جزاكم الله خيرا
[علوم طبيعية] مذكرة لجميع دروس العلوم ثانية ثانوي
شكرا
بارك الله فيكم
WTF
شكرا على المجهود
العــــــلوم الهندســــــــية
حصـــ ~ طرق التعبير عن تركيز المحاليل ~ ــريا تعلم أن حلاوة محلول سكري تعتمد على كتلة السكر المذابة، وكذلك تختلف ملوحة مياه البحر الميت عن ملوحة البحار الأخرى بسبب تفاوت نسبة كتل الأملاح الذائبة في حجوم متساوية منها. وتعتمد صفات المحلول على الكتل النسبية من المذاب والمذيب التي تكون ذلك المحلول، ويستخدم الكيميائيون مصطلح التركيز للإشارة إلى هذه الكتل النسبية. وقد طوروا طرقاً عدة للتعبير عن تركيز المحاليل أهمها الآتي:
الشكل (3-8): النسبة المئوية الكتلية للتعبير عن1- النسبة المئوية للمذاب بالكتلة
تركيز المحلول.
انظر الشكل (3- 8)، ماذا تعني النسبة المئوية المكتوبة على الزجاجة؟
تشير النسبة المئوية (10%) إلى تركيز محلول هيدروكسيد الصوديوم؛ إذ يحتوي كل 100غ من هذا المحلول على 10ع من هيدروكسيد الصوديوم والباقي (90)غ ماء. ويمكن تحضير محلول بالتركيز نفسه إذا أذبنا 2 غ من هيدروكسيد الصوديوم في 18غ ماء. فالعلاقة الرياضية لحساب النسبة المئوية الكتلية للمذاب في محلول هي:
وفيما يأتي الأمثلة التوضيحية:
مثال (1): احسب النسبة المئوية بالكتلة لهيدروكسيد الصوديوم في محلول تم تحضيره بإذابة 8غ من NaOH في 50غ ماء.
الحل:
كتلة المذاب (NaOH) =ا80غ.
كتلة المذيب (H2O) =ا 50غ.
مثال(2): ما كتلة كلوريد لابوتاسيوم (KCl) اللازمة لتحضير 250 غ من محلول تركيزه 5% بالكتلة،؟
الحل:
كتلة المحلول = 250غ
كتلة المذاب = 250غ × 5%= 12.5 غ KCl
إذا كتلة الماء = 250 غ – 12.5غ = 237.5 غ
أي أنك نحتاج إلى 12.5غ KCl لتذاب في 237.5 غ من الماء للحصول على 5% من محلول KCl.
مثال (3) : كم غراماً من حمض الكبريتيك (H2SO4) يحويها (1) لتر من محلول حمض مائي إذا كانت النسبة المئوية
للحمض 34% ، وكثافة محلول الحمض 1.25غ/مل؟
الحل:
يمكن حساب كتلة محلول حجمه 1لتر (1000 مل) وكثافته 1.25غ/مل على النحو الآتي:
من الملائم عند التعبير عن تركيز محاليل السوائل في السوائل استخدام النسبة المئوية للمذاب بالحجم؛ فمحلول مائي من الكحول تركيزه 30% بالحجم يعني أن 100 مل من المحلول تحتوي على 30 مل كحول والباقي (70مل) ماء.
الكتلة = الحجم × الكثافة
= 1000 مل × 1.25غ/مل = 1250غ
والآن يمكن حساب كتلة الحمض المذاب:
أي أن لتراً واحداً من محلول H2SO4 ا34% يحتوي على 425غ من H2SO4
سؤال
يعطى لبعض المرضى في المستشفيات محلول NaCl بتركيز 0.9% بالكتلة.
