCOO  5, 50mS.m2 .mol 1‬‬
‫‪ H O  35, 0mS.m2 .mol 1‬‬
‫‪‬‬
‫‪3‬‬
‫التمرين ‪2‬‬
‫نعطي المزدوجات قاعدة ‪ /‬حمض التالية ‪:‬‬
‫)‪NH4 (aq) / NH3 (aq‬‬
‫)‪CH3COOH(aq) / CH3COO (aq‬‬
‫و‬
‫‪ 1‬ــ أكتب المعادلة الكيميائية المقرونة بتفاعل أيونات األمونيوم‬
‫‪ 2‬ــ ثابتة التوازن ‪ K‬لهذا التحول عند درجة حرارة‬
‫أكتب تعبير ثابتة التوازن ‪ K‬المقرونة بهذا التحول ‪.‬‬
‫‪ 3‬ــ أكتب المعادلة الكيميائية المقرونة بتفاعل األمونياك‬
‫‪25C‬‬
‫‪ 4‬ــ أكتب تعبير ثابتة التوازن‬
‫‪ 5‬ــ أوجد عالقة بين‬
‫‪K‬‬
‫و‬
‫'‪K‬‬
‫'‪K‬‬
‫)‪NH4 (aq‬‬
‫هي ‪:‬‬
‫)‪NH3 (aq‬‬
‫وأيونات اإليثانوات‬
‫)‪CH3COO (aq‬‬
‫‪. K  3,98 105‬‬
‫و حمض اإليثانويك‬
‫)‪CH3COOH(aq‬‬
‫المقرونة بهذا التحول ‪.‬‬
‫واستنتج قيمة‬
‫'‪K‬‬
‫‪.‬‬
‫التمرين ‪3‬‬
‫نتوفر على محلول مائي لمثيل أمين ))‪ (CH3 NH2 (aq‬تركيزه من المذاب‬
‫تركيز أيونات الهيدروكسيد‬
‫‪HO‬‬
‫‪. C  1,0 102 mol /‬‬
‫الناتجة عند التوازن تساوي ‪ 2,0 103 mol /‬عند درجة الحرارة‬
‫‪25C‬‬
‫‪.‬‬
‫‪ 1‬ــ أكتب المزدوجة حمض ــ قاعدة التي ينتمي إليها المثيل أمين ‪.‬‬
‫‪ 2‬ــ أكتب المعادلة الكيميائية المقرونة بتفاعل المثيل أمين و الماء ‪.‬‬
‫‪ 3‬ــ باستعمال الجدول الوصفي لتقدم التفاعل ‪ ،‬أوجد تراكيز األنواع الكيميائية المتواجدة بالمحلول المائي‬
‫واستنتج طبيعة هذا التفاعل كلي أم محدود ؟ علل جوابك ‪.‬‬
‫‪ 4‬ــ أوجد تعبير خارج التفاعل في الحالة البدئية ‪ .‬احسب قيمته ‪.‬‬
‫‪ 5‬ــ أحسب خارج التفاعل في الخالة النهائية واستنتج قيمة ثابتة التوازن‬
‫‪Page 1‬‬
‫‪K‬‬
‫للتفاعل ‪.‬‬
‫‪http://elotor.e-monsite.com‬‬
‫األستاذ ‪ :‬عزيز العطور‬
‫التمرين ‪4‬‬
‫نحصل على محلول مائي لحمض البنزويك من خالل التفاعل بين حمض البنزويك )‪ C6H5COOH(aq‬و الماء ‪.‬‬
‫نحضر عن طريق التخفيف ‪ ،‬وانطالقا من محلول مائي ‪ S0‬لحمض البنزويك ‪،‬‬
‫تركيزه المولي ‪ ، C=1,0.10-2mol/ l‬محاليل مختلفة التراكيز ‪ .‬نقيس بواسطة جهاز قياس المواصلة ‪،‬‬
‫الموصلية ‪ ‬لكل محلول من المحاليل المحضرة سابقا ‪ ،‬فنحصل على النتائج التالية ‪:‬‬
