1

إعداد

محمد سالم

تصميم

أسامة فاروق

2

نقدم لكم

أنقر هنا

3

الفـصل األول

] سرعة التفاعالت [الكيميـائيـة

اختفاء = معدل التفاعل سرعة

NO2

اختفاء = معدل التفاعل سرعة

CO

تكون = معدل التفاعل سرعة

NO

تكون = معدل التفاعل سرعة

CO2

التفاعل سرعة :تعريف ) في ) الناتجة أو المتفاعلة المواد تركيز كميات في التغير معدل

الزمن . وحدةسرعة تقاس كيف

؟ التفاعل أو المتفاعلة المواد إحدى اختفاء بمعدل تقاس

الناتجة . المواد إحدى تكون معدل

( هذا عن عبر أو ؟ التفاعل هذا سرعة تقاس كيف(التفاعل

CO + NO2 CO2 + NO N2 + 2O2 2 NO2

اختفاء = معدل التفاعل سرعةN2

اختفاء = معدل التفاعل سرعةO2

تكون = معدل التفاعل سرعةNO2

12

12

aA + bB cC

معدل = التفاعل سرعة Aاختفاء

اختفاء = معدل التفاعل سرعةB

تكون = معدل التفاعل سرعةC

1a

1b

1c

A + B C + Dناتجة مواد مواد

متفاعلة

5

التفاعل سرعة على المؤثرة العوامل

الحافزة المواد الحرارة المتفاعلة درجة المواد المتفاعلة تركيز المواد طبيعة

6

المواد- 1 طبيعة

1- : الفيزيائية بينما الحالة بعضها مع تتفاعل ال الصلبة المواد بعضالبوتاسيوم ) ) كبريتات تفاعل مثل تتفاعل مع( K2SO4محاليلها

الباريوم Ba)NO3(2. )نتراتالكيميائية : -2 عكس الصفات على الماء مع التفاعل شديد الصوديوم

الماغنسيوم .األيونات- 3 الجزيئات .تفاعل من أسرع والذرات الذرات من أسرعقلت -4 التفاعل .الروابطكلما سرعة زادت

الروابط- . كثيرة األيونات من أسرع البسيطة فاأليونات أ. الروابط- كثيرة الجزيئات من أسرع البسيطة الجزيئات ب

أمثلة :مع • البرمنجنات أيون فتفاعل

++ Fe مع البرمنجنات تفاعل من أسرع

األكساالت

C2O4--

. األكساالت في الروابط لكثرة

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O ميثان

2C4H10 + 13O2 8 CO2 + 10H2O البيوتان

عن: روابطه لقلة أسرع الميثان تفاعل جـالبيوتان

أم : الميثان تفاعل أسرع أيهما س؟ ولماذا ؟ البيوتان

--

] األكساالت]

7

التركيز- 2

متجانسة) ( تفاعالتوسط في تتم التي هي

من واحدة حالة في أي متجانسالمادة حاالت

/ / سائل) صلب مع صلب غاز مع غازسائل ( مع

على التفاعل سرعة تعتمدالتركيز

بالموالرية التركيز عن يعبر) سوائل)

بالضغط التركيز عن يعبرغازات) ( الجزئي

غيرمتجانسة) ( تفاعالتوسط في تتم التي هي

المادة حاالت من غيرمتجانس

مع) / سائل سائل مع صلبغاز ... (

على التفاعل سرعة تعتمدالتالمس منطقة مساحة

إلى التفاعالت تنقسم

المتجانسة غير التفاعالت على : أمثلة

لزيادة الحديد ساق من أسرع بمعدل تصدأ الحديد برادة. التالمس منطقة الخشبية مساحة الكتلة من أسرع بمعدل تحترق الخشب نشارة

. التالمس منطقة مساحة لزيادةمع يتفاعل الرخام الكتلة HCIمسحوق من أسرع بمعدل

مساحة لزيادة وذلك التالمس الرخامية . منطقة

8

الحرارة- 3 التفاعل درجة سرعة من تزيدالثالجات: . داخل األطعمة حفظ علل س

تفاعالت: سرعة من يقلل التبريد ألن جـفتبقى لألطعمة دون التحلل طويلة مدة

تفسد . أن

الطعام: . طهو من الضغط أواني تسرع علل سوهذا: الحرارة ارتفاع إلى يؤدي الضغط ارتفاع جـ

. التفاعل من يسرع

9

الحافزة- 4 المواد

تستهلك . :تعريفها أن دون التفاعل سرعة تزيد مواد

أمثلة :النشادر . صنع في الحديد أكاسيد

اإلنسان . جسم في اإلنزيماتتؤكسد العادم مرشح في محفزة السام COمواد

. CO2إلى السام غيرإلى الهيدروكربونات الماء . CO2وتتأكسد وبخار

الحافزة . :السموم المواد عمل تعوق مواد :مثال

النشادر- .1 صنع في الحديد أكاسيد عمل يعوق الكبريتفي- 2 تتحكم التي الحافزة المادة عمل يعوق الرصاص

السيارات . عادم

10

:فرضانالتفاعل( .1 لحدوث شرط التصادم

التفاعل الثانية سرعة في التصادمات عدد

]تفسير أثر العوامل المختلفة على سرعة التفاعل[g التصادم : ) (أوال نظرية

المثمر : التصادم لحدوث الالزمة الشروطمناسب( 1 اتجاه في المتصادمة الجزيئات تكون أن

التصادم . لحظة2 (. ط( التفاعل لحدوث تكفي الطاقة من كمية توفر

م (

مثمرة( .2 التصادمات كل ليستتفاعل) ( أي عنه ينتج ال المثمر وغير نواتج يعطي الذي هو المثمر

د جـ: حالة في المثمرة التصادمات <2عددد في المثمرة التصادمات 1عدد

د أن الرسم 1د <2حيث على المظلل الجزءط تمتلك التي الجزيئات هي

م

م ) ( : ط المنشطة األدنى الطاقة الحد هيالتفاعل . لحدوث الالزمة الطاقة من

عدد س: أن يوضح بياني منحنى ارسمتزداد المثمرة المتصادمة الجزيئات

الطاقة . بزيادة

المتفاعالت تركيز الجزيئات زيادة عدد تزيد :. يزيد المثمرة التصادمات زيادةالتفاعل سرعة

الحرارة زيادة للجزيئات مع الحركية الطاقة المثمرة :. تزداد التصادمات تزدادالتفاعل سرعة تزيد

11

االنتقالية ثانيا : الحالة نظرية

يكون تحدث التي التصادمات من gجدا قليل عدد أن في السبب تفسر. g مثمرا

: أن والسبب عليها وجب gمثمرا gاصطداما الجزيئات تصطدم لكي أنهواالتجاه المسافة حيث من البعض لبعضها بالنسبة مناسبة gأوضاعا تتخذ

عالية . طاقة يتطلب وهذا

المنشطة : منشط . الطاقة مركب إلى المتفاعلة المواد لتحويل الضرورية الطاقة هي

للحرارة ماص Hتفاعل) + ( =

الحافز أثر

** H: حرارةالتفاعل .

النشط : والناتجة المركب المتفاعلة المواد بين gوسطا وتركيبه ثابت غير. المواد هذه طاقة من أكبر وطاقته

من مالحظة : gبدال المتفاعلة المواد ليعطي المنشط المركب يتفكك قدالنواتج .

للحرارة طارد = ) H تفاعل)

مواد متفاعل

ة

ناتجة متفاعلة مواد مواد

مواد ناتجة

: ) النشطة ) االنتقالية الحالة المصطدمة تعريف الوحدات ترتبط الحاجز قمة عندكل من استقرارا أقل ارتباطا وجيزة المتفاعلة لفترة المواد

الناتجة . والمواد

12

H : التفاعل التفاعل . حرارة بواسطة الممتصة أو المنطلقة الحرارة هي

] تذكر أن [

H = – المحتوى للنواتج الحراري المحتوى بين الفرقالمتفاعلة للمواد الحراري

للنواتج الحراري المحتوى كان الحراري <إذا المحتوى للمتفاعالت.

للحرارة ) ماص (+H التفاعل

للنواتج الحراري المحتوى كان الحراري > وإذا المحتوىللمتفاعالت

للحرارة ) طارد ( ـــH التفاعل

13

التفاعل ) ( : ميكانيكية التفاعل سير التفاعل خط خطوات أي. التفاعل سرعة تحدد التي هي البطيئة الخطوة

+ H2 + 2 NO N2O ( بطيئة : )مثالH2O

H2 + N2O N2 + H2O ( سريعة)

قانون سرعة التفاعل

التفاعل :مثال التفاعل A +2B C في سرعة أن gعمليا [A ] وجد

التفاعل سرعة 2[B ] أن

التفاعل : .س سرعة قانون أوجدالتفاعل : الحل 2[ A [ × ] B ] سرعة

ثابت = × التفاعل 2[ A [ × ] B ] سرعة

ولكن • المتفاعلة المواد بتركيز تزداد التفاعل سرعة. دائما طردية ليست الزيادة

معرفة من بد ال خطوة من أكثر في تتم التي التفاعالتالتفاعل . سير خط

2H2 + 2 NO N2 + 2H2O بالجمع

ثابت = × ] التفاعل ] NO ]2× ] H2 سرعة

14

األول : السؤالعالمة ) وعالمة ( ) √ضع الصحيحة العبارة العبارة ( ×أمام أمام

يلي فيما الخطأ :الخطأ تصحيح معالتنشيط- . 1 طاقة زيادة على الحافزة المادة تعمل

) (على الحافزة المادة التنشيط .تقليلتعمل طاقة

في- 2 منها أكبر بسرعة الحار الشاي من فنجان في السكر يذوبالبارد .) ( الشاي من فنجان

التفاعل- 3 لسرعة المحددة الخطوة هي السريعة الخطوة) (

التفاعل .البطيئةالخطوة لسرعة المحددة الخطوة هي

أسرع- 4 كثيرة روابط تفكك يصاحبها التي للتفاعالت التفاعل سرعةيصاحبها التي التفاعالت أقل .من روابط تفكك

) (أبطؤ كثيرة روابط تفكك يصاحبها التي للتفاعالت التفاعل سرعة

يصاحبها التي التفاعالت أقل .من روابط تفكك

متجانس- 5 وسط في تتم التي التفاعالت هي المتجانسة التفاعالتالمادة . حاالت من واحدة حالة من

) (

] أسئلة وتمارين [

×

√

×

×

√

15

التالية : بالخطوات يمر ما تفاعل كان إذااألولى O3 O2 + O الخطوة

الثانية NO + O NO2الخطوة

األصلي* . التفاعل معادلة اكتب

O3 +NO O2 + NO2

الثاني : السؤال

تحلل* خطوة أن علمت إذا التفاعل لهذا التفاعل سرعة قانون اكتبالبطيئة . الخطوة هي األوزون