أ-كم غراماً NaCl تلزم لتحضير 300غ من هذا المحلول؟
ب-كم يصبح تركيز المحلول السابق (أ) إذا أضفنا إليه 300 غ من الماء؟
وعند دراسة خواص المحاليل تهتم بعدد الدقائق (جزيئات أو أيونات) المذابة في المحلول، فهل تعطى النسبة المئوية للمذاب بالكتلة في محلول ما فكرة عن عدد الدقائق في ذلك المحلول؟
إذا قارنت محلولاً تركيزه 10% للسكروز (C12H22O11) وكتلته 1000غ بمحلول 10% من NaCl كتلته 1000غ أيضاً، فإنك تجد أن كلاً منهما يحتوي على 100 غ من المادة المذابة، فهل يعني تساوي كتلة السكر والملح تساوي عدد الدقائق في المحلولين؟
فرغم تساوي كتلة المذاب في الحالتين (100غ)، إلا أن عدد الدقائق غير متساوٍ نظراً لاختلاف الكتلة المولية لكل من السكر وكلوريد الصوديوم. لهذا يجب البحث عن طريقة للتعبير عن تركيز المحلول تشير إلى الكتلة وعدد الدقائق في الوقت نفسه.
عرفت من دراستك السابقة أنه يمكن التعبير عن كمية المادة بوحدة المول، ولعل من المفيد أن نذكرك بهذا المفهوم المهم في الكيمياء.
فماذا نقصد بمول واحد من مادة ما؟
عندما يوجد المذاب بكميات ضئيلة جداً في المحلول، فإننا نستخدم وحدة جزء من مليون (P.P.m) في التعبير عن التركيز. وتعني هذه الوحدة عدد أجزاء المذاب في مليون جزء من المحلول. فإذا اعتبرنا أن هذا الجزء هو المليغرام (مع) (0.001غ) فإن محلولاً يحتوي على 20 جزء بالمليون من أيونات Pb2+ في ماء بحيرة يعني أن 1 كغ من ماء البحيرة (مليون مليغرام) يحتوي على 20 مغ من أيونات Pb2+ . وكذلك إذا كان تركيز CO2 في الهواء 340 جزء بالمليون فإن ذلك يعني أن كل 1 كغ من الهواء يحتوي على 340 مع من CO2. وتستخدم هذه الطريقة كثيراً في التعبير عن تراكيز ملوثات الهواء أو الماء أو المواد الغذائية.
تتكون المواد النقية – عناصر أو مركبات – من دقائق هي: الذرات أو الجزيئات أو الأيونات. ومهما كان نوع المادة؛ فالمول الواحد منها يشير إلى عدد معين لا يتغير من الدقائق. وهذا العدد هو عدد أفوغادرو ويساوي 6.022× 2310 ، فمثلاً : غاز الهيليوم يتكون من ذرات He؛ فالمول الواحد منه يحتوي على 6.022× 2310 جزيء ماء، وملح الطعام يتكون من أيونات Na+ وأيونات Cl- ؛ فالمول الواحد من NaCl يحتوي على 6.022 ×2310 أيون +Na و 6.022× 2310 أيون -Cl .
ويتم التعبير عن كتلة المول من الذرات بالكتلة الذرية المولية، وهي مساوية عددياً للكتلة الذرية النسبية (الموجودة في الجدول الدوري) معبراً عنها بوحدة الغرام؛ الكتلة المولية للصوديوم Na= كتلة 6.022 × 2310
ذرة صوديوم » 23 غ/مول.
أميدو أفوغادرو (1776 -1856م)
بدأ أفوغادروا حياته محامياً، ومارس مهنة المحاماة سنوات عدة، إلا أنه تحول إلى دراسة العلوم في عام 1800م، وأصبح أول أستاذ للفيزياء في إيطاليا. وفي عام 1800م وضع فرضية تفيد أن الحجوم المتساوية من الغازات المختلفة (تحت الظروف نفسها من الضغط ودرجة الحرارة ) تحتوي على العدد نفسه من الجزيئات.
وقد قادت فرضيته هذه إلى مفهوم المول. (عدد أفو غادرو) وهو يساوي 6.02× 2310 .
لم تقبل أفكار أفوغادرو طوال حياته ، وبقي الأمر كذلك حتى تمكن الإيطالي كانيزار و من إقناع العلماء بها في مؤتمر كبير عقد بألمانيا عام 1860م.
والكتلة المولية للهيليوم He = كتلة 6.22× 2310
ذرة هيليوم » 4 غ/ مول.
والكـتلة المولية لذرات الهيـدروجين H = كتلة 6.022 × 2310 ذرة هيدروجين » 1 غ/ مول.
والكتلة المولية لجزيئات الهيدروجين H2 = 2 × كتلة 6.022× 2310 ذرة هيدروجين = 2غ / مول.
سؤال
مستخدماً الجدول الدوري؛ ما كتلة مول واحد مما يأتي؟
أ- ذرات الأكسجين.
ب- جزيئات الأكسجين O2
جـ- ذرات الذهب.
د- جزيئات الكبريت S8
هـ- ذرات الكالسيوم.
ويمكن حساب الكتلة المولية للمركب إذا عرفنا صيغته الكيميائية؛ إذ أن كتلة المول الواحد من مركب ما تساوي كتلته الجزيئية معبراً عنها بالغرام؛ فمثلاً:
الكتلة المولية لغاز CO2 = كتلة 2 مول من ذرات O + كتلة 1 مول من ذرات C
= (2×16غ/مول) + (1× 12 غ/ مول) = 44غ/ مول
أما الكتلة المولية للسكرC12H22O11 = كتلة 11 مول من ذرات O + كتلة 22 مول من ذرات H + كتلة 12 مول من ذرات C =ا 11×16+22×1+12×12= 342غ/مول.
الشكل (3-9) : كتلاً تمثل مولاً واحداً من مواد مختلفة.
ويبين الشكل (3-9) الكتل التي تمثل مولاً واحداً لبعض المواد، وتحتوي كل كتلة على عدد أفوغادرو من الدقائق. لاحظ أن الكتلة المولية تساوي الكتلة الذرية أو الكتلة الجزيئية معبراً عنها بالغرام.
سؤال
احسب الكتلة المولية لكل من المركبات الآتية باستخدام الجدول الدوري:
أ- كلوريد الصوديوم NaCl
ب- كلوريد الكالسيوم CaCl2
جـ- غلايكول الإيثيلين C2H6O2
د- بنزالدهيد* C7H6O
هـ- كافئين C8H10N4O2
ويمكن معرفة الكتلة المولية لمادة ما من حساب عدد المولات الموجودة في كتلة معينة منها، أو حساب كتلة عدد معين من مولاتها؛ كما يتضح في الأمثلة الآتية:
مثال (4): عينة من الماء في أنبوب اختبار كتلتها 6غ ، احسب:
أ- عدد مولات الماء ب- عدد جزيئات الماء.
الحل:
أ- احسب أولاً كتلة المول الواحد من الماء H2O
كتلة (1 مول) من الماء = كتلة (1 مول ) من ذرات O + كتلة (2 مول) من ذرات H
= (1×16) +(2×1) = 18غ/ مول
لذا عدد مولات الماء =
ب- عـدد جزيـئات الـماء = عدد المولات × عدد الجزيئات في المول الواحد
=
= 2.007×2310 جزيء.
مثال (5): ما كتلة عينة من السكر C12H22O11 مقدارها 0.1 مول؟
الحل:
حسبت - فيما سبق - الكتلة المولية للسكر ووجدتها تساوي: (342)غ/ مول
إذاً كتلة العينة = 0.1 مول ×= 34.2غ.
سؤال
لديك محلولان مائيان (أ) و (ب) كتلة كل منهما 100غ، يحتوي الأول على 10غ من السكر C12H22O11، ويحتوي الآخر على 10 غ من اليوريا CO (NH2)2:
أ-احسب تركيز كل من السكر واليوريا بدلالة النسبة المئوية الكتلية.
ب-احسب مولات المادة الذائبة في كل من المحلولين.
جـ- قارن بين عدد جزيئات السكر واليوريا في المحلولين.
2-المولارية (التركيز المولي الحجمي)
يدل المول - كما عرفت - على كتلة المادة. وفي أغلب الأحيان تتعامل مع المواد في صورة محاليل؛ لذا تحتاج إلى طريقة للتعبير عن تركيز المحلول من معرفة عدد المولات في حجم معين منه. ومن الأساليب المناسبة لذلك (المولارية).
وتعرف المولارية بأنها عدد المولات من المذاب في لتر واحد من المحلول، فمثلاً ؛ إذا أذبت 342غ أو (1 مول) من سكر C12H22O11 في كتلة كافية من الماء لتحصل على محلول حجمه 1 لتر ،/ فإن تركيز هذا المحلول ليساوي 1 مول/ لتر. ويمكن التعبير عن ذلك بطريقة أخرى [C12H22O11] =ا 1 مول/ لتر.
ويعني وضع صيغة المركب بين قوسين [ ] تركيزه في المحلول بالمول/ لتر.
وإذا حضرت محلول السكر بإذابة(0.5 مول) في كتلة من الماء للحصـول على محلـول حجـمه 1 لتر، فـإن [C12H22O11] =ا 0.5 مول/ لتر. أي أن:
ويمكن أن تأخذ العلاقة السابقة الصورة الآتية:
عدد مولات المذاب= مولارية المحلول × حجم المحلول باللتر.
مثال (6): حضر محلول بإذابة 4.39 غ من كلوريد الصوديوم NaCl في كتلة من الماء للحصول على محلول حجمه 250 مل،
احسب تركيز NaCl بالمول/ لتر.
الحل: تحتاج أولاً إلى تحويل كتلة NaCl إلى مولات :
عدد مولات NaCl=
ولحساب التركيز اقسم عدد المولات على حجم المحلول باللتر :
عدد المولات = 0.075 مول
حجم المحلول = 250 مل =0.25 لتر
( 1 لتر = 1000 سم3 = 1000 مل)
تبين الحسابات في المثال السابق أن [NaCl] =ا 0.3 مول/ لتر. ولكن NaCl - كما تعلم - مادة أيونية توجد في الماء على شكل أيونات؛ إذ تتفكك في الماء حسب المعادلة:
الشكل (3-10) : تراكيز الأيونات في محاليل المواد الأيونية . أي أن تـفكك (س) مـول من NaCl يعطي (س) مـول مـن +Na، و (س) مول من Cl-؛ وبـذلك : في محـلول 0.3 مول / لتر مـن NaCl يكـون [Na+] = [Cl-] =ا 0.3 مول / لتر، الشـكل (3-10/ أ).
أما في محلول Na2CO3 تركيزه 0.3 مول/ لتر ، يكون [Na+i] =ا 0.6 مول/ لتر،بينما يكون =0.3 مول/ لتر، الشكل (3-10/ب) كما تشير معادلة التفكك الموزونة :
مثال (7): محلول حجمه 2 لتر وتركيزه 1.5 مول / لتر من Na2CO3 فكم غراماً يلزمك لتحضير هذا المحلول؟
الحل:
احسب عدد مولات Na2CO3 في المحلول من معرفتنا لحجم المحلول وتركيزه:
عدد مولات Na2CO3 ا= 2×1.5 مول = 3 مول
احسب كتلة Na2CO3 من معرفتنا عدد المولات والكتلة المولية (106غ / مومل):
كتلة =
سؤال
1- حضر محلول من كربونات الصوديوم الهيدروجينية NaHCO3 بإذابة 26.3 غ من الملح الصلب
في الماء للحصول على محلول حجمه 200 مل. احسب [NaHCO3].
2- محلول من i(NH4)2SO4 وتركيزه 0.5 مول / لتر.
أ- ما عدد غرامات المذاب؟ ب-مامقدار تركيز كل من أيوناتفي المحلول؟
ماذا يحدث لتركيز المحلول بعد تخفيفه؟ عند تخفيف المحلول يزداد حجمه ويقل تركيزه، ولكن كتلة كالمادة المذابة تبقى ثابتة؛ أي أن عدد مولاتها لم يتغير . أيأن:
عدد المولات قبل التخفيف = عدد المولات بعد التخفيف
ولكن؛ تعلم أن: عدد المولات = الحجم × التركيز
فإذا رمزنا لجم المحلول وتركيزه قبل التخفيف ح1، جـ1 على الترتيب ،ولحجمه وتركيزه بعد التخفيف ح2، جـ2 فإن :
ح1 × جـ1 =ح2 × جـ2
مثال (8) : احسب [NaOH] في محلول تم تحضيره بإضافة 150 مل من الماء المقطر إلى 100ملمن محلول NaOH
الذي تركيزه 0.2 مول/ لتر.