‫‪5,0.10-4‬‬
‫‪6,7.10-4‬‬
‫‪1,0.10-3‬‬
‫‪2,0.10-3‬‬
‫‪2,5.10-3‬‬
‫‪5,0.10-3‬‬
‫‪1,0.10-2‬‬
‫)‪C(mol/l‬‬
‫‪52,1‬‬
‫‪61,7‬‬
‫‪81,3‬‬
‫‪115,0‬‬
‫‪132,0‬‬
‫‪189,0‬‬
‫‪273,4‬‬
‫)‪(mS .cm-1‬‬
‫‪ 1‬ــ أكتب المعادلة الكيميائية لتفاعل حمض البنزويك مع الماء ‪.‬‬
‫‪ 2‬ــ نعتبر محلوال مائيا حجمه ‪ V‬مأخوذا من المحلول المائي ‪ S0‬ذي التركيز ‪. C‬‬
‫‪ 2‬ــ ‪ 1‬أنشئ الجدول الوصفي لتطور المجموعة الكيميائية ‪ .‬نرمز للتقدم عند التوازن ب ‪. xeq‬‬
‫‪ 2‬ــ ‪ 2‬أوجد تعبير خارج التفاعل ‪ Qr,eq‬عند التوازن بداللة التركيز ‪ C‬و ‪ xeq‬والحجم ‪. V‬‬
‫‪ 2‬ــ ‪ 3‬عرف بنسبة التقدم النهائي‬
‫‪‬‬
‫للتفاعل ‪.‬‬
‫‪ 2‬ــ ‪ 4‬بين أن التقدم النهائي ‪ xeq‬هو ‪x eq  .C.V :‬‬
‫‪2 C‬‬
‫‪1 ‬‬
‫‪ 2‬ــ ‪ 5‬بين أن ثابتة التوازن ‪ K‬المقرونة بهذا التحول هي ‪:‬‬
‫‪ 3‬ــ أكتب العالقة بين الموصلية‬
‫‪‬‬
‫للمحلول ذي الحجم ‪ V‬و الموصلية المولية األيونية لأليونات المتواجدة‬
‫في المحلول ( ‪ H3O+‬و ‪) C6H5COO-‬‬
‫‪ 4‬ــ استنتج العالقة بين الموصلية‬
‫حيث‬
‫‪ C H COO‬‬
‫‪‬‬
‫‪5‬‬
‫‪6‬‬
‫‪K‬‬
‫‪‬‬
‫للمحلول ونسبة التقدم النهائي‬
‫‪‬‬
‫و التركيز ‪ C‬للمحلول والثابتة ‪a‬‬
‫‪a   H O‬‬
‫‪3‬‬
‫‪ 5‬ــ باستعمال تعبير ثابتة التوازن ‪ K‬و تعبير نسبة التقدم النهائي المحصل عليهما في السؤالين السابقين بين أن ‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫‪‬‬
‫‪ K.a.  K.a 2‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫‪ 6‬ــ بواسطة المجدول ‪ excel‬نمثل المنحنى‬
‫‪2‬‬
‫‪‬‬
‫‪f ‬‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫اعتمادا على النتائج التجريبية أعاله فنحصل على المنحنى‬
‫الممثل في الشكل أسفله ‪ .‬أوجد القيمة العددية لثابتة التوازن ‪. K‬‬
‫‪C2 ) x 10 - 4‬‬
‫‪800 S2/c2‬‬
‫‪  ‬‬
‫‪600‬‬
‫‪400‬‬
‫‪200‬‬
‫‪-4‬‬
‫‪C ) x 10s/c‬‬
‫‪10 20 30 40 50 60 70 80‬‬
‫‪70-60 -50-40-30 -20-10‬‬
‫‪-200‬‬
‫‪Page 2‬‬
‫‪http://elotor.e-monsite.com‬‬
‫األستاذ ‪ :‬عزيز العطور‬
‫‪-400‬‬
‫التمرين ‪5‬‬