ثابت = × ] : الحل التفاعل [O3سرعة

:الحل

16

: الحلH2 + I2 2HI

× ثابت = التفاعل [I2] × [H2]سرعة. التفاعل سرعة تزيد. التفاعل سرعة تزيد التفاعل سرعة تزيد. التفاعل سرعة تقل. التفاعل سرعة تقل

غاز من أخرى كمية مع اليود غاز من معينة كمية مزجت إذا . الغازين أن علم وإذا واحد لتر سعته وعاء في الهيدروجين

الهيدروجين يوديد غاز ليكونا التفاعل HIيتفاعالن سرعة وأن ،مع gطرديا مع [H2]تتناسب gأيضا gطرديا قانون [I2]وتتناسب فاكتب

التفاعل : سرعة على يلي ما أثر بين ثم التفاعل سرعةالحرارة .• درجة ارتفاعفاعلة .• مادة التفاعل وسط إلى إضافةالهيدروجين .• غاز من كمية إضافةالتفاعل .• أثناء اليود غاز من كمية سحبالتفاعل .• وعاء حجم زيادة

السؤال الثالث :

17

يأتي : لما علل

حرارة- درجة عند اإلنسان جسم في السكر يتأكسد مئوية 37أ

في السكر حرق يحتاج من بينما أعلى حرارة درجات إلى المختبر

بكثير . ذلك

: الحل

اإلنسان . جسم في اإلنزيمات لوجود

مماثلة- خشب قطعة من أسرع بصورة الخشب نشارة تحترق ب

الكتلة . في لها

:الحل

الخشب . نشارة حالة في التالمس منطقة مساحة لزيادة

إلى – النظر بمجرد التفاعل سرعة بقانون التنبؤ يمكن ال ج

للتفاعل . الكيميائية المعادلة

:الحل

خطوة . من أكثر من gمكونا التفاعل يكون قد ألنه

الرابع : السؤال

18

.a أثناء للمواد الوضع طاقة تغير يمثل منحنى ارسماألتي : التفاعل

الخامس : السؤال

الحل :

C + D حرارة + A + Bيلي : ما الرسم على gموضحا

والناتجة .• المتفاعلة المواد طاقة مستوىالنشط .• المركب طاقة مستوىالتفاعل .• حرارة مقدارالمنشطة .• الطاقة مقدار

التفاعل- . وسط إلى حافزة مادة إضافة عند تطرأ التي التغيرات الرسم على وضح ب

*مط

19

األتي : للتفاعل السرعة ثابت كان إذا

B2A2م

1.251.251

1.251.502

1.501.503

0.31=1.25 × 1.25× 0.2 = 1سر0.37= 1.25 × 1.5 × 0.2 = 2سر 0.45= 1.5 × 1.5 × 0.2 = 3سر

السادس : السؤال

A2 + B2 A2B+ B

اآلتية :0.2يساوي العالقة حسب يعطي التفاعل سرعة وقانون [ × ثابت = التفاعل [A2 [ × ] B2سرعة

التالية : الحاالت في التفاعل سرعة فاحسب

الحل :

20

عالمة ) وعالمة ( ) √ضع الصحيحة العبارات يلي ( :×أمام فيما الخطأ العبارات أمام

التنشيط .1. طاقة من الحافزة المواد )تزيد

)

المتفاعلة .2. المواد جزيء في الروابط عدد بزيادة التفاعل سرعة )تزيد

)

الصلبة .3. الحالة في وهي بسهولة األمالح )تتفاعل

)

متجانس .4. تفاعل النيتروجين مع الهيدروجين )تفاعل

)

المساحة 5. على المتجانسة التفاعالت في التفاعل سرعة تعتمد

) التالمس) منطقة ()السطحية

الحافزة .6. المواد إعاقة على السموم )تعمل

)

كيميائي . 7. تفاعل حدوث إلى تصادم كل )يؤدي

)

الناتجة .8. والمواد المتفاعلة المواد طاقة من أعلى النشط المركب طاقة

()

.9. المتفاعلة والمواد الناتجة المواد طاقة بين الفرق هي التفاعل حرارة

()

المواد 10. أو المتفاعلة المواد يعطي أن يمكن المنشط المركب تكون عند

()الناتجة .

للتفاعل .11. السريعة الخطوة من التفاعل سرعة قانون تحديد يتم

()

تــدريــب

×

√

××

×√×√√

√×

21

الفـصل الثاني

[] االتزان الكيميائي

22

) عكسية ) تامة غير تفاعالت

g جزئيا المتفاعلة المواد تستهلك

غير ) تامة تفاعالتعكسية (

المواد تستهلك g تماما المتفاعلة

تحول] مدى حيث من التفاعالت تقسمنواتج [ إلى المتفاعلة المواد

H2+F2 2HFH2+ Br2 2HBr

23

CO + NO2 CO2 + NO نيتريك اكسيد) اللون ( )عديم اللون ( ) عديم محمر عديم ( )بني)اللون

) طردي) أمامي

؟ س- االتزان يحدث متى

خلفي ) عكسي)

المزيج . لون يثبت وهنا

االتزان : :تعريف حالةمتساوية . العكسيين التفاعلين سرعتا فيها تكون التي الحالة هي

االتزان) ( حالة طبيعة؟ : الماء في البوتاسيوم برمنجنات ذوبان عند االتزان يحدث متى س

الترسيب : = . سرعة الذوبان سرعة تكون عندما جـ؟ : الماء غليان عند االتزان يحدث متى س

التكثيف : = . سرعة التبخير سرعة تكون عندما جـ ) ( g مثال وبخاره الماء بين المادة حاالت بين االتزان حالة البخاري تعرف .بالضغط

التغير ) ( . -1 : مالحظات أو التفاعل توقف عدم أى نشط االتزانمغلقة- .2 أوعية في يتماالتزان- .3 عند ثابتة المواد تركيب نسب

العكسيين . التفاعلين سرعتا تتساوى عندما االتزان يحدث

جـ-

24

مع) ارسم س: التفاعل سرعة تغير يوضح منحنىاآلتي ( : للتفاعل الزمن

CO + NO2 CO2 + NO g تدريجيا وتقل كبيرة السرعة

وتزداد بطيئة السرعةgتدريجيا

الحل:

اتزان

25

االتزان) ( Kثابت

تركيز ضرب حاصلالناتجة المتفاعلة المواد المواد تركيز ضرب حاصل

االتزان* = ثابت قيمةمرفوع كل

أس إلى

يساوي في معاملها

المعادلة االتزان : الموزونة ثابت تعريف

سرعتا تكون عندما االتزان حالة عن يعبر ثابت مقدار هومتساويين . العكسيين التفاعلين

aA + bB cC + dD :مثال

]C[c × ]D[d

]A[a × ] B[b

K=

االتزان : ثابت أهميةمعينة مواد تحضير إمكانية مدى عن التنبؤ

االتزان] [ ثابت داللةاالتزان ثابت كان g ) < إذا نواتج (1كبيرا إلى تتحول المتفاعلة المواد معظم أن على دلاالتزان ثابت كان g )> إذا نواتج ( .1صغيرا إلى تتحول لم المتفاعلة المواد معظم أن على ذلك دل

إلى* = مرفوع منها كل الناتجة المواد تركيز ضرب حاصل بسطه كسر االتزان ثابت قيمةالموزونة المعادلة في معاملها يساوي أس

معاملها يساوي أس إلى مرفوع منها كل المتفاعلة المواد تركيز ضرب حاصل ومقامهالموزونة المعادلة في

26

التفاعل سرعة قانون من االتزان ثابت استنتاج

aA + bB cC + dD األول

الثانيثابت = األول التفاعل b × ] A [a [B ] × 1سرعة

ثابت = الثاني التفاعل c × ] D [d [C] × 2سرعة

سرعة = األول التفاعل سرعة تكون االتزان عندالثاني التفاعل

ثابت1

×[B]b × ]A[a = ثابت2

×[D]d × ]C[c

]C[c × ]D[d

]A[a × ]B[b

ثابت1

ثابت2

=

]C[c × ]D[d

]A[a × ]B[bK =

الثابت

27

األتية : : للتفاعالت االتزان ثابت اكتب س

Fe+++ ) aq ( + SCN-

) aq ( FeSCN++ ) aq (

[FeSCN++ ]

]Fe+++[ ]SCN- [KC = ) (بالتركيز عنه gمعبرا االتزان ثابت

AgCl)s( = Ag+ ) aq ( + Cl-

) aq (

Cu)s( + 2 Ag+) aq ( = Cu++

) aq ( + 2 Ag) s (

Kc = ]Ag+ [×] Cl– [

Kc =]Cu++ [

]Ag+[2

االتزان ثابت عن التعبير طرق

28

OH-)aq( + H+

) aq ( = H2O) L (

1

]OH-[ ]H+[

Kc =

:ملحوظاتمائي* = sصلب // = Lسائل // = gغاز // = aqمحلولالصلبة* السائل( )s (المادة الماء مثل في( Lوالمذيبات تكتب ال

فتركيزها االتزان .القانون ثابت في وداخل ثابت

29

االتزان : . ثابت عن عبر س

H2 ) g ( + I2 ) g ( 2HI ) g (

هل : ؟ KC = KPس التفاعل هذا فيالموالت : . لتساوي نعم جـ

؟ Kp = Kc ) R T ( nكيف n ) – = ( المتفاعالت النواتج الموالت فرق

Kp = Kc ) R T( صفر

Kp = Kc

P2 ) HI (

P) H2 ( × P) I2 (

KP = (بالضغط عنه gمعبرا اإلتزان ثابتالجزئي (

جـ :

30

االتزان: . ثابت عن عبر س

2NO2 )g( = N2O4 )g(

P)N2O4(

P2) NO2 (

KP =

KP = Kc ) R T ( n

KP = Kc ) R T(-1

هل : ؟ KP = Kcس التفاعل هذا فيالموالت : . تساوي لعدم ال جـ

؟ كيف

KP = Kc

جـ :

31

مثال : = )N2 )g( +2 O2 )gللتفاعل Kpاحسب 2NO2 )g(

هي االتزان عند للمواد الجزئية الضغوط كانت إذاكاآلتي :

NO2 O2 N2

جوي 0و12 2 ض

الحل :

