المراجعة المركزة / الفصل الثالث / الجزء الاول

ممتاز! في حل أسئلة الاتزان الأيوني، لما يجي سؤال يطلب منك تحديد:

“هل المادة قاعدية، أم ملح، أم حمض؟”

فأنت أمام سؤال تصنيفي تحليلي يعتمد على فهمك لطبيعة المادة وتأثيرها في الماء.

خليني أقدّم لك الطريقة كخطوات سهلة ومنظمة 👇

✅ أولاً: نوع السؤال

نوع السؤال:
🧠 تصنيفي تحليلي ضمن الاتزان الأيوني
هدفه تحديد طبيعة المادة الكيميائية وتأثيرها على الوسط المائي.

✅ ثانياً: خطوات الحل (قاعدة “حمض – قاعدة – ملح”)

🔸 الخطوة 1: هل هي حمض؟

  • هل الصيغة تبدأ بـ H؟
    → نعم؟ ✅ إذن هي حمض

🧪 مثال:

  • HClHCl, HNO3HNO_3, CH3COOHCH_3COOH → أحماض

🔸 الخطوة 2: هل هي قاعدة؟

  • هل تحتوي على مجموعة OH⁻ في نهايتها؟
    → نعم؟ ✅ إذن هي قاعدة

🧪 مثال:

  • NaOHNaOH, KOHKOH, Ba(OH)2Ba(OH)_2 → قواعد

🔸 الخطوة 3: إذا لم تكن حمضًا أو قاعدة → إذن هي ملح

  • الملح يتكوّن من كاتيون قاعدة + أنيون حمض
  • لكن في الاتزان الأيوني نحدد:
    • هل الملح يُكوّن وسطًا حمضيًا أو قاعديًا أو متعادلًا؟

✅ ثالثًا: تحديد نوع الملح وتأثيره

قاعدة مشتقة من حمض مشتق من نوع الملح تأثيره في الماء
قاعدة قوية حمض قوي ملح متعادل متعادل
قاعدة قوية حمض ضعيف ملح قاعدي قاعدي
قاعدة ضعيفة حمض قوي ملح حمضي حمضي
قاعدة ضعيفة حمض ضعيف يحتاج مقارنة Kₐ وK_b حسب الأقوى

🎯 جدول سريع للتمييز:

المادة تبدأ بـ H تحتوي OH⁻ لا H ولا OH⁻ النوع
HCl ✅ ❌ ❌ حمض
NaOH ❌ ✅ ❌ قاعدة
CH₃COONa ❌ ❌ ✅ ملح قاعدي
NH₄Cl ❌ ❌ ✅ ملح حمضي
NaCl ❌ ❌ ✅ ملح متعادل

🧪 أمثلة تدريبية:

  1. Na₂CO₃
    • Na⁺ من قاعدة قوية
    • CO₃²⁻ من حمض ضعيف
      ✅ ملح قاعدي → الوسط قاعدي
  2. KCl
    • من حمض قوي (HCl) + قاعدة قوية (KOH)
      ✅ ملح متعادل → الوسط متعادل
  3. NH₄NO₃
    • NH₄⁺ من قاعدة ضعيفة (NH₃)
    • NO₃⁻ من حمض قوي
      ✅ ملح حمضي → الوسط حمضي

 

✍️ نص السؤال:

تمرين 02
احسب تركيز أيون الهيدروجين [H+][\text{H}^+] في المحلول المائي لحمض الهيدروسيانيك
(Ka=4.9×10−10)(K_a = 4.9 \times 10^{-10})،
علماً أن تركيزه يساوي 0.2 M0.2\, \text{M}،
وأن 0.98=1\sqrt{0.98} = 1

✅ الحل:

المعطيات:

  • Ka=4.9×10−10K_a = 4.9 \times 10^{-10}
  • C=0.2 mol/LC = 0.2 \, \text{mol/L}
  • 0.98=1\sqrt{0.98} = 1 (معلومة للتقريب عند الجذر)

الخطوة 1: قانون تركيز [H+][H^+] لحمض ضعيف:

[H+]=Ka×C[H^+] = \sqrt{K_a \times C}

الخطوة 2: التعويض:

[H+]=(4.9×10−10)×0.2[H^+] = \sqrt{(4.9 \times 10^{-10}) \times 0.2} =9.8×10−11= \sqrt{9.8 \times 10^{-11}}

الخطوة 3: الجذر التربيعي:

9.8×10−11=9.8×10−5.5\sqrt{9.8 \times 10^{-11}} = \sqrt{9.8} \times 10^{-5.5}

بما أن 9.8≈3.13\sqrt{9.8} \approx 3.13 و 10−5.5≈3.16×10−610^{-5.5} \approx 3.16 \times 10^{-6}،

لكن باستخدام الجذر بدقة:

[H+]≈9.8×10−11≈3.13×10−6 mol/L[H^+] \approx \sqrt{9.8 \times 10^{-11}} \approx 3.13 \times 10^{-6} \, \text{mol/L}

🎯 الإجابة النهائية:

[H+]≈3.13×10−6 mol/L[H^+] \approx 3.13 \times 10^{-6} \, \text{mol/L}

إذا كان المطلوب التقريب حسب المعلومة المعطاة 0.98=1\sqrt{0.98} = 1، فيمكن اعتماد:

[H+]≈10−5.5≈3.16×10−6 mol/L[H^+] \approx 10^{-5.5} \approx 3.16 \times 10^{-6} \, \text{mol/L}

 

✍️ نص السؤال:

مثال 11
احسب قيمة pH لمحلول ملح خلات الصوديوم تركيزه
0.01 M0.01\, \text{M}
في درجة حرارة 25∘C25^\circ C،
علماً أن:

  • Ka(CH3COOH)=1.8×10−5K_a (\text{CH}_3\text{COOH}) = 1.8 \times 10^{-5}
  • log⁡1.8=0.26\log 1.8 = 0.26

✅ الحل:

🔸 أولاً: تحديد نوع المادة

  • ملح خلات الصوديوم (CH₃COONa):
    ناتج من:
    • حمض ضعيف: حمض الخل (CH₃COOH)
    • قاعدة قوية: NaOH

👉 إذًا هو ملح قاعدي
→ سيتفاعل مع الماء ليعطي وسط قاعدي،
ونحتاج نحسب قيمة pH للمحلول.

🔸 ثانياً: القانون المستخدم

بما أن الملح مشتق من حمض ضعيف، نحسب KbK_b أولاً:

Kb=KwKaK_b = \frac{K_w}{K_a} Kw=1×10−14K_w = 1 \times 10^{-14} Kb=1×10−141.8×10−5=5.56×10−10K_b = \frac{1 \times 10^{-14}}{1.8 \times 10^{-5}} = 5.56 \times 10^{-10}

🔸 ثالثاً: نحسب تركيز OH⁻

[OH−]=Kb⋅C=5.56×10−10⋅0.01=5.56×10−12≈2.36×10−6 mol/L[\text{OH}^-] = \sqrt{K_b \cdot C} = \sqrt{5.56 \times 10^{-10} \cdot 0.01} = \sqrt{5.56 \times 10^{-12}} \approx 2.36 \times 10^{-6} \, \text{mol/L}

🔸 رابعاً: نحسب pOH

pOH=−log⁡[OH−]=−log⁡(2.36×10−6)\text{pOH} = -\log[\text{OH}^-] = -\log(2.36 \times 10^{-6}) log⁡(2.36)≈0.37⇒pOH≈6−0.37=5.63\log(2.36) \approx 0.37 \Rightarrow \text{pOH} \approx 6 – 0.37 = 5.63

🔸 خامساً: نحسب pH

pH=14−pOH=14−5.63=8.37\text{pH} = 14 – \text{pOH} = 14 – 5.63 = 8.37

✅ الإجابة النهائية:

pH≈8.37\boxed{\text{pH} \approx 8.37}

 

✍️ نص السؤال:

تمرين 8
احسب قيم:
[H+][\text{H}^+] و pH\text{pH} و [OH−][\text{OH}^-] و pOH\text{pOH} للمحلول المائي لهيدروكسيد الكالسيوم الذي تركيزه
0.015 M0.015\, \text{M}.

ثم:
هل المحلول حمضي أم قاعدي؟ ولماذا؟

علمًا أن:

log⁡3=0.477\log 3 = 0.477

✅ الحل:

🔸 الخطوة 1: معرفة طبيعة المادة

هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2\text{Ca(OH)}_2
→ قاعدة قوية ثنائية التأين
→ كل مول منها يعطي 2 مول من OH−\text{OH}^-

🔸 الخطوة 2: حساب تركيز [OH−][\text{OH}^-]

[OH−]=2×0.015=0.03 mol/L[\text{OH}^-] = 2 \times 0.015 = 0.03\, \text{mol/L}

🔸 الخطوة 3: حساب pOH\text{pOH}

pOH=−log⁡[OH−]=−log⁡(0.03)=−log⁡(3×10−2)\text{pOH} = -\log [\text{OH}^-] = -\log (0.03) = -\log (3 \times 10^{-2}) =−[log⁡3+log⁡10−2]=−[0.477−2]=2−0.477=1.523= -[\log 3 + \log 10^{-2}] = -[0.477 – 2] = 2 – 0.477 = 1.523 pOH≈1.52\text{pOH} \approx 1.52

🔸 الخطوة 4: حساب pH\text{pH}

pH=14−pOH=14−1.52=12.48\text{pH} = 14 – \text{pOH} = 14 – 1.52 = 12.48

🔸 الخطوة 5: حساب [H+][\text{H}^+]

[H+]=10−pH=10−12.48≈3.31×10−13 mol/L[\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}} = 10^{-12.48} \approx 3.31 \times 10^{-13}\, \text{mol/L}

(باستخدام الآلة الحاسبة)

✅ النتيجة النهائية:

الكمية القيمة
[OH−][\text{OH}^-] 0.03 mol/L0.03\, \text{mol/L}
pOH\text{pOH} 1.521.52
pH\text{pH} 12.4812.48
[H+][\text{H}^+] 3.31×10−13 mol/L3.31 \times 10^{-13}\, \text{mol/L}

❓ هل المحلول حمضي أم قاعدي؟

✅ المحلول قاعدي
لأن:

  • pH > 7
  • يحتوي على OH−OH^-
  • ناتج عن قاعدة قوية (Ca(OH)₂)
المحاضرة السابق
رجوع إلى الدرس
المحاضرة التالي