‫نذيب ‪ 2, 0.103 mol‬من بلورات كلورور األلومينيوم )‪ NH4C (s‬في ‪ 200m‬من الماء المقطر‬
‫‪ 1‬ــ أكتب معادلة ذوبان كلورور األمونيوم في الماء المقطر ‪.‬‬
‫‪ 2‬ــ أعط صيغة القاعدة المرافقة للحمض أيون األمونيوم )‪ . NH4 (aq‬ما اسمها ؟‬
‫‪ 3‬ــ أكنب المعادلة الكيميائية لتفاعل أيون األمونيوم والماء ‪.‬‬
‫‪ 4‬ــ أنشئ الجدول الوصفي لهذا التفاعل ‪.‬‬
‫‪ 5‬ــ لتكن ‪ K‬ثابتة التوازن المقرونة بالتفاعل الحاصل بين أيونات األمونيوم والماء ‪ .‬أكتب تعبير ‪ K‬بداللة الحجم ‪V‬‬
‫والتقدم النهائي ‪ x f‬وكمية المادة البدئية أليونات األمونيوم ‪.‬‬
‫‪ 6‬ــ قيمة ثابتة التوازن ‪K  5,6.1010‬‬
‫أحسب ‪ pH‬هذا المحلول ‪.‬‬
‫التمرين ‪6‬‬
‫تحمل الصقة قنينة ‪ ،‬تحتوي على الخل التجاري اإلشارة التالية ‪ 6,5 :‬أي أن ‪ 100g‬من الخل التجاري تحتوي على‬
‫‪ 6,5g‬من حمض اإليثانويك‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫نعطي ‪ :‬الكتلة الحجمية للخل التجاري ‪  1,02.10 g / :‬‬
‫الكتلة المولية لحمض اإليثانويك ‪M(CH 3COOH)  60g / mol :‬‬
‫نأخذ حجما ‪ V0‬من الخل التجاري الموجود في القنينة ‪ ،‬ونخففه ‪ 50‬مرة فنحصل على محلوال ) ‪ (S1‬حجمه‬
‫‪V1  200m‬‬
‫‪ 1‬ــ أحسب التركيز المولي ‪ C0‬لحمض اإليثانويك الموجود في القنينة ‪.‬‬
‫‪ 2‬ــ أذكر الطريقة العملية مع تحديد المعدات الالزمة ‪ ،‬لتحضير المحلول ‪ . S1‬أحسب التركيز المولي‬
‫‪C1‬‬
‫لحمض‬
‫اإليثانويك الموجود في المحلول المخفف ‪.‬‬
‫‪ 3‬ــ تفاعل حمض اإليثانويك مع الماء تفاعل محدود ‪ ،‬يؤذي إلى توازن كيميائي‬
‫‪ 3‬ــ ‪ 1‬أكتب المعادلة الكيميائية لتفاعل حمض اإليثانويك مع الماء ‪.‬‬
‫‪C12‬‬
‫‪ 3‬ــ ‪ 2‬اعتمادا على الجدول الوصفي للتقدم ‪ ،‬بين أن ثابتة التوازن تكتب على الشكل التالي ‪:‬‬
‫‪1 ‬‬
‫‪ 3‬ــ ‪ 3‬احسب نسبة التقدم النهائي‬
‫‪Page 3‬‬
‫‪‬‬
‫‪K‬‬
‫علما أن ثابتة التوازن ‪. K  1,9.105‬‬
‫‪http://elotor.e-monsite.com‬‬
‫األستاذ ‪ :‬عزيز العطور‬
‫التمرين ‪7‬‬
‫يتفاعل حمض اإليثانويك ‪ CH3CO2H‬جزئيا مع أيونات نتريث ‪ (nitrite ) NO2 -‬القاعدة المرافقة لحمض‬
‫نترو ‪.(acide nitreux ) HNO2‬‬