P2)NO2(

P)N2( × P2)O2( =Kp

جوي 20= 1-ض

الغازي Kcاحسب مثال: للتفاعلN2 + O2 2NO وصل إذا الموالرية بوحدات

التالية : التراكيز عند لالتزانمن 0.2 من NO(( // 0.1موالر موالر 0.1 // (O2)موالر

(N2)من [NO]2 :الحل

]N2[× ] O2 [

=KC] 0.2[2

1 0و × 1 0و

= =4

=Kp

2)2(

2 0و × )1(2

32

كان: مثال 22 10 × 2.24هو 2CO + O2 2CO2للتفاعل Kpإذا

احسب , 1000درجةعند مطلقة Kc

Kp

n) R T ( = KC

=n 2 - 3 = -1المتفاعالت موالت النواتج موالت

:الحل

22 )10(× 2,24

-1)0,082 × 1000( =KC

84,1 ×10 24

=KC

33

* * : الكيميائي للتفاعل بالنسبة لوشاتليه أو مبدأ الضغط مثل ما مؤثر أثر إذاتفاعل على الحرارة درجة أو اتزان التركيز حالة في يسير كيميائي التفاعل فإن

. المؤثر هذا فعل يقاوم الذي االتجاه فيالعام :* * لوشاتلييه ما مبدأ لتغير اتزان حالة في المواد من مجموعة تعرضت إذا

للتغير مضادة عمليات يعتريها أثره .فإنه من لتقلل

؟ الثيوسيانات إضافة أثر ما

1: لوشاتليه- مبدأ حسباالتزان نحو : حالة التفاعل يتجه

األمام .تزيد : ) النواتج ( ++ FeSCNكمية

.تقل : ) المتفاعالت ( .+++Feكمية

ثابتة : . االتزان ثابت قيمة

التركيز- 1 أثر

Fe+++ + SCN- FeSCN++

أمامي

الثيوسياناتعكسي

االتزان- :2 قانون حسب

[FeSCN++ ]

]Fe+++[ ]SCN- [

Kc=

االتزان ثابت قيمة على وللمحافظة المقام يزيد الثيوسانات بإضافةذلك ويتم البسط زيادة يجب

من مزيد لألمام) ( ++FeSCN بتكون التفاعل يتجه ولذلك

Fe+++ + SCN - FeSCN++

أمامي

الثيوسياناتعكسي

االتزان حالة على المؤثرة العوامل

) ( تؤثر ال الحافزة المواد الحرارة التركيز درجة الضغط

34

H2O H2 + O2

)g( )g( )g(مول 1مول 1

الضغط : مثال زيادة أثر CO + NO2 CO2 + NO وضح

)g( )g( )g( )g(مول 2 مول2

االتزان :. ثابت قيمة وال االتزان حالة على يؤثر ال الضغط زيادة متساوية هنا ألن Kpالموالتالطرفين على متساويا التأثير

الضغط : مثال زيادة أثر وضح

12 االتزان** : سيكون ) حالة الضغط تأثير ألن العكسي االتجاه في التفاعل يسير

النواتج ( . على أكبر بشكل

الناتجة** : المواد تقل .كمية

المتفاعلة** : المواد االتزان** : تزيد .كمية ثابت ثابتة .قيمة

12

الضغط- 2الموالت عدد كان فإذا والنواتج المتفاعالت موالت عدد نحسب الضغط حالة في

االتزان . ثابت قيمة وال االتزان حالة على يؤثر ال الضغط فإن الطرفين في متساويا

األقل** إلى موالت األعلى من االتجاه في يسير التفاعل فإن الموالت عدد اختلفت إذا أماموالت .

N2 + 3H2 2NH3

)g( )g( )g(مول 4مول 2

الضغط : أخر مثال زيادة أثر وضح

االتزان** : على ) حالة أكبر بشكل سيكون الضغط ألن النواتج نحو التفاعل يسيرالمتفاعالت ( .

الناتجة** : المواد تزيد .كمية

المتفاعلة** : المواد االتزان** : تقل .كمية ثابت ثابتة .قيمة

35

الحرارة- 3 أثر

حرارة ) امتصاص أو انبعاث يصاحبها ال التي التفاعالت صفر = ( Hفيتتأثر . ال االتزان ثابت وقيمة االتزان حالة فإن

الحرارة : :مثال زيادة أثر + N2O4 حرارة 2NO2وضح )g( )g(

لوشاتلييه مبدأ للحرارة : حسب ماص الحرارة )+( Hالتفاعل وباعتبارمادة . وكأنها

CO +NO2 CO2 + NO :مثال

االتزان** : تتأثر . حالة الناتجة** :ال المواد تتأثر .كمية ال

المتفاعلة** : المواد تتأثر .كمية االتزان** : ال ثابت ثابتة .قيمة

االتزان** : األمام .حالة نحو التفاعل الناتجة** :يسير المواد تزيد .كمية

المتفاعلة** : المواد االتزان** : تقل .كمية ثابت تزيد .قيمة

والماصة . الطاردة التفاعالت في الحرارة تؤثر ولكن

طارد) ال ، متعادل تفاعلماص ( وال

للحرارة) ( ماص تفاعل

36

االتزان** : ( . حالة للخلف ) اليسار نحو التفاعل الناتجة** يسير المواد كميةتقل .:

المتفاعلة** : المواد االتزان** : تزيد .كمية ثابت تقل .قيمة

SO2 + O2 SO3 + حرارة )g( )g( )g(

أخر الحرارة: :مثال زيادة أثر 1وضح2

لوشاتلييه : مبدأ حسب

للحرارة طارد (- ) H التفاعلمادة وكأنها الحرارة وباعتبار

اآلتي الحظ من / : توضيح ينقص وما يزيد ما التفاعل يسير اتجاه أي فيثابت / الحرارة حالة في ينقص ) ( .المواد أم يزيد االتزان

انتبه في : هام ولكن ، االتزان ثابت قيمة تتأثر ال والتركيز الضغط حالة فيثابت قيمة تتأثر فقط الحرارة النقصان .حالة أو بالزيادة االتزان

للحرارة) ( طارد تفاعل

37

االتزان على ثابت أثره قيمة على أثرهاالتزان

المؤثر العامل

المتفاعالت تركيز زيادة

النواتج تركيز زيادة

المتفاعلة المواد ضغط زيادة

الناتجة المواد ضغط زيادة

التفاعل حرارة درجة زيادةالماص

التفاعل حرارة درجة زيادةالطارد

حافزة مادة إضافة

الحافزة- 4 المواد أثر

النسبة . بنفس العكسيين التفاعلين تسرع ألنها االتزان ثابت قيمة في وال االتزان حالة في تؤثر الالسموم : كذلك

تؤثر . ال السموم وبالتالي تؤثر ال الحافزة المواد ألن االتزان ثابت قيمة في وال االتزان في تؤثر ال

:تدريبثابت وقيمة االتزان حالة على المختلفة العوامل أثر بين

االتزان gمثال

يؤثر المتفاعالت / / ال وتقل النواتج فتزيد اليمين نحو التفاعل يسير

يؤثر / ال النواتج / وتقل المتفاعالت فتزيد اليسار نحو التفاعل يسير

يؤثر / / ال المتفاعالت وتقل النواتج تزيد اليمين نحو التفاعل يتجه

يؤثر النواتج / / ال وتقل المتفاعالت تزيد اليسار نحو التفاعل يتجه

المتفاعالت / / وتقل النواتج فتزيد اليمين نحو التفاعل االتزان يسير ثابت قيمة تزيد

/ النواتج / وتقل المتفاعالت فتزيد اليسار نحو التفاعل االتزان يسير ثابت قيمة تقل

تؤثر ال تؤثر ال

38

اآلتي: :س التفاعل في النشادر من كمية أكبر على للحصول المناسبة الظروف هي ماN2 + 3 H2 2 NH3 + حرارة

)g( )g( )g(

:الحل

م 500حرارة 1.

جوي 200إلى 100الضغط 2. ض

التفاعل ) ( 3. سرعة تزيد ألنها حديد أكسيد حافزة مادة

من 4. كل وزيادة مستمرة بصفة المتكون النشادر H2و N2 سحب

ثابتة .1( الخواصنشط .2()3. g تلقائيا االتزان تحقيقالمؤثر 4( فعل تعاكس المجموعة فإن خارجي مؤثر بفعل االتزان اختل إذا

لوشاتليية ) ( . مبدأ االتزان حالة إلى تعود حتىعلى 5( ويعتمد االتزان عند المجموعة لوصف طريقة هو االتزان ثابت

الحرارة , , . درجة النواتج المتفاعالت خواص

الكيميائي االتزان خواص

39

التفاعل ) ( :Qرائز

االتزان : .تعريفه حالة إلى بوصوله للتنبؤ التفاعل خالل ما لحظة في تحسب االتزان لثابت افتراضية قيمة هوالقيمة نقارن ال أم اتزان حالة في التفاعل هل هذه Qلمعرفة في

االتزان ثابت مع Kاللحظةكانت : فإذا

Q = K . اتزان حالة في التفاعل إذن Q< K لتقليل المتفاعالت نحو وسيتجه متزن غير التفاعل إذنQ.

Q>K لتزيد النواتج نحو وسيتجه متزن غير التفاعل . Qإذن

درجة قيمة : مثال عند االتزان هي : 699ثابت م Kp = 55.3

H2 + I2 2HI (g) (g) (g)

مزج تم من 0.7فإذا جوي من 0.02مع HIض كل من جوي ضH2 وI2 , ؟ اتجاه أى في و تغير يحدث هل

:الحلP2)HI(

P)H2( ×P)I2(Q =

(0.7)2

0.02 0.02×== 1225

واضح . هو كما االتزان ثابت وزاد تغير حدث نعمالطبيعي : . للوضع نفسه يعدل لكي العكسي االتجاه في يسير أن يجب إذن

للتفاعل التالي :

K > Q

40

] الكيميائي] االتزان على حسابات

االتزان .1( ثوابت ضرب حاصل يساوي الكلي االتزان ثابت فإن تفاعالت مجموعة من مركب التفاعل كان إذا

األول( 2 عكس الجديد االتزان ثابت فإن التفاعل اتجاه عكس إذا1

K1

K2 =

إلى 3( يرفع االتزان ثابت فإن ما بمعامل ما تفاعل ضرب إذاالمعامل يساوي أس

K2 = K12

:الخالصةنضرب جمع

ألس ضرب نرفعنعكس عكس

المسائل : لحل قاعدة

41

H2O2 H2O + O2

)g( )g( )g(

12

(7س

درجة ) هو( 5 800عند 10 × 6م-6

من , لكل االتزان ثابت فماحرارة ) درجة عند التاليين ؟( 5 800التفاعلين م

التفاعل اتزان ثابت كان إذا

الحل:

أ- 2 H2O2 2 H2O + O2

)g( )g( )g(ب-

O2 + 2 H2O 2 H2O2 )g( )g( )g(

االتزان = ) (11-10 × 3.6 = )2 (6-10 × 6ثابت

أن : تنسى النضرب جمعنا إذا

ألس نرفع ضربنا إذانعكس عكسنا إذا

االتزان = 10 10 × 2.7 = ثابت1

(6 × 10-6) 2

بـ- ضرب ألس :. 2أ 2نرفع

عكس- بـ :. ب ضرب ثم ألس:. 2نعكس 2نرفع

42

حرارة ( 10س درجة عند االتزان ثابت أن علم 25إذاالتالين للتفاعلين م

H2S + H2O H3O+

+ HS-

)g( )L( )aq( )aq(

HS-

+ H2O H3O+

+ S--

)aq( )L( )aq( )aq(

H2S +2H2O 2 H3O+ + S

--

(aq )( g( )L( )aq)

:الحل

K1= -7 10 × 1,1

K2= -14 10 × 1

االتزان = 10× 1,1 ثابت-7

× 1× 10 -14

=1,1 × 10-21

التفاعل . لهذا االتزان ثابت أوجد

نضرب:. جمع*

43

األولى × :توضيح المعادلة على 2بضرب جمعها ثمالثانية المعادلة

COCl2)g( CO)g( + Cl2)g(

مثال :

حرارة درجة عند5

ثابت 1000 فاحسب مطلقةللتفاعل االتزان

كان إذا

2CO2)g( 2CO )g( + O2)g(

0.329 = K1

24,2 ×2210 =K2

2COCl2)g( + O2)g( 2CO2)g( +2 Cl2)g(

الحل :

K3 = K12 × K2

K3 = 2)× ) 0.329 2×2210,24

K3 = 10 21 × 2.42

2COCl2 + O2 2CO2 +2 Cl2

2COCl2 2 CO +2 Cl2

2CO + O2 2CO2

بـ ) األول ألس 2ضرب نرفع (2إذن الثاني في نضربه إذن الثاني على جمعه ثم

44

موالت 1 1صفر البداية

س = 2س= 0.5أو

من : gموال نضع عندما من Aمثال مول سعته Bمع وعاء فكم 1في لتراالتزان عند المواد كان تراكيز K = 2إذا

A + B C للمعادلة الحل :

االتزان- 1س- 1س + 0 عند موالت س

س

) س- 1) )س-1(= Kc

2

1

س

)1-2 س + 2س (= 2س2س + 4-2س=

صفر = 2س +5 -2س2

المعادلة في (1) بالتعويض

س

1

1 -س1

س- 1

1(1) التركيز

[B] , [A] = = = 0.5 موالر1 -

س1

1 -5 ,0

1

الثانية الدرجة من المعادالت حل قانون باستخدام أو اآللة باستخدامأ 2

س= ب- + أجـ4 -2ب

45

مزج من 1إذا من 1 مع I2مول سعته H2مول مغلق وعاء لترات 10في: للتفاعل االتزان ثابت وكان

:مثال

H2 + I2 2 HI

)g( )g( )g(

:الحل

في 1 1صفر الموالتالمتفاعلة س- 1س- 1س 2 البداية الموالت

والناتجة س- 1س- 1س 2

101010

2]HI[

]H2[ ×]I2 [Kc =

عندما الهيدروجين ويوديد والهيدروجين اليود من كل تركيز احسباالتزان حالة إلى المجموعة تصل

H2 + I2 2 HI

)g( )g( )g(

2] [10

س2

9 = ] [

101 -

س] [

101 -

س

س2] [2 9 =

2] [1 -التربيعي س الجذر بأخذ

س23 = 1-

س

2 س3- 3س = 3س = 5 6,0 س =3

5= س

المعادلة ) في ( 1بالتعويض

(1)

[H2 ] , [I2 ] = = = 0.04 موالر10

س- 110

1 - 6,0

[HI ] = = =0.12 موالر10

س 210

2 ×6,0

K = 9

التركيز

46

من 2مزج من 3مع H2مول سعته I2مول مغلق وعاء لترات 10فيكمية كانت االتزان االتزان .3.6تساوي HIوعند ثابت قيمة احسب مول

:مثال

H2 + I2 2 HI

)g( )g( )g(

:الحل

في 2 3صفر الموالتس - - 2 + البداية س الموالت س

والناتجة المتفاعلةعند س- 2س- 3س 2 الموالت

االتزان

س- 2س- 3س 2 التركيز 101010

6,3 3 -8,1 2 -8,1 التركيز 101010

6,3 2,1 2,0 التركيز 101010

2]HI[

]H2[ ×]I2 [Kc = 54=

س = 2لكن 3.6

س = إذن1.8

=

3.610

3.610

1.210

0.210

×

×

47

االتزان] [ مسائل حل قواعد تجميع

القانون- 1 على مباشر ] [ × ] [حل

] [K=

اتزان حالة في مزيج أو متزن الخليط أن ذكر إذا

؟- 2 تغير يحدث هل سأل إذا الرائز نحسب] [ × ] [

] [Q=

عند- 3 المسألة في ذكر اتزان إذا حالة إلى ضغط . " " الوصول أو تركيز مسألة سواء س القيمة نفرض هنا االتزان ثابت ،احسب

بين- 4 Kpو Kcالعالقة KP = Kc ) R T ( n

القاعدة- : 5 حسب نعكس / / مسائل عكس إذا نرفع ضرب إذا نضرب جمع إذا

بـ نقارن ثمK

48

فإن- : االتزان إلى المواد وصول عند أاللحظة .1. هذه عند يتوقف التفاعلذلك .2. أثناء ملحوظة تغيرات يحدثفي 3. المنظورة الخواص تثبت

التفاعل .اتجاه 4. في أسرع التفاعل يكون

النواتج .تكوين

أسئلة وتمارين

فقرة( :2 لكل المتاحة الخيارات بين من الصحيحة اإلجابة اختر

قيمة- ما تفاعل في تساوي Kcب لهومعادلته 1

A )g( + B )g( = C )g( درجة Kpفإن عند تساوي .27له م

1

082,0 × 271.

1

082,0 × 3002.

1 ×0.082 × 300 3.

1 ×0.082 × 27 4.

؟ 1( الكيميائي االتزان دراسة أهمية ما

من : وافر قدر وإنتاج الكيميائية التفاعالت لحدوث الظروف أحسن تهيئة جـالصناعية . المنتجات

49

ثبوت- : بشرط الظروف تغيرت مهما ثابتة تبقى ما لتفاعل االتزان ثابت قيمة جـالحرارة .1. درجةللتفاعل .2. الكلي الضغطالتفاعل .3. في المشمولة المواد تراكيزالتفاعل .4. وعاء حجم

.a كمية HClنقص

.b كمية على يؤثر الHCl

كمية تزيد ـ HClجـ

المعادلة( 3 حسب الهيدروجين كلوريد ليكونا الكلور مع الهيدروجين يتفاعل

H2 + Cl2 2 HCl +حرارة (g) ( g) ( g ) كلوريد كمية على يأتي ما أثر ما؟ المتكونة الهيدروجين

.a. الحرارة ارتفاع

.b فيه يجرى gحجما أصغر وعاء استخدامالتفاعل .

من - مزيد إضافة االتزان . CL2جـ بعد :الحل

50

؟( 4 الكيميائي االتزان حالة خواص على الحافزة للمواد السامة المواد أثر ما :الحل

N2O4 + 2 حرارة NO2

)g( )g(

غاز( 5 األتي :N2O4ينحل للتفاعل gوفقا النيتروجين أكسيد ثاني ليعطي

مناسبة : بإجابات األتي الجدول فراغات امأل

غاز انحالل سرعةN2O4

االتزان ثابت قيمةمن gكال تركيزعند الغازين

االتزان

على أثرهالمؤثر

درجة ارتفاعالحرارة

تركيز N2O4زيادةدرجة ثبوت عند

الحرارة

يزيد NO2تركيز

يقل N2O4و

تزيديزيد

تتاثر تزيدال

تـــؤثــــر . ال

يزيد NO2تركيز

يقل N2O4و

51

الهيدروجيني( 6 األمونيوم كبريتيد مادة غازي NH4HSتنحل إلى الصلبةالهيدروجين : وكبريتيد النشادر

NH4HS)s( = NH3)g( + H2S)g(

اتزان( حالة إلى تصل فإنها مغلق وعاء في الصلب الملح من كمية تركنا إذا أضغطا . أضفنا إذا يحدث ماذا معينة حرارة درجة عند منها المنبعثة الغازات معأكثر الجديد االتزان عند النشادر ضغط يكون هل ؟ النشادر غاز من واحدا جويا

؟ له مساويا أم واحد جوي ضغط من أقل أو

من( كمية أضفنا ، الحرارة درجة نغير أن ودون االتزان حالة بلوغ بعد بعلى . ذلك أثر ما المجموعة على الصلب الهيدروجيني األمونيوم كبريتيد

؟ الهيدروجين وكبريتيد النشادر من كل تركيز

ألنه( ) جـ: واحد جوي ضغط من أكثر الجديد االتزان عند النشادر ضغط يصبح أبنفس يقل لن قل بها ( .مهما زاد التي النسبة

تركيزهما( . في يؤثر ال الصلبة المادة من المزيد ألن ، تؤثر ال ب

صلبة .:ملحوظة مادة زيادة من الضغط على اثر أي يهمل

52

من( :8 لكل الكيميائي االتزان قانون اكتب

N2+ 3H2 = 2NH3(g( )g )( g)أ-

CO + NO2 = CO2+ NO )g( )g( )g( )g(

-ب

- CH3COOH + H2O = H3O++ CH3COOH

)aq( )L( )aq( )aq(

جـ -

2H2O = H3O+ + OH

-

( L( )aq( )aq)

د -

H2O+ NH3 = NH4 + OH-

( L( )aq( )aq( )aq) NH4[و -

+[ ×] OH

-[

]NH3[KC=

]H3O+[ ×] CH3COO

-[

]CH3COOH[KC =

P2 )NH3(

P)N 2 ( ×

P3 )H2(

Kp=

P)CO2(× P)NO(

P)CO ( ×

P)NO2(Kp =

Kc = ]H3O+[ ×] OH

-[

الحل :

53

الثابتين( 9 بين العالقة في Kp, Kcأوجدالمعادلتين:

CO+ NO2 CO2 + NO )g( )g( )g( )g(

ب-

3H2+ N2 = 2NH3 )g( )g( )g(

:الحلالموالت -أ ) Kp = Kc ) R Tتساوي

n

n = صفر الموالت فرق هي

:. Kp = Kc

الموالت- تساوي عدم ) Kp = Kc ) R T بn

Kp = Kc ) R T (-2

Kp = Kc

أ-

n = الموالت فرق 2 = -4- 2هي

مول 4مول2

Kp = Kc ) R T ( n

) Kp = Kc ) R T صفر

[ (R T) صفر = 1] ألن

54

اإلتزان حالة إلى الوصول عند الغازات من كل تركيز فاحسبتخلط من 1عندما من 1مع COمول سعته H2Oمول وعاء 2في

الدرجة . نفس إلى يسخن عندما لتر

درجة( 11 عند التالي للتفاعل االتزان ثابت أن علم هو 2000إذا 0, 227 مطلقة

CO)g(+ H2O)g( = H2)g( + CO2)g(

)CO)g(+ H2O)g( = H2)g( + CO2)g :الحل

س االتزان- 1س- 1س عند الموالت س

صفر + البداية 1 1صفر في الموالتوالناتج+ + - - المتفاعلة الموالت س س س س

س التركيز- 1س- 1س س2222

]H2[ ×] CO2[

]CO[×] H2O[Kc= 227 ,0 = 2

س2

س×

2س - 1

2×س - 1

(1 – 2س(

227 ,0 =2س

(1) س – 48 ,0 =

الجذر س بأخذالتربيعي

0.48س = 0.48س + 0.48س = 1.48 مول0.3س =

س 0.48- 0.48س =

موالر 0.35 = = = [ H2O] , [ CO]تركيز 1-0.3

2 س- 1

2

موالر H2 = = = 0.15] [= [ CO2]تركيز 0.32

س2

1

في التعويض ثم(1معادلة )

55

2NO + O2 = 2NO2 االتزان ثابت K = 6.45× 10وكانت

:الحل2NO + O2 = 2NO2 0.1 0.1 0.1 عند الموالت

االتزان1 ,0

11 ,0

11 ,0

1التركيز

]NO2[ 2

]NO[ 2×] O2[

Q = 10 =

تركيز يزداد ذلك وعند الطردي االتجاه في التفاعل يسير أن يجب تركيز NO2أي .NOو O2ويقلاألصلي . اتزانها حالة إلى المجموعة تصل حتى

=0.1×0.1

0.10.10.1 × ×

درجة( 12 عند األكسجين مع يتفاعل النيتريك أكسيد أن علم المعادلة :500إذا حسب مطلقة

خلطنا من 0.1فإذا NOمولخلطنا من 0.1فإذا O2مول

خلطنا من 0.1فإذا NO2مول

؟ الوقت مع تركيزه يزيد منهما وأي ؟ منظور تغير يحدث فهل لتر سعته مقفل وعاء في

56

2HBr )g( H2 )g( + Br2 )g( g :أوال

44

×

× =

44

2 25, 1

0.50.5

يحوي( 13 معينة حرارة درجة عند كيميائي اتزان حالة في من 2مزيج Br2مولمن 1.25 , من H2 , 0.5مول سعته HBrمول إناء ثابت . 4في احسب لتر

التفاعلين : من لكل االتزان2HBr )g( H2 )g( + Br2 )g( : g أوال

)H2)g( + Br2)g( HBr)gثانيا :12 :الحل

االتزان 0.5 1 ,25 2 عند الموالتالتركيز 0.5 1 ,25 2

444

]H2[ ×] Br 2[

]HBr[ 2

Kc = 10 =

K = ) ( = 0.12إذن 1

101

z وضرب × :ثانيا معكوس الثاني التفاعل

ويكون يعكس أس= Kإذن إلى نرفعها ثم

21

101

21

12

57

Kp = Kc ) R T ( n

21.1

668 × 0.082((-1

P)COCl2 (

P)CO ( ×

P)Cl2(Kp=

CO)g( + Cl2)g( = COCl2)g(

لغاز( 14 الجزئي ولغاز , 0.46يساوي Cl2 الضغط gجويا gضغطاCO يساوي0.45 , g جويا gضغطا

حرارة درجة وفي االتزان حالة عند للمزيج الكلي م 395والضغطg 0.58يساوي جويا gضغطا

قيمة- احسب ، Kpأ Kc

وقيمة- االتزان حالة على والحافز الضغط زيادة أثر بين باإلتزان . )CO)g( + Cl2)g( = COCl2)g :الحلثابت

البداية 0.45 0.46صفر في ضغط

0.33 0.13 0.12

والناتج+ - - التفاعل ضغط س س سعند – 0.45س- 0.46س ضغط س

االتزاناالتزان 0.45-0.33 0.46-0.33 0.33 عند ضغط

س = + لكن + 0.46ض س – 0.45س – س – 0.91= 0.58

جوي 0.33س = ض

=0.33

0.13 × 0.12 21.1=

Kp

) R T ( n

Kc= 1155.7==

(395 + 273)R T

58

الضغط ب- النواتج* زيادة نحو التفاعل يتجهالنواتج* تزيد

المتفاعالت * تقلاالتزان * . ثابت قيمة تتأثر الالحافز : زيادة

االتزان . حالة تتأثر الاالتزان . ثابت قيمة تتأثر ال

CO)g( + Cl2)g( = COCl2)g(

مول 2 مول 1

59

CH3COOH )aq( + C2H5OH )aq( = CH3COOC2H5 )aq( + H2O)L(

مع 1مزج( 15 الخل حمض من درجة ) 1مول في اإليثانول من فكان ( 5 225مول مالمزيج وعند 1حجم أن لتر وجد الحاصل التفاعل مواد بين االتزان

يحوي التفاعل الناتجين 2/3وعاء والماء اإلستر من كل من مول

األتي : التفاعل وفق

CH3COOH )aq( + C2H5OH )aq( = CH3COOC2H5 )aq( + H2O)L(

االتزان- ثابت قيمة احسب للتفاعل .Kcأ

مزج- إذا الدرجة 3ب نفس عند واإليثانول الحمض من كل من مولالمزيج حجم بأن gعلما االتزان عند منهما كل تركيز لتر .2فاحسب

( الحل أ :

س االتزان س- 1س- 1س عند الموالت

صفر البداية 1 1صفر في الموالت

التركيز 2- 1 2- 1 2 2 3

التركيز 0.33 0.33 0.66 0.66

]CH3COOC2H5[

]CH3COOH[×] C2H5OH[Kc =

0.33 × 0.33

0.66= =16-موالر

333

) استر)

60

CH3COOH )aq( + C2H5OH )aq( = CH3COOC2H5 )aq( + H2O)L(

س االتزان س- 3س- 3س عند الموالت

صفر البداية 3 3صفر في الموالت

ب-

س التركيزس – 3س- 3س

2222

]CH3COOC2H5[

]CH3COOH[×] C2H5OH[Kc = 3 -

2 س3 -

× 2 س

س2=

(3 –

2س( 2

س =6

(3 – 2س(

س 2 =6

س + 6 – 9 2س

س 2 =6 س + 36 – 54س= 2

2س6

= 54س + 38 -2س 6صفر

س = 4.1س= 2.1أو

(1)

المعادلة في (1)بالتعويض = : س , األستر الماء موالر 1.05 = 2.1تركيز

اإليثانول , : الخل حمض موالر 0.45 = 2.1 - 3س- = 3تركيز22

22

باآللة أو بالمميز

61

س = 1.2س= 0.8أو

غاز 2وضع( 16 من سعته NO2مول إناء االتزان 1في حالة إلى وصل حتى وترك لتر

2N02)g( = N2O4)g(

االتزان = ثابت أن علمت غاز 7.15إذا تركيز هو ؟ NO2فما االتزان عند

)2N02)g( = N2O4)g :الحل

والمتفاعل 2س+ - الناتج س

البداية 2صفر في

اإلتزان 2-2س عند س

]N2O4[2]N02[

Kc =س

2) س2 -2 (Kc = = 7.15

س

س + 8 -4 2س4

= 7.15 2س28.6س + 57.20 – 28.6س =

صفر = 28.6س + 58.2 - 2س 28.6

موالر 0.4= 0.8× 2- 2=س2 -2 =[N02]تركيز

(1 )

المعادلة في (1)بالتعويض

باآللة أو بالمميز

62

إلنتاج( 17 الحراري تحللها بسبب عديدة استخدامات الصوديوم المعادلة : CO2لبيكربونات حسب

حرارة درجة 125عند5

قيمة تكون Kp= 10م3 × 2.6

ضغط2

غازي من لكل الجزئي الضغط عند CO2, H2O فما؟ االتزان

2NaHCO3)s( = Na2CO3)s( + CO2)g( + H2O)g(

:الحل

في ألنهما الضغط في متساويان الغازانالحرارة درجة .نفس

Kp = P ) CO2( ×P )H2O (

2.6 × 10 3

= 2

P

= P 50.99 ضغط

الجذر بأخذالتربيعي

63

الفـصل الثالث

] المحاليل الموصلة للكهرباء [) اإللكتروليتات (

64

*g جزئيا تتحول التي المواد هيأيونات إلى

الماء , مثل الخل حمض

الكهربائي] [ للتيار توصيلها حيث من المواد تقسيم

ال ) موصلة غير مواد (إلكتروليتات

موصلة موادإلكتروليتات) (

التوصيل جيدةكليا* تتحول التي المواد هي

أيونات إلىالتي مثل األمالح معظم

الماء في تذوبHCl ومثل

HCl H+ + Cl

-

التوصيل ضعيفة

محاليلها التي المواد هيلعدم الكهرباء توصل ال

أيونات . وجودالسكر : مثل محلول

التي المواد هيتوصل محاليلهالوجود الكهرباء

أيونات

CH3COOH CH3COO- + H

+

H2O OH- + H

+

حمض الخل

ماء

65

غير : السكر محلول بينما للكهرباء جيد موصل الطعام ملح محلول علل سللكهرباء . موصل

:الحلإلى يتفكك الماء في يذوب عندما ألنه للكهرباء موصل الطعام ملح

موجبة ) سالبة( )+Naأيونات ومحاطة( -Clوأيونات الماء في تسبحNaCl Naبجزيئاته.