الحل:
ح1 = 100 مل
جـ1 = 0.2 مول / لتر
ح2=250مل
جـ2؟
مثال (9): احسب حجم حمض الكبريتيك المركب (18 مول / لتر) الذي يلزم لتحضير محلول مخفف للحمض حجمه 250 مل
وتركيزه 1.8 مول/ لتر.
الحل:
عدد المولات في الحجم اللازم من الحمض المركز يساوي عد المولات في المحلول المخفف.
حجم المحلول المركز = ح1
لتحضير المحاليل المخففة للحموض المركزة وبخاصة حمض الكبريتيك فإن الحمض يضاف إلى الماء ببطء مع التحريك المستمر. ويحذر من إضافة الماء إلى الحمض؛ إذ إن الحرارة الناتجة تكفي لغليان الماء على سطح الحمض، مما يؤدي إلى فوران الحمض وتناثره خارج الإناء المستخدم للتخفيف.
وتركيزه = جـ1
حجم المحلول المخفف = ح2
وتركيزه = جـ2
بالتعويض في العلاقة: ح1 × جـ1 = ح2 × جـ2
ح1× 18 مول/ لتر = 250 مل × 1.8 مول/ لتر
أي نحتاج إلى 25 مل من الحمض المركز لتضاف إلى كمية منالماء في كأس ، ثم ينقل الملحول إلى دورق حجمي ويضاف الماء حتى العلامة 250 مل.
سؤال
احتاج طالب - في إحدى التجارب - إلى محلول من KOH حدمه 300 مل وتركيزه |(0.1 مول / لتر). فإذا كان لديه محلول مركز من KOH تركيزه (6 مول/ لتر)،فكم مللتراً يلزم من المحلول المركز للحصول على المحلول المطلوب؟
3- المولالية (التركيز المولي الكتلي)
درست سابقاً التركيز المولالي. فإذا أذبت (1 مول) من السكر في (1كغ) من الماء تحصل على محلول تركيزه (1 مول / كغ). ويمكن الحصول على محلول من السكر بالتركيز نفسه بإذابة 0.5 مول ممن السكر في 0.5 كغ من الماء، أو بإذابة 0.25 مول من السكر في 0.25 كغ من الماء ؛ أي أن :
ويُعد التعبير عن تركيز المحلول بالمولالية مفيداً؛ إذ يشير هذا التعبير إلى النسبة بين عدد دقائق المذاب والمذيب في المحلول، أكثر من مجرد معرفة عدد دقائق المذاب في حجم معين فيه كما هو الحال في المولارية. وإذا أخذنا محلولين بالتركيز المولالي نفسه، فإن النسبة بين عدد الدقائق للمذاب والمذيب فيهما تكون واحدة.
سؤال
أيهما يتأثر بارتفاع درجة الحرارة أو بانخفاضها: التركيز المولاري ألأم التركيز المولالي لمحلول ما؟ فسر إجابتك.
مثال (10): أذيب (10غ) من السكر C12H22O11 في (250غ) من الماء. احسب تركيز المحلول بالمول/ كغ).
الحل:
احسب عدد مولات السكر في المحلول من الكتلة المعطاة، والكتلة المولية لسكر (342 غ/ مول):
بارك الله فيك
haeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeel
سوْالي ان يزدكم الله علما نافعا مثل ما نفعتمونا:detective2:
سوْالي ان يزدكم الله علما نافعا مثل ما نفعتمونا:detective2:
solutions
all the best for all the techers
i need to k,ow more informations about the science
all the best for all the techers
i need to k,ow more informations about the science
thank u
merciiiiii
MRC MS MAJANICH
mrc