‫نمزج حجما ‪ V=20,0mL‬من حمض اإليثانويك ذي تركيز ‪ C=1,0.10-2mol/L‬مع الحجم ‪ V‬نفسه من محلول‬
‫نتريث الصوديوم ))‪ (Na+(aq) + NO-2 (aq‬ذي التركيز ‪ C‬نفسه‪.‬‬
‫‪ -1‬ما المزدوجتان قاعدة‪/‬حمض المتدخلتان في التحول؟‬
‫‪ -2‬اكتب معادلة التفاعل بين حمض اإليثانويك وأيونات نتريث‪.‬‬
‫‪ -3‬حدد كميات المادة البدئية لجميع المتفاعالت‪.‬‬
‫‪ -4‬أنشئ الجدول الوصفي للتفاعل‪.‬‬
‫‪ -5‬أكتب التعبير الحرفي لثابتة التوازن ‪ K‬الموافقة لمعادلة التفاعل بداللة التراكيز النهائية أليونات إيثانوات و أيونات‬
‫نتريث‪.‬‬
‫‪ -6‬استنتج التراكيز النهائية أليونات إيثانوات وأيونات نتريث‪.‬‬
‫‪ -7‬أثبت التعبير ‪:‬‬
‫‪K‬‬
‫‪K 1‬‬
‫المعطيات ‪ :‬عند ‪ 25°C‬ثابتة التوازن ‪.K=4,0.10-2 :‬‬
‫‪ ،  ‬أحسب ‪.τ‬‬
‫التمرين ‪8‬‬
‫للحصول على حجم‬
‫‪V  100mL‬‬
‫من محلول مائي لبنزوات الصوديوم‬
‫بلورات بنزوات الصوديوم في الماء المقطر ‪.‬‬
‫عند درجة الحرارة ‪25C‬‬
‫الجداء األيوني للماء عند درجة الحرارة ‪ 25C‬هو‬
‫) )‪(C6 H5COO (aq)  Na (aq‬‬
‫نذيب‬
‫‪m  72g‬‬
‫من‬
‫‪K e  1,0  1014‬‬
‫‪pK A (C6 H5COOH / C6 H5COO )  4, 2‬‬
‫والكتلة المولية لبنزوات الصودبوم هي‬
‫‪M  144g / mol‬‬
‫‪ 1‬ــ ‪ 1‬أكتب معادلة ذوبان بنزوات الصوديوم في الماء واستنتج تركيز المحلول المائي لبنزوات الصوديوم ‪.‬‬
‫‪ 1‬ــ ‪ 2‬أكتب معادلة التفاعل الكيميائي (‪ )1‬أليونات البنزوات والماء ‪.‬‬
‫‪ 1‬ــ ‪ 3‬أكتب تعبير ثابتة التوازن‬
‫‪K1‬‬
‫المقرونة بالمعادلة الكيميائية أليونات البنزوات والماء واحسب قيمتها‪.‬‬
‫‪ 2‬ــ نضيف إلى المحلول السابق حجما‬
‫فنحصل على محلول ‪. S‬‬
‫‪ 2‬ــ ‪ 1‬اجرد األنواع الكيميائية المتواجدة في المحلول‬
‫'‪V‬‬
‫من محلول مائي لحمض الكلوريدريك تركيزه المولي‬
‫‪S‬‬
‫‪C'  0,10mol / L‬‬
‫‪،‬‬
‫‪.‬‬
‫‪ 2‬ــ ‪ 2‬أكتب المعادلة الكيميائية للتفاعل (‪ )2‬الناتج بعد هذه اإلضافة معلال جوابك ‪ .‬أكتب تعبير ثابتة التوازن الموافقة لهذا‬
‫التفاعل واحسب قيمتها ‪.‬‬
‫‪Page 4‬‬
‫‪http://elotor.e-monsite.com‬‬
‫األستاذ ‪ :‬عزيز العطور‬
‫التمرين ‪9‬‬