+ + Cl

-H2O

السكر : محلولالكهربائي التيار تنقل أيونات توجد ال وبالتالي تتأين أو تتفكك أن دون الماء في تسبح جزيئاته فإن

والتأين] [ التفكك

الحركة . :التفكك حرة أيونات إلى األيوني المركب تحولNaCl Na

+ + Cl

-H2O

أيوني) ( مركب

الحركة ) ( . :التأين حرة ايونات إلى تساهمي األيوني غير المركب تحول

أمثلة : . ذكر مع ؟ والتأين التفكك بين الفرق ما س

HCl H

+ + Cl

-

H2O

تساهمي) ( مركب

66

األحماضالقواعد

مثل

التعريف

الخواص

األحماض] والقواعد [

} HNO3 - H2SO4 – HCl } أحماضقوية

H3PO4 ) الفسفوريك )حمض

CH3COOH )) الخل ) األستيك حمض

Mg)OH(2 - KOH – NaOH Ba)OH(2 ) باريوم )هيدروكسيد{) صوديوم قواعد { NH3 )أمونيا( - Na2CO3)كربوناتفي ضعيفة تتأين التي المواد هي

وتعطي بروتون) (+Hالماءلتعطي الماء في تتفكك التي المواد –OH هي

الهيدروجين عنصر بها

وتعطي ) الماء في Hتتفكك+

الكهرباء( وتعطي وتوصل الماء في OHتذوب–

الكهرباء وتوصل

ويتصاعد الخارصين مع تتفاعلH2غاز

Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2

ماء + ملح وتكون األحماض مع تتفاعل

األحمر اللون إلى الشمس تباع تحول

حمضي مر مذاقها مذاقها

) ناعم ) صابوني ملمسها

األزرق اللون إلى الشمس تباع تحول

ضعيفة أحماض

قوية قواعد

67

كربونات: جـ وتعطي تتفكك ألنها

أيون وتعطي الماء مع تتفاعل والكربوناتمباشر ) ( غير هيدروكسيد

H2O

Na2CO3 2Na +

+ CO3 - -

هيدروكسيد: . س على تحتوي ال أنها رغم قاعدية الصوديوم كربونات علل

CO3

- - )aq(

+ H2O)L( H CO3

-

)aq( +OH -

)aq(هيدروك

سيد

68

Zn)OH(2 + 2OH - Zn)OH (4

--

كحمض قاعدة

التعادل : تعريفتزول وكذلك الحمض من الحمضية الصفة تزول الحمض مع القاعدة باتحاد

القاعدية القاعدة .الصفة من

التعادل] واألدلة [

المتعادل : المحلولصفات من يخلو والذي بالقاعدة الحمض معادلة من الناتج المحلول هو

. والقاعدة :المعايرةالحمضقاعدة من بكمية معروف تركيز ذا حمض من معينة كمية معادلة عند

العكس أو مجهول تركيز :األدلةذاتفي تؤثر وال الهيدروجين أيون تركيز درجة من محدد مجال في لونها يتغير مواد

التفاعل . سير. مثل الشمس حمضي تباع أحمر ) (وسط

قلوي وسطأزرق) (

متعادل وسطبنفسجي) (

المترددة ] [الموادخواصها . :تعريفها وتفقدها القاعدة مع وتتفاعل خواصه وتفقده الحمض مع تتفاعل التي المواد هي

الخارصين : هيدروكسيد Zn)OH(2مثال

Zn)OH(2 + 2 H+ Zn++ + 2 H2O حمض كقاعدة

69

[األمالح]

الملح : قاعدة .تعريف مع حمض تفاعل من الناتجة المادةHCl + NaOH NaCl + H2O :مثال

قاعدة ملح ماءجزيئات :الحظ حمض هيأة على يوجد وال أيونات هيأة على كله يوجد الماء في الذائب الملح

ضعيفة ) ( أمالح توجد ال ولذلك متفككة

بين] [ مقارنة ) و ) برونشتد الوري و األيونية أرهينوس نظرية

لويس برونشتد لويس األيونية الوري النظرية

ألرهينوسالتعريفات

تعريف الحمض

تعريف القاعدة

للحموض] أخرى تعاريفوالقواعد [

لمنح قابلية لها Hالتي+

ألخذ قابلية لها Hالتي+

ألخذ قابلية لهامن زوج

لمنح اإللكترونات قابلية لهامن زوج

اإللكترونات

التي المادةالماء في تتفكك

H وتعطي+

التي المادةالماء في تتفكك

OHوتعطي-

70

:مزاياها

في تفككها مدى على تتوقف القاعدة أو الحمض قوة أن بينتالتفكك , كان فإذا المائية g المحاليل جزئيا التفكك كان وإذا قوية كانت gكامال

ضعيفة . كانت :عيوبها

ليعطي- 1 يتفكك الحمض أن ولكن +Hتقول الماء في gسابحا ويظل

ينجذب فإنه حجمه g نظرالصغر مكونا الماء جزيء H3Oإلى+ .

تعطي- 2 أن دون الحموض مع تتعادل التي المواد القواعد ضمن تضع لم

المحاليل في مثل ) هيدروكسيد المائية (NH3غير

أرهينوس ) ( نظرية األيونية النظرية

NH3 + HCl NH 4

+ + Cl

-

أرهينوس : نظرية تعديل

أيونات :الحمض تزيد التي H3O] المادة+

المحاليل [ فيالمائية .

أيونات :القاعدة تزيد التي المحاليل [ - OH] المادة فيالمائية .

71

CO3

-- + H2O = H CO3

- + OH

-

قاعدة حمض مقترن حمض مقترنة قاعدة

البروتون . :الحامض لفقد قابلية لها التي المادةالبروتون . :القاعدة ألخذ قابلية لها التي المادة

بعضهما عن ويختلفان بها مقترن حمض قاعدة لكل ويوجدواحد . ببروتون

:1 مثال

وبرونشتد الوري نظرية

زوج مقترن

مقترن زوج

HCl + H2O = H3O+ + Cl

-

قاعدة مقترن حمض مقترنة قاعدة حمض

:2 مثالمقترن زوج

مقترن زوج

72

CH3COOH + H2O = CH3COO- + H3O

+

ضعيف الخل حمضبروتون ) ( تقبل العتدال

CH3COOH + NH3 = CH3COO- + NH4

+

قوي الخل حمضالبروتون ( تقبل )لشدة

وبرنشتد الوري نظرية لتقبله . : مزايا القاعدة قابلية وعلى البروتون لفقد قابليته على تعتمد الحمض قوة أن بينتمثال :

التالية :( 4س القواعد من لكل المقترن الحامض اذكر

S--

HS-

NH2

- )CH3(NH2NH3O

- -H CO3

- Cl

القا -عدة

الحم:الحلض H أضفنا

الحمض + على نحصل لكي

HClH2CO3OH-

NH4

+)CH3(NH3

+NH3H2SHS-

التالية :( 3س األحماض من لكل المقترنة القاعدة اذكر

HNO3HS-NH4+HFHCLO4H3PO3H2SO4

الحمض

القاعدة

Hننقص القاعدة + على نحصل لكي

:الحلHSO4

-H2PO3

-CLO4

-F

-NH3S--

NO3

-

73

حمض حمض

حمض

حمض

قاعدة

قاعدةقاعدة

قاعدة قاعدة

NH3 + H+ = NH4

+

() قاعدة( ) حمض

F- + BF3 = BF4

-

أيون بورون فلوريدفلوريد

) ( ) قاعدة ) حمض

لويس] [ نظريةمثا :ل

:مثال

وأعم أشمل نظرية

لويس :( 9س نظرية بموجب وحمض قاعدة إلى التالية المواد صنف

الذرية األعداد بأن gعلماهي :

P = 15B = 5N = 7

Al = 13O = 8

Cu++

BCl3 PH3

S--

F-

AlCl3

NH2

-H

+ H2O

PH3

H P H

وجود حر زوج

من اإللكترو

نات قاعدة:.

HP=15

1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p3

BCl3

Cl B Cl

توجد الإلكترونا

حرة تClB=5حمض:.

1s2 , 2s2 , 2p1

للحل : هامة حمض* .ملحوظة يكون دائما الموجب

قاعدة* . يكون دائما السالب

اإللكترونات* تبقى فإذا اإللكتروني توزيع له نعمل شحنة عليه ليس الذيقاعدة . gإذا حرة

حمض . gإذا يتبقى لم وإذا

74

بعالمة ) (1 عالمة ( ) √أجب إن ( ×أو الخطأ تصحيح مع التالية العبارات أماموجد :للكهرباء- .1 موصل الماء في السكر )محلول

)الماء في السكر للكهرباء .غيرمحلول موصل

أيونات- . 2 إلى أيونية غير جزيئات تحويل بموجبها يتم عملية هو التأين()

صابوني- .3 للقواعد المائية المحاليل ملمس()

قاعدة- .4 مع حمض تفاعل من الناتجة المادة هو الملح()

من- 5 زوج اكتساب قابلية لها التي المادة هو للحمض أرهينيوس مفهوم()االلكترونات.

من لويسمفهوم زوج اكتساب قابلية لها التي المادة هو للحمضااللكترونات.

√√√

×

×

] تدريبات]

مزج (2 تم المحلول H2SO4مع Ba)OH(2إذا قدرة ونقصت أبيض راسب تكونمزج , تم وإذا الكهرباء توصيل ويوصل H2SO4 مع NaOHعلى راسب يتكون ال

الكهربي . التيار المحلولالكهربائية . الخواص اختالف سبب ووضح المعادالت اكتب

:الحل

أيونات على احتوائه لعدم للكهرباء التوصيل رديء المحلول

األيونات من كبير قدر على الحتوائه للكهرباء gموصال . المحلول

Ba)OH(2 + H2SO4 = BaSO4)S( + 2H2O

الباريوم ) ( كبريتات من راسب

2NaOH + H2SO4 = 2Na+ + SO4-- +2H2O

صوديوم كبريتات ) أيونات هيئة على )ذائبة

75

؟ (5 حالة كل في وقاعدة حمض بين كتفاعل تصنيفها يمكن التالية التفاعالت من أي

B2H6 + 2H- = 2BH4

- لويس أ- حسب

حمض قاعدة

HSO-

4 )aq( + OH- )aq( = SO4

--

)aq( + H2Oوبرونشتد ب- الوري حسب

حمض قاعدة

عادية احتراق عملية لكن قاعدة وال حمض ال

CH4 )g( + 2O2 )g( CO2 )g( + 2 H2O)g( جـ-

76

هيدروكسيد LiOHالليثيوم

البيروكلوريك المقارنة HClO4 حمض وجه

تباع لون يحولاللون إلى الشمس

األزرق

إلى الشمس تباع لون يحولاألحمر اللون

تباع على التأثيرالشمس

يتفاعل الغاز ويتصاعد H2 يتفاعل

2HClO4 + 2Zn H2 + 2ZnClO4

مع Znالتفاعل

الكهرباء الكهرباء يوصل الكهرباء يوصل توصيل

البيروكلوريك ( 6 حمض محلول بين هيدروكسيد HClO4قارن ومحلولإجابتك , LiOHالليثيوم gمن موضحا ذلك أمكن كلما الموزونة بالمعادالت

حيث : الشمس .1. تباع ورق على التأثيرالخارصين .2. مع التفاعلللكهرباء .3. محاليلهما توصيل

:الحل

77

CH3COO H + Na OH CH3COONa + H2O

يلي :(7 ما الكيميائية بالمعادالت وضح.a. الصوديوم هيدروكسيد مع الخل حمض معادلة

واأللومنيوم- الخارصين غير لمادة المترددة الطبيعة ب

Be)OH(2 +2 H+ Be

++ +2H2O

كقاعدة حمض

Be)OH(2 +2OH- Be)OH(4

--

كحمض قاعدة

78

:الحلأرهينيوس - 1 الماء : حسب في تتفكك ألنها

OHوتعطي -

وبرونشتد - 2 لوري تتقبل : حسب ألنهاNH3 + HCl NH 4 البروتونات .

