الدرس الخامس ... تركيز الهيدروكسيل

حساب تركيز ايون الهيدروكسيل للقواعد الضعيفة
القواعد التى تتفكك فى المحلول المائي جزئيا تسمى قواعد ضعيفة ويمكن حساب تركيز ايون الهيدروكسيل بنفس طريقة حساب تركيز ايون الهيدرونيوم السابق ذكرها
مثال :- النشادر من القواعد الضعيفة عندما تذاب فى الماء يحدث الاتى :-
NH3 + H2O → NH4+ + OH-
Kb = [NH4+] [ OH-] = 1.8 × 10 -5
[NH3]
وتبين معادلة التفكك السابقة تكوين واحد مول من ايون الامونيوم NH4+ الهيدروكسيل OH
Kb = [ OH-]2
[NH3]
-نظرا لان ثابت تفكك النشادر صغير فان جزء قليلا جدا منة يتفكك وعند الاتزان فان تركيز الامونيا المتبقية [NH3]يساوى تركيز الامونيا الأصلية Cb) )
Kb = [ OH-]2
Cb
[ OH-]= Kb Cb
العلاقة بين قوة القلوى وثابت الاتزان
تتناسب قوة القلوى تناسبا طرديا مع ثابت الاتزان Kb
-حيث تزداد قوة القلوى بزيادة ثابت الاتزان
- انظر الجدول الذى يوضح ترتيب القلويات تصاعديا حسب قوتها ثابت الاتزان Kb الحمض الصيغة
1.8 x 10 -9 البريدين C5H5N
1.7 x10 -6 الهيدرازين NH2NH2
1.8 x10 -5 النشادر NH3
3.6 x 10 -4 الميثيل امين CH3NH2
6.5 x10 -4 الايثيل امين C2H5NH3
مسائل محلولة
1-احسب ثابت الاتزان لهيدروكسيد الامونيوم إذا علمت أن درجة تركيز ايون الهيدروكسيل (درجة تفكك ) = 1.342 ×10 -3 مولارى فلا محلول تركيزة 0.1 مولر
NH4OH → NH4+ + OH-
Kb = [ OH-]2 = 1.342x 10-3 =1.8x10-5
[NH3] 0.1
===================================================
2-احسب تركيز ايون الهيدروكسيد فى محلول 075.0 مولا امونيا علما بان قيمة ثابت التاين للامونيا تساوى 76,1 × 10 -5
معادلة الاتزان :- NH3+H2O  NH4+ + OH-
[OH-] =Mb. Kb = 0.075x1.76x10-5 =1.5 x10-3
تأيــــن المـــــاء
*من المعروف أن الماء النقي ألكتروليت ضعيف لأن الروابط بين ذراته تساهمية قطبية بذلك يوصل التيار الكهربي بدرجة ضعيفة جدا وذلك لأنة يتأين بدرجة ضعيفة جدا كالأتي :
H2O + H2O → H3O+ + OH –
- للتبسيط تكتب المعادلة كالآتي
H2O → H+ + OH-
* بتطبيق قانون فعل الكتلة يكون ثابت الاتزان كالأتي
K equile = [ H]+ [OH]-
H2O
-نظرا لآن مقدار ما يتأين من الماء ضعيف جدا فإن تركيز الماء الغير متأين يعتبر مقدار ثابت
K w = [H]+ [OH] – = 10 –14
-حيث أن الماء متعادل التأثير على ورقة عباد الشمس فيكون تركيز أيون الهيدروجين المسئول عن الحموضة يساوى تركيز أيون الهيدروكسيل المسئول عن القلوية
K w = 10 –7× 10-7
 الحاصـل الأيوني للماء Kw
هو حاصل ضرب تركيز أيون الهيدروجين الموجب وأيون الهيدروكسيل السالب الناتجين من تأين الماء = 10-14
-إذا زاد تركيز ايون الهيدروجين قل تركيز ايون الهيدروكسيل بنفس المقدار
-إذا عرف تركيز احد الايونين أمكن إيجاد تركيز الأخر
Kw = [H]+ [OH]- = 10 –14
 الأس الهيــدروجينــــى
هو اللوغاريتم السالب (للأساس 10 )لتركيز ايون الهيدروجين أى = -لو [H+]
الحرف (p) يعنى (- لو)
أسلوب للتعبير عن درجة الحموضة أو القاعدية للمحاليل المائية
فإذا رجعنا لمعادلة الحاصل الايونى للماء و بأخذ اللوغاريتم السالب لهذة المعادلة تصبح
لو Kw = -لو [H+] – لو [OH-] = لو 10 -14
باستبدال الحرف (-لو) بالحرف (P) تصبح المعادلة
PKw=POH +PH=14
 المحلــول المتعـادل والمـاء النقي
*متعادل التأثير على ورقة عباد الشمس لأن تركيز أيون الهيدروجين = تركيز أيون الهيدروكسيل =7 مول /لتر (قيمة الـ PH = 7 وقيمة POH =7)
 المحلــول الحمضــى
المحلول الذي يكون فيه تركيز كاتيون الهيدروجين اكبر من وتركيز انيون الهيدروكسيل
* قيمة الـ PH أقل من 7 وقيمة POH اكبر من 7
 المحلــول القلـــوى
المحلول الذي يكون فيه تركيز كاتيون الهيدروكسيل من تركيز انيون الهيدروجين قيمة الـ PH أكبر من 7 وقيمة POH اقل من 7