‫يستورد المغرب األمونياك ‪ NH3‬بكميات كبيرة‪ .‬من بين االستعماالت الصناعية المهمة لألمونياك التي يشرف عليها‬
‫المكتب الشريف للفوسفاط‪ ،‬هي تحضير األسمدة األزوتية في عدة وحدات من بينها‪ ،‬معامل فوسفور المغرب بالجرف‬
‫األصفر‪.‬‬
‫األمونياك عبارة عن غاز في الشروط العادية لدرجة الحرارة والضغط‪ .‬وهو بالمناسبة غاز سام‪.‬‬
‫‪ -I‬المحلول المائي لألمونياك ‪:‬‬
‫نقوم بإذابة حجما ‪ V‬من غاز األمونياك في الماء المقطر‪ ،‬فنحصل على محلول مائي لألمونياك‪ ،‬تركيزه‬
‫‪ .C1=1,0.10-2mol/L‬بواسطة جهاز لقياس الموصلية‪ ،‬نقيس عند درجة الحرارة ‪ 25°C‬موصلية المحلول‬
‫المائي )‪ (S1‬لألمونياك فنجد ‪.σéq=100,4μS/cm‬‬
‫‪ -1‬عرف القاعدة حسب برونشتد‪ ،‬ثم أكتب معادلة تفاعل األمونياك ‪ NH3‬مع الماء‪.‬‬
‫‪ -2‬أنشئ جدول تطور التفاعل‪.‬‬
‫‪ -3‬أحسب [‪،]HO-‬تركيز أيونات الهيدرونيوم في المحلول ‪ ،S1‬ثم استنتج قيمة ‪ pH‬هذا المحلول‪.‬‬
‫‪-4‬احسب ‪ τ1‬نسبة التقدم النهائي‪،‬ماذا تستنتج ؟‬
‫‪ -5‬بين أن ثابتة التوازن بالنسبة لتفاعل األمونياك ‪ NH3‬مع الماء تكتب على الشكل ‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ éq‬‬
‫)‬
‫‪ éq‬‬
‫‪ HO   NH‬‬
‫‪K1 ‬‬
‫‪( HO   NH  )².(C1 ‬‬
‫‪4‬‬
‫‪4‬‬
‫أحسب قيمة ‪.K1‬‬
‫‪1‬‬
‫نعطي ‪,  NH4  7, 34mS.m².mol‬‬
‫الجداء األيوني للماء‬
‫‪ HO  19,90mS.m².mol 1‬‬
‫‪K e   H 3O  .  HO   1014‬‬
‫‪-II‬المحلول المائي لحمض اإليثانويك ‪:‬‬
‫يعطي قياس ‪ pH‬محلول مائي (‪ )S2‬لحمض اإليثانويك ‪ CH3COOH‬تركيزه المولي ‪C2=1.0.10-1mol/L‬‬
‫القيمة ‪.pH=2,9 :‬‬
‫‪ -1‬احسب ‪ τ2‬نسبة التقدم النهائي لتفاعل حمض اإليثانويك مع الماء‪.‬‬
‫‪ -2‬احسب ‪ K2‬ثابتة التوازن المقرونة بمعادلة تفاعل حمض اإليثانويك مع الماء‪.‬‬
‫‪ -III‬حمض اإليثانويك ومحلول األمونياك ‪:‬‬
‫نمزج حجما ‪ V1=25mL‬من المحلول )‪ (S1‬مع الحجم ‪ V2=25mL‬من )‪.(S2‬‬
‫‪ -1‬أكتب معادلة التفاعل‪.‬‬
‫‪ -2‬أوجد تعبير ثابتة التوازن ‪ K‬المقرونة بمعادلة هذا التفاعل بداللة ‪ K1‬و ‪ K2‬و ‪ Ke‬الجداء األيوني للماء‪.‬‬
‫احسب قيمة ‪ .K‬ماذا تستنتج ؟‬