+ + Cl

-

ذلك . ( 8 فسر درست التي الثالث النظريات بموجب قاعدية مادة النشادربالمعادالت إجابتك gموضحا. الموزونة الكيميائية

لويس - 3 اإللكترونات . :حسب من زوج تمنح ألنها

79

الفـصل الرابع

[] حسابات متعلقة بالحموضة والقواعد

80

2H2O)L( = H3O+

)aq( + OH-

)aq(

Kw = 1×10-14 = 1 ×10-7 × 1 × 10-7

بين س: العالقة H3O] ارسم+

[ , ]OH-

]

الهيدروجيني ) األس الهيدرونيوم :(pHتعريف تركيز عن يعبر بسيط أومقدار

الهيدرونيوم . تركيز لوغاريتم سالب

الهيدروجيني H3O] لو - =pH األس+

7 = 7-10× 1لو = - [

الهيدروكسيدي OH ]لو - =pOHاألس-

7= 7 -10× 1لو= - [

الماء اتزان ثابت ألس الموجبة 14 = 14-10× 1لو= - pKw القيمة

الهيدروجيني ) ] الهيدروكسيدي pH ) األس األس [ (pOH) و

[OH-

]

[H3O+]

حموضة] درجة قياسالمحاليل [

عكسية العالقةالحل :

81

[H3O+] 1× 10-1......... 1×10-6 1 × 10-7 1 × 10-8 ............... 1 × 10-14

القوية : األحماضHCl H2SO4 HNO3

القوية : القواعد Mg )OH(2Ba)OH(2KOH NaOH

المحاليل( : 8-4س ) في متعادل وأيها قاعدي وأيها حمضي التالية المركبات أي؟ المائية

القاعدة تزيدpH

حمض 6 5 4 3 2 1 07

متعادل

قاعدي14 13 12 11 10 9 8

الحمضية تزيد

NH4Cl

CH3CooNa

NaNO3

Bi)NO3(2

AlCl3

K2CO3

متعادل

الحموضة [] مدرج

حمضي قاعدة ملحضعيفة

قوي حمض

قاعدي قوية ملح حمض قاعدةضعيف متعادل قوية ملح قوي قاعدة حمض

حمضي قاعدة ملحضعيفة

قوي حمض

حمضي قاعدة ملحضعيفة

قوي حمض

قاعدي قوية ملح حمض قاعدةضعيف

82

= Cb

نح

الرابع] [ الفصل قوانين

Ka الحمض ثابت

] حمض] [ نحسب الزم gأوالH3O+ ]

ضعيفقوي

=Caن

ح

مل] ] ح~ [ نحسب gأوالH3O+[ الملح[ - OH أو [ نوع حسب

) قاعدي) أم حمضي

Kh التميؤ ثابت

قاعدة] ] [ نحسب الزم gأوالOH

- ]

ضعيفقوي

= ]OH-[Cb×Kb

Kb القاعدة ثابت

[H3O+]=]OH-[

1 ×10-14

= pH -لو[ H3O+]

= pOH -لو[ OH-]

=]H3O+[ Ca × Ka

=]OH-[نح

= CS

نح

[OH-] أو = [H3O+ ]Cs×Kh

[ = H3O+] ن

ح

pH + pOH = 14Kh=

1 × 10-14

Ka

Kh=1 × 10-14

Kb

83

به : مثال لمحلول الوسط نوع 10× 1حدد-5

احسب ثم الهيدرونيوم أيونات من .pHموالر :الحل

تركيز : مثال H3O]احسبيساوي [+ فيه الهيدروكسيد أيونات تركيز محلول 10× 1في

-3درجة م 25عند

:الحل1 ×10-14

[OH-][H3O

+] = =1 ×10-14

1 ×10-3موالر 10-11× 1=

[H3O+] > = 1 ×10

-57-10× 1موالر

pH= -لو [H3O+]

pH= -10×1 لو- 5

pH= 5

حمضي الوسط إذن

بالحموضة] متعلقة حساباتوالقواعد [

84

القوية] : [ والقواعد الحموض على مسائل gأوال

أيونات- 1 تركيز يحوي [+H3O]احسب محلول من 0.2في gموالHCl ملل 200فياحسب ثم المحلول من

[OH-] , pH , pOH. : g كليا يتفكك HCl + H2O H3O+ + Clوالحمض

-

[H3O+]=

ن

ح

[H3O+ ] =

0.2

0.2

[OH-] = = 1× 10-14 موالر

1 ×10-14

1

pH= -1 لو = صفر

pOH= -14= 14 -10×1 لو

:الحل

موالر 1=

القوية : والقواعد الحموض في تعريف كليا تتفكك التي هيالمائية . المحاليل

HCl قوي حمض

85

قيمة مثال: تركيزه PHأحسب الذي الكلور حمض موالر 5- 10 × 1لمحلول.) (g كليا يتفكك الحمض

:الحلاألصلي لتركيزه مساويا الهيدرونيوم تركيز فيكون قوي الحمض

[H3Oموالر 5- 10 × 1 [ = +

pH - = 5 = 5- 10 × 1لو

تركيز ] مثال: H3Oأحسبالهيدروجيني [ )+ أسه النيتروجين حمض محلول =PH )في

1. ) ( g كليا يتفكك الحمضالحاسبة :الحل اآللة

Shiftlog-العدد1

[ .:H3Oموالر 0.1 [ = +

86

0.05

0.1[OH-] = = = 0.5 موالر

.: ن

ح

أيونات- 2 تركيز H3O]احسبيحوي [+ مائي محلول من 0.05في gموالNaOH

المحلول 100في من ملل ( NaOH) g كليا يتفكك

قوية NaOH :الحل قاعدة

[H3O+]=

Kw

[OH-]

[H3O+]=

1 ×10-14

0.5 =2 ×10-14

موالر

87

Ca = = = 0.02موالر

المحلول 0.005أذيب :مثال حجم أصبح بحيث الماء من كمية في الخل حمض من ملل .250مولH3O]احسب- 1

+]الهيدروجيني- 2 األس كامل ) ( pHاحسب غير التفكك الخل = Kaللمحلول .5- 10× 1.8لحمض

:الحل

الضعيفة] : [ والقواعد الحموض gثانيا

المائية . تعريف : المحاليل في gجزئيا تتفكك التي هي

[H3O]+ =Ca ×Ka

[H3O]+ = 1.8 ×10 -5 ×0.02 =6 ×10-4 موالر

0.0050.250 التركي

ز

ن

ح1-

pH= 3.2

pH= -4-10× 6لو

2 - = pH -لو[ H3O+]

ضعيف حمض المادة

88

0.004

0.1Cb = = = 0.04موالر

التركي

ز

ن

ح

[- OH]=Cb ×Kb

:4مثالتركيز H3O]احسب

إذابة [+ من مكون كمية 0.004لمحلول في النشادر من gموالالمحلول حجم يكون بحيث الماء ملل 100من

كامل ) ( غير .Kb = 1.8× 10 -5تفكك :الحل

موالر 10-4× 8.48=

[H3O+]=

1×10- 14

8.48 ×10-4 موالر 10-11× 1.17=

=[OH-]1.8 ×10 -5 × 0.04

[H3O+]=1×10 -14

[OH- ]

ضعيفة قاعدة

89

تركيزه pH وpOH احسب :س أمين 0.1لمحلول لهيدروكسيل NH2OHموالر Kb = 1.1× 10 -8

:الحل

قوتها :س ازدياد حسب gتصاعديا التالية الحموض رتبالنيتروز HNO2 Ka = 5.1× 10 -4حمض

الكبريتوز H2SO3 Ka = 1.7× 10 -2حمضالفسفور H3PO4 Ka = 7.1× 10 -3حمض

:الحلKa = 1.7× 10 -2) الكبريتوز )Ka = 7.1× 10 -3) الفسفور )

Ka = 5.1× 10 -4) ( النيتروز

ضعيفة ا قاعدة أمين .لهيدروكسيل

[ .:OH-] =Cb × Kb

[OH-]=1.1 × 10 -8 ×0.1 =3.32 ×10-5

موالر

pOH= -10× 3.32لو-5

=4.48

pH= 14 – 4.48 = 9.52

تزداد القوة

90

بإذابة : مثال تحضيره تم محلول في الهيدروكسيد أيونات تركيز 0.25احسبلعمل تكفي الماء من كمية في الصوديوم خالت من المحلول 0.5مول من لتر

درجة م .25عند Kh = 5.6× 10 - 10

قاعدي : الحل ملح

:التميؤالهيدرونيوم) ( أو الهيدروكسيد أيونات إلنتاج الماء مع األيونات تفاعل

Cs = = = 0.5موالر

0.25

0.5التركي

ز

ن

ح

[=OH-]Cs ×Kh

[=OH-]5.6 × 10 -10 ×0.5 =1.7 ×10-5 موالر

] : األمالح] ثالثا

91

الهيدروجيني :مثال األس قيمة بإذابة pHأوجد تحضيره تم مول 0.02لمحلولكمية في األمونيوم كلوريد المحلول من حجم كان بحيث الماء ملل .400من

Kb = 1.8× 10 -5

Kw = 1× 10 -14

0.02

0.4Cs = = = 0.05 موالر

التركيز

ن

ح

:الحل

[=H3O+]Cs ×Kh أعط لم العالقة Khولكني من فتحسب

=Kh

Kw

Kb

موالر 10-10× 5.6=

= ]H3O+[Cs ×Kh =5.3 ×10-6 موالر

= pH -5.3 = 6-10× 5.3لو

= Kh

1 ×10 -14

1.8 ×10 -5

=5.6× 10 - 10 × 0.05

حمضي ملح

92

:تعريفهاعند الهيدرونيوم أيونات تركيز في كبيرة تغيرات حصول تقاوم التي هي

إضافة أو قاعدة .تخفيفها أو حمضالوسط* . حموضة درجة تثبيت على تعمل فهي

منظم :مثال محلول عن عبارة الصوديوم وخالت الخل حمض من فمزيجإضافة أثر يلغي أن يستطيع ، ألنه قاعدة أو حمض ضعيف أي حمض فأي

منظم . محلول يعتبر وملحهCH3COO- + H3O

+ CH3COOH + H2O

الخل الخارج حمض من مضاف خالت حمض

المنظمة] [ المحاليل

CH3COOH + OH- CH3COO- + H2O(خالت الخارج) من مضافة الخل قاعدة حمض

م

ظنت

مل

وحل

م

حياتنا في :الكيمياءالحموضة- ) ( .1 درجة ثبات على تحافظ منظما محلوال كيميائية مواد الدم في يوجدوالطالء- 2 المواد بعض ترسيب مثل الصناعية العمليات بعض في كبير دور لها

الجلود . ودباغة بالكهرباء

93

مثال :قدره ) حجم معادلة من ( 100عند )NaOHملل قدره حجم من( 100مع HNO3ملل

حرارة ( 0.25تركيزه ) عند احسب 25موالر للقاعدة .pH م :الحل

التركيز = × الحجم الحمض موالت

الحمض = 0.025 = 0.25 × 0.100موالت

مول

في ألنهما القاعدة موالت نفس وهي

تعادل . حالةموالر 0.25=

1 ×10-14

0.25 =] H3O+[ =4 ×10-14موالر

=pH -13.4 = 14-10× 4لو

= ]OH-[نح

0.0250.100

=

موالت

التركيز

حجم

) لتر)

المعايرة مجهول .:تعريف واألخر التركيز معروف أحدهما بقاعدة حمض معادلة

المعايرة] [

94

1 . القوية- األحماض من الكبريت حمض يعتبر

()

البوتاسيوم- 2 وخالت الخل حمض من مزيج المنظمة المحاليل على األمثلة من

()

الهيدروجيني- 3 األس ضعيفة pHقيمة وقاعدة قوي حمض من مشتق ملح لمحلول

من () .7أكبر

الهيدروجيني * األس ضعيفة pHقيمة وقاعدة قوي حمض من مشتق ملح لمحلول

.7من أقل

على- 4 ويبقي قاعدة أو حمض إضافة أثر يلغي أن يستطيع المنظم pHالمحلول

g تقريبا ()ثابت

الحمض- 5 تفكك ثابت قيمة الهيدرونيوم Kaتتناسب أيون تركيز مع gطرديا gتناسبا

()

تركيز- 6 يكون الضعيفة األحماض حالة الحمض [+H3O] في تركيز نفس يساوي

()األصلي

األحماض * حالة تركيز القويةفي الحمض [+H3O] يكون تركيز نفس يساوي

األصلي

عالمة ) ( 4-1) وعالمة( ) √ ضع الصحيحة العبارات أمام( × اماميلي فيما الخطأ الخطأ :العبارات تصحيح مع

] أسئلة وتمارين [

√

√×

×

√

√

95

ب ) ( أ ) (القائمة القائمة

Kh1

pKw - pHpKw2

pH + pOH [H3O+]3

[OH-]4

pH5

H3O] لو- +]

×Cs

Kw

Ka

Ka × Ca

Kw

Ka

ب ) ( ) ( ( 4-2) القائمة في عبارات من يناسبها ما أ القائمة من اختر

4

2

3

1

5

96

المعدة- .1 إلى وصوله بمجرد اللعاب أميليز إنزيم عمل يتوقفحمضي بها فالوسط المعدة أما قاعدي وسط في يعمل ألنه

وقوية- .2 ضعيفة أمالح هناك توجد الجزيئات هيئة على توجد وال أيونات هيئة على توجد الذائبة األمالح ألن

مفككة .الصفة فتتالشى القواعد مع األحماض تعادل من تتكون األمالح ألن أو

منهما . والقوية الضعيفة

يلي ( 4-3) لما :علل

؟ ( 4-4) من بكل المقصود ماالهيدروجيني : PHاألس

الهيدرونيوم . تركيز لوغاريتم سالب هوالمنظم : المحلول

أيونات تركيز في كبيرة تغيرات حصول تقاوم التي المحاليل هيتخفيفها عند قاعدة .الهيدرونيوم أو حمض إضافة أو

:التميؤ أو الهيدروكسيد أيونات لتوليد الماء مع األيونات تفاعل

الهيدرونيوم .

المتعادل : المحلولصفات من يخلو والذي بقاعدة حمض معادلة من الناتج المحلول هو

القاعدة . وصفات الحمض

97

المحاليل ( 4-6 ) من كل تركيز كان إذا الهيدرونيوم أيونات من تركيز أكبر يحوي التالية المحاليل موالر .0.1أىاألمونيوم- 1 NH4Clكلوريدالهيدروجينية- 2 البوتاسيوم كبيرتات KHSO4أمالهيدروجين- 3 كبريتيد H2Sأم

:الحل

الحرارة ) ( 4-5) درجة اعتبر التالي الجدول في الفراغ م (25امأل

pOHpH[OH-] [H3O+]

Kh = 5.6× 10-10

Kh = 1.3× 10-2

Ka = 1× 10-7

الهيدروجينية البوتاسيوم KHSO4 . gكبريتات تركيزا أكبر Kh = 1.3× 10-2ألنها

6.3العدد - Shift Logاآللة :

0.100 ×10-11

1.00 ×10-3

6.3

11.4

1 ×10-3113

1 ×10-11113

7.7 5.01 ×10-72 ×10-8

2.5 ×10-34 ×10-122.6

98

من ( 4-7) كل تركيز احسبNH3 , H3O

+ , OH

- , NH4

+به محلول في 0.01في النشادر من من 1مول لتر

المحلول Kb = 1.8× 10 -5

Cb = = = 0.01 موالر

0.01

1للنشادر التركيز

:NH3األصلي

ن

ح

:الحل

[ = OH-

]Cb ×Kb

[ = OH-

]موالر 10-4× 4.2= 0.01× 5- 10× 1.8

g أيضا NH4]و+] = 4.2× 10

-4والحجم الموالت عدد لتساوي موالر

الهيدروكسيد مع

[ = H3O+

]1 ×10-14

4.2 ×10-4

موالر10-11× 2.35=

أخر : NH4]لحساب حلالمعادلة [+ NH3)aq( + H2O)L( = NH4 نكتب

+

)aq( + OH-

)aq(

[OH-

[ × ]NH4

+]

Kb=[NH3]

1.8 ×10-5

=1

4.2 ×10-4 ×[NH4

+]

0.01=

NH4] = 4-10 × 4.2موالر += ]

1.8 ×10 -5 × 0.01 4.2 ×10- 4

NH3 + H2O = NH4

+ + OH

-

99

تركيزه (9- 4) البالغ الصوديوم خالت لمحلول الهيدروجيني األس احسبإن 0.1 حيث موالر

Ka= الخل 5-10 × 1.8لحمض

:الحلالصوديوم قاعدي ) (CH3COONaخالت ملح

نحسب كاألتي :[-OH]إذن = ]OH-[Cs ×Kh

= ]OH-[5.5 ×10 -10 ×0.1 =7.4 ×10-6 موالر

موالر 10-9× 1.34=

= pH -8.87 = 9-10× 1.34لو

= Kh1× 10-14

1.8× 10-5

= ] H3O+[1 ×10-14

7.4 ×10-6

= 5.5× 10-10

100

الهيدروجيني (4-10) األس أن عرفت حمض pHإذا تركيزه HCNلمحلول يبلغ الذييساوي 0.1 ؟ 5.2موالر الحمض تفكك ثابت يكون كم

ضعيف HCNالحل : حمض= ]H3O+[ Ca × Ka

الطرفين بتربيع

( 6.3 × 10-6 ) 2 =0.1 × Ka

3.97× 10-10 = Ka

)6.3 × 10-6 (2

0.1=

6.3 × 10-6 =0.1 × Ka لـ) المقابل (5.2العدد

101

H3O]احسب (:11 - 4)+

] , [OH-

بمزج [ تحضيره تم محلول من 50في مللمن 49موالر , 0.2تركيزه HCLمحلول موالر .0.2تركيزها NaOHملل

:الحلالموالت عدد

التركيز

الحجم

) لتر )

التركيز = × الحجم الموالت عدد

الحمض = موالت مول 0.01 = 0.2× 0.050عدد

القاعدة = موالت مول 0.0098 = 0.2 × 0.049عدد

تعادل = دون المتبقي الحمض موالت = 0.0098 – 0.01عدد

مول 0.0002

المحلول = 0.0002ملل 99 = 49 + 50حجم

0.099

= ]OH-[1 ×10-14

0.002

موالر 0.002=

موالر10-11× 0.5=

] H3O+[ن

ح = =

102

الفـصل الخامس

[] األكسدة واالختزال

103

لعملية] القديم المفهومواالختزال [ األكسدة

األكسجين : األكسدة مع المادة تفاعل

الهيدروجين : االختزال مع المادة تفاعل

N2 + O2 2NO

N2 + 3H2 2NH3

104

:مثال

لإللكترونات . :التأكسد العنصر فقدالمختزل . :العامل اإللكترونات يفقد الذي العنصر هولإللكترونات . :اختزال العنصر اكتسابمؤكسد اإللكترونات . :عامل يكتسب الذي العنصر هو

األكسدة] [ أعداد

األكسدة - صفر 3 +2عدد

األكسدة عدد الشحنة :تعريف مقداراأليون . على الموجودة

لعملية] الحديث المفهومواالختزال [ األكسدة

Mg + O Mg++ + O- -

تأكسد مختزل عامل

اختزالمؤكسد عامل

اإللكترونات

أكسدة تحفظ) (أعداد

الهيدروجين

الحر العنصر) الطليق)

األكسجين

خاصة : حاالتمثل ) ( األكسجين* الفوقية األكاسيد / K2O2في

H2O2 / Na2O2هيدريدات ) ( * وتسمى الفلزات مع الهيدروجين

LiH / CaH2مثل

S--Al+++Na

- (1)

(-OH)الهيدروكسيد األولى ,Cl , Br , I Fمثل والهالوجينات المجموعة وعناصر

Li , Na , K

2-1-صفر1+

105

التالية : : مثال المركبات في األكسدة عدد احسب

في- 1 للمنجنيز األكسدة عدد KMnO4احسب

-8+ صفر = 1س+ 7س = +

في- 2 للمنجنيز األكسدة عدد MnO4احسب-

-8- = 1س+ += 7س

في- 3 للكروم األكسدة عدد Cr2O7احسب- -

2س= -14+2-12س = 2

6س =

3-2-1-صفر1+ 2 +3+

األكسدة ