حل أسئلة وشرح: الدرس الأول: الحُموض والقواعد | الكيمياء الصف الثاني عشر
مفهوم أرهينيوسبرونستد-لوري والأزواجقوة الحموض والمواد الأمفوتيريةمفهوم لويسمراجعة الدرسأسئلة الاختيار من متعدد
أسئلة أتحقق: مفهوم أرهينيوس (ص 120)
1- أُصنِّفُ الموادَّ الآتية إلى حموض وقواعد وفق مفهوم أرهينيوس: \( \text{HClO}_4, \text{KOH}, \text{HNO}_3, \text{HCOOH}, \text{Ba(OH)}_2 \)
2- أكتب معادلة تبيّن التأثير القاعدي لمحلول هيدروكسيد الليثيوم \( \text{LiOH} \).
2- أكتب معادلة تبيّن التأثير القاعدي لمحلول هيدروكسيد الليثيوم \( \text{LiOH} \).
الإجابة النموذجية:
- 1. تصنيف المواد:
الحموض (تنتج أيون \( \text{H}^+ \)): \( \text{HClO}_4 \) ، \( \text{HNO}_3 \) ، \( \text{HCOOH} \).
القواعد (تنتج أيون \( \text{OH}^- \)): \( \text{KOH} \) ، \( \text{Ba(OH)}_2 \). - 2. معادلة هيدروكسيد الليثيوم:
\( \text{LiOH}_{(s)} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{Li}^+_{(aq)} + \text{OH}^-_{(aq)} \)
حيث تتأين المادة في الماء منتجة أيونات الهيدروكسيد، مما يفسر تأثيرها القاعدي.
أسئلة أتحقق: الأزواج المترافقة (ص 123)
أُحَدِّدُ الزوجين المترافقين في كلٍّ من التفاعلين الآتيين:
\( \text{H}_2\text{SO}_{3(aq)} + \text{CN}^-_{(aq)} \rightleftharpoons \text{HSO}_3^-_{(aq)} + \text{HCN}_{(aq)} \)
\( \text{CH}_3\text{NH}_{2(aq)} + \text{H}_2\text{O}_{(l)} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{NH}_3^+_{(aq)} + \text{OH}^-_{(aq)} \)
\( \text{H}_2\text{SO}_{3(aq)} + \text{CN}^-_{(aq)} \rightleftharpoons \text{HSO}_3^-_{(aq)} + \text{HCN}_{(aq)} \)
\( \text{CH}_3\text{NH}_{2(aq)} + \text{H}_2\text{O}_{(l)} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{NH}_3^+_{(aq)} + \text{OH}^-_{(aq)} \)
الإجابة النموذجية:
- التفاعل الأول:
الزوج الأول (حمض/قاعدة مرافقة): \( \text{H}_2\text{SO}_3 / \text{HSO}_3^- \)
الزوج الثاني (قاعدة/حمض مرافق): \( \text{CN}^- / \text{HCN} \) - التفاعل الثاني:
الزوج الأول (حمض/قاعدة مرافقة): \( \text{H}_2\text{O} / \text{OH}^- \)
الزوج الثاني (قاعدة/حمض مرافق): \( \text{CH}_3\text{NH}_2 / \text{CH}_3\text{NH}_3^+ \)
أسئلة أتحقق: قوة الحموض والقواعد (ص 125)
اعتماداً على جدول قوة الحموض والقواعد المرافقة؛ أجيب عن الأسئلة الآتية:
1- أُحَدِّدُ الحمض الأقوى بين: \( \text{HNO}_2, \text{HBr}, \text{H}_2\text{CO}_3 \)
2- أُحَدِّدُ أيّ الحموض الآتية تكون قاعدتُه المرافقة هي الأقوى: \( \text{HI}, \text{H}_2\text{S}, \text{HClO} \)
3- أُحَدِّدُ الجهة التي يُزاح نحوها الاتزان: \( \text{HNO}_{2(aq)} + \text{CN}^-_{(aq)} \rightleftharpoons \text{NO}_2^-_{(aq)} + \text{HCN}_{(aq)} \)
4- أكتب معادلتين أوضح فيهما سلوك الأيون \( \text{HCO}_3^- \) مع كل من \( \text{OH}^- \) و \( \text{HNO}_2 \).
1- أُحَدِّدُ الحمض الأقوى بين: \( \text{HNO}_2, \text{HBr}, \text{H}_2\text{CO}_3 \)
2- أُحَدِّدُ أيّ الحموض الآتية تكون قاعدتُه المرافقة هي الأقوى: \( \text{HI}, \text{H}_2\text{S}, \text{HClO} \)
3- أُحَدِّدُ الجهة التي يُزاح نحوها الاتزان: \( \text{HNO}_{2(aq)} + \text{CN}^-_{(aq)} \rightleftharpoons \text{NO}_2^-_{(aq)} + \text{HCN}_{(aq)} \)
4- أكتب معادلتين أوضح فيهما سلوك الأيون \( \text{HCO}_3^- \) مع كل من \( \text{OH}^- \) و \( \text{HNO}_2 \).
الإجابة النموذجية:
- 1. الحمض الأقوى: بالرجوع للجدول، الحمض الأقوى هو \( \text{HBr} \).
- 2. القاعدة المرافقة الأقوى: القاعدة المرافقة الأقوى تنتج من الحمض الأضعف. الحمض الأضعف في الخيارات هو \( \text{HClO} \)، لذلك قاعدته المرافقة \( \text{ClO}^- \) هي الأقوى.
- 3. جهة الاتزان: الاتزان ينزاح دائماً نحو تكوين المواد الأضعف. بما أن الحمض \( \text{HNO}_2 \) أقوى من الحمض \( \text{HCN} \)، فإن التفاعل الأمامي هو المرجح، وينزاح الاتزان نحو اليمين (جهة النواتج).
- 4. السلوك الأمفوتيري لأيون \( \text{HCO}_3^- \):
كحمض (يمنح بروتون للقاعدة \( \text{OH}^- \)):
\( \text{HCO}_3^- + \text{OH}^- \rightleftharpoons \text{CO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O} \)
كقاعدة (يستقبل بروتون من الحمض \( \text{HNO}_2 \)):
\( \text{HCO}_3^- + \text{HNO}_2 \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 + \text{NO}_2^- \)
أسئلة أتحقق: مفهوم لويس (ص 127)
أُحَدِّدُ الحمض والقاعدة حسب مفهوم لويس في التفاعلات الآتية:
1. \( \text{Ag}^+_{(aq)} + 2\text{NH}_{3(aq)} \rightleftharpoons \text{Ag(NH}_3)_2^+_{(aq)} \)
2. \( \text{B(OH)}_{3(aq)} + \text{OH}^-_{(aq)} \rightleftharpoons \text{B(OH)}_4^-_{(aq)} \)
3. \( \text{Ni}^{2+}_{(aq)} + 6\text{H}_2\text{O}_{(l)} \rightleftharpoons \text{Ni(H}_2\text{O)}_6^{2+}_{(aq)} \)
1. \( \text{Ag}^+_{(aq)} + 2\text{NH}_{3(aq)} \rightleftharpoons \text{Ag(NH}_3)_2^+_{(aq)} \)
2. \( \text{B(OH)}_{3(aq)} + \text{OH}^-_{(aq)} \rightleftharpoons \text{B(OH)}_4^-_{(aq)} \)
3. \( \text{Ni}^{2+}_{(aq)} + 6\text{H}_2\text{O}_{(l)} \rightleftharpoons \text{Ni(H}_2\text{O)}_6^{2+}_{(aq)} \)
الإجابة النموذجية:
- التفاعل الأول: حمض لويس (المستقبل للإلكترونات): \( \text{Ag}^+ \). قاعدة لويس (المانح للإلكترونات): \( \text{NH}_3 \).
- التفاعل الثاني: حمض لويس: \( \text{B(OH)}_3 \). قاعدة لويس: \( \text{OH}^- \).
- التفاعل الثالث: حمض لويس: \( \text{Ni}^{2+} \). قاعدة لويس: \( \text{H}_2\text{O} \).
مراجعة الدرس (ص 129)
إجابات أسئلة مراجعة الدرس الشاملة.
الإجابة النموذجية:
- 1. الجدول (الأساس الذي يقوم عليه المفهوم):
- أرهينيوس: إنتاج أيون \( \text{H}^+ \) للحمض أو \( \text{OH}^- \) للقاعدة عند الإذابة في الماء.
- برونستد-لوري: انتقال البروتون (\( \text{H}^+ \)) من الحمض (مانح) إلى القاعدة (مستقبل).
- لويس: انتقال زوج من الإلكترونات أو أكثر من القاعدة (مانحة) إلى الحمض (مستقبل). - 2. توضيح المفاهيم:
- حمض أرهينيوس: مادة تتأين في الماء وتنتج أيون الهيدروجين \( \text{H}^+ \).
- حمض برونستد-لوري: مادة يمكنها منح بروتون \( \text{H}^+ \) في أثناء التفاعل.
- قاعدة لويس: مادة يمكنها منح زوج أو أكثر من الإلكترونات غير الرابطة في أثناء التفاعل.
- مادة أمفوتيرية: مادة تسلك كحمض في تفاعل وكقاعدة في تفاعل آخر (تستقبل أو تمنح بروتون). - 3. التفسير (أُفَسِّر):
- السلوك الحمضي لـ \( \text{HClO} \): لأنه يتأين في الماء لينتج أيون الهيدروجين: \( \text{HClO} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{H}^+ + \text{ClO}^- \).
- السلوك القاعدي لـ \( \text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2 \): لأنه يستقبل بروتون من الماء أثناء التفاعل: \( \text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_3^+ + \text{OH}^- \).
- قوة \( \text{HBr} \) وضعف \( \text{HNO}_2 \): \( \text{HBr} \) يتأين كلياً في الماء، بينما \( \text{HNO}_2 \) يتأين جزئياً. - 4. تصنيف المحاليل:
- حموض قوية: \( \text{HI} \)
- حموض ضعيفة: \( \text{HF}, \text{H}_2\text{SO}_3 \)
- قواعد قوية: \( \text{KOH} \)
- قواعد ضعيفة: \( \text{NH}_3, \text{N}_2\text{H}_4 \) - 5. تحديد الأزواج المترافقة:
- التفاعل الأول: \( \text{HClO}/\text{OCl}^- \) (حمض/قاعدة مرافقة) و \( \text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2/\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_3^+ \) (قاعدة/حمض مرافق).
- التفاعل الثاني: \( \text{H}_2\text{CO}_3/\text{HCO}_3^- \) (حمض/قاعدة مرافقة) و \( \text{H}_2\text{O}/\text{H}_3\text{O}^+ \) (قاعدة/حمض مرافق). - 6. تحديد الحمض والقاعدة لويس: الحمض هو \( \text{Fe}^{3+} \)، والقاعدة هي \( \text{H}_2\text{O} \).
- 7. السلوك الأمفوتيري لـ \( \text{H}_2\text{PO}_4^- \):
كقاعدة مع \( \text{HNO}_3 \):
\( \text{H}_2\text{PO}_4^- + \text{HNO}_3 \rightleftharpoons \text{H}_3\text{PO}_4 + \text{NO}_3^- \)
كحمض مع \( \text{CN}^- \):
\( \text{H}_2\text{PO}_4^- + \text{CN}^- \rightleftharpoons \text{HPO}_4^{2-} + \text{HCN} \)
أسئلة الاختيار من متعدد (ص 130)
إجابات أسئلة الاختيار من متعدد في نهاية الدرس.
الإجابة النموذجية:
- 1. تعد الأمونيا قاعدة برونستد لأنها: (أ) تستقبل بروتون.
- 2. الأيون الذي يمثل القاعدة المرافقة الأقوى: (جـ) \( \text{CN}^- \) (لأن حمضها \( \text{HCN} \) هو الأضعف بين الخيارات).
- 3. زوج مترافق من تفاعل \( \text{N}_2\text{H}_4 \) مع \( \text{NH}_4^+ \): (جـ) \( \text{N}_2\text{H}_4 / \text{N}_2\text{H}_5^+ \).
- 4. يسلك الأيون \( \text{HS}^- \) سلوكاً حمضياً مع: (جـ) \( \text{OH}^- \) (يجب أن يتفاعل مع قاعدة لكي يسلك كحمض).
- 5. لم يستطع أرهينيوس تفسير السلوك الحمضي لـ: (د) \( \text{NH}_4\text{Cl} \) (لأنه ملح وليس حمض صريح).
- 6. الصيغة الكيميائية لـ A في التفاعل: (ب) \( \text{H}_2\text{PO}_4^- \) (لأنه فقد بروتون ليتحول إلى \( \text{HPO}_4^{2-} \)).