‫‪Page 5‬‬
‫‪http://elotor.e-monsite.com‬‬
‫األستاذ ‪ :‬عزيز العطور‬
‫التمرين ‪11‬‬
‫دراسة محلول حمض البنزويك ( عن بكالوريا علوم رياضية ‪ 2118‬الدورة العادية )‬
‫يستعمل حمض البنزويك ‪ C6 H5COOH‬كمادة حافظة في صناعة المواد الغذائية ‪ ،‬وهو جسم صلب أبيض اللون ‪.‬‬
‫يهدف هذا الجزء إلى دراسة تفاعل حمض البنزويك مع الماء ومع محلول هيدروكسيد الصوديوم ‪.‬‬
‫نحضر محلوال مائيا لحمض البنزويك بإذابة كتلة ‪ m‬من حمض البنزويك في الماء المقطر للحصول على حجم‬
‫‪ V  100m‬تركيزه ‪. CA  0,1mol /‬‬
‫معطيات ‪ :‬الكتلة المولية لحمض البنزويك ‪M  122g / mol :‬‬
‫الجداء األيوني للماء عند درجة الحرارة ‪K e  1014 : 25C‬‬
‫‪ 1‬ــ تفاعل الحمض البنزويك مع الماء‬
‫نقيس ‪ pH‬محلول حمض البنزويك عند‬
‫‪ 1‬ــ ‪ 1‬أحسب الكتلة‬
‫‪25C‬‬
‫فنجد ‪:‬‬
‫‪pH1  2,6‬‬
‫‪m‬‬
‫‪ 1‬ــ ‪ 2‬أكتب معادلة التفاعل حمض البنزويك مع الماء‬
‫‪ 1‬ــ ‪ 3‬أنشئ الجدول الوصفي لتطور المجموعة ‪ ،‬وأحسب نسبة التقدم النهائي‬
‫‪ 1‬ــ ‪ 4‬أعط تعبير خارج التفاعل‬
‫‪Qr,éq‬‬
‫عند التوازن بداللة‬
‫‪pH1‬‬
‫و‬
‫‪CA‬‬
‫‪‬‬
‫للتفاعل ‪ .‬استنتج‬
‫‪ .‬واستنتج قيمة الثابتة الحمضية‬
‫‪pK A‬‬
‫للمزدوجة‬
‫‪C6 H5COOH / C6 H5COO‬‬
‫‪ 2‬ــ تفاعل حمض البنزويك مع محلول هيدروكسيد الصوديوم‬
‫نصب في كأس حجما ‪ VA  20m‬من محلول حمض البنزويك ذي التركيز ‪ CA  0,1mol /‬ونضيف إليه تدريجيا بواسطة‬
‫سحاحة مدرجة محلول هيدروكسيد الصوديوم تركيزه ‪: CB  5.102 mol /‬‬
‫عند إضافة الحجم ‪ VB  10m‬من محلول هيدروكسيد الصوديوم يكون ‪ pH‬المحلول الموجود في الكأس ‪ ،‬عند درجة‬
‫الحرارة ‪ ، 25C‬هو ‪. pH2  3,7‬‬
‫‪ 2‬ــ ‪ 1‬أكتب معادلة التفاعل الذي يحدث عند مزج المحلولين‬
‫‪ 2‬ــ ‪ 2‬أحسب كمية المادة‬
‫‪n(HO )V‬‬
‫التي تمت إضافتها وكمية المادة‬
‫‪ 2‬ــ ‪ 3‬أوجد تعبير نسبة التقدم النهائي‬
‫‪Page 6‬‬
‫‪‬‬
‫لهذا التفاعل بداللة‬
‫‪n(HO )R‬‬
‫‪n(HO )R‬‬
‫و‬
‫المتبقية في المحلول عند نهاية التفاعل ‪.‬‬
‫‪n(HO )V‬‬
‫‪http://elotor.e-monsite.com‬‬
‫‪ .‬استنتج ‪.‬‬
‫األستاذ ‪ :‬عزيز العطور‬