علل قيمة الآس الهيدروجيني للماء =7
 علل الماء متعادل التأثير على ورقة عباد الشمس
لان تركيز أيونات الهيدروجين الموجبة = تركيز أيونات الهيدروكسيل السالبة = 7
علل يمكن حساب تركيز ايونات الهيدروكسيل فى محلول مائى بمعرفة تركيز ايونات الهيدروجين
لان حاصل ضرب تركيز ايون الهيدروجين فى تركيز ايون الهيدروكسيل لاى محلول مائى يساوى 10-14
[H]+ x [OH]- = 10 –14
علل الحاصل الأيونى للماء Kw = [H]+ [OH]- = 10 –14
لان الماء متعادل التأثير على ورقة عباد الشمس فيكون تركيز أيونات الهيدروجين الموجبة المسئولة عن الحموضة مساويا لتركيز أيونات الهيدروكسيل السالبة المسئولة عن القلوية
مسائل محلولة
1-احسب الرقم الهيدروكسيلى والهيدروجينى لمحلول تركيز ايون الهيدروجين فية 2.3 × 10 -8 مول /لتر
PH=-log [H3O+] =-log 2.3 x10-8 = -7.63
Poh=14-7.63=6.36
===================================================
2- احسب قيمة الأس الهيدروجينى والهيدروكسيلى لمحلول حمض الهيدروكلوريك تركيزة 0.003 مولر
نظرا لان حمض الهيدروكلوريك حمض قوى تام التأين فيكون تركيز ايون الهيدروجين =تركيز الحمض الاصلى
PH=-log[H3O+1] = -log0.003=2.52
POH=14-2.52=11.477
===================================================
3- احسب الأس الهيدروجيني لمحلول 0.01 مول /لتر من هيدروكسيد الصوديوم
نظرا لان حمض الهيدروكلوريك حمض قوى تام التأين فيكون تركيز ايون الهيدروجين =تركيز الحمض الاصلى
POH=-log[OH-] =-log0.01=2
pH=14-2=12
4- احسب قيمة الأس الهيدروجيني لمحلول إذا كان تركيز ايونات الهيدروجين فية يساوى 9 × 10 -11 مول /لتر
PH=-log[H3O+1]=-log 9x10-11 =10.45
POH=14-10.45=3.95
===================================================
5-ما تركيز ايونات [OH-1]في محلول تركيز ايونات [H+1] فية 3 × 10 -7 مول / لتر
[H3O+][OH-] = 10 –14
[OH-] =10-14 /3 x10-7 =333x10-10 M/L
===================================================
6-احسب قيمة ثابت التأين Ka والأس الهيدروجيني PH لحمض البنزويك علما بان تركيزة 0.11 مولر ونسبة تاينة 2.4 %
درجة التأين = 2.4/ 100= 24 ×10-3
Ka=2 x C= ( 24x10-3)2 x0.11 = 6336x10-8
[H3O+] = Ka C = 6336x10-8x 0.11 =2.6 x10-3
PH=log 2.6 x10-3 = 2.5
7- محلول الرقم الهيدروجينى لة = 6 اوجد الرقم الهيدروكسيلى لة
الرقم الهيدروكسيلى= 14- 6= 8
=======================================================
8-احسب قيمة Ka لمحلول من حمض الكلوروز HClO2 تركيزة 0.1 مولر علما بان قيمة PH = 1.5
PH=-log[H3O+] =-log 1.5= 0.0316 m/L
[H3O+] = 0.0316 mol/L
Ka=[H3O+] 2 = (0.0316)2 = 0.0099
C 0.1
=======================================================
9-الأسبرين حمض عضوي ضعيف بصيغتة الجزيئية C9H8O4 وقيمة PH للمحلول المائي الذي يحضر بإذابة 7.2 جم منة فى كمية من الماء لتكوين 2 لتر تساوى =2.6 احسب ثابت التأين Ka للأسبرين
كتلة مول من الاسبرين = 9×12+8×1+4×16= 108 جم
التركيز =7.2 / 108 ×2 = 0.02 مولر
PH=2.6
[H3O+] =2.511 x 10-3
Ka=[H3O+] 2 = (2.511 x 10-3)2 = 3x10-4
C 0.02
=======================================================
10-احسب تركيز ايونات الهيدروجين والهيدروكسيل فى دم الإنسان علما بان قيمة PH= 7.4
PH=7.4
[H3O+] =3.98 x10-8
[H3O+] [OH-] =10-14
[OH-] = 10-14 = 10-14 = 2.56 x10-7
[H3O+] 3.98 x10-8
====================================================
11-احسب قيمة PH لمحلول تركيزة .0.2 مول / لتر من المثيل أمين CH3NH2 علما بان ثابت التأين Kb =3.6 ×10-4
[OH-] = Kb C = 3.6x10-4 x0.2 =0.884 x10-2
POH =-log [OH-] =-log0.884 x10-2 =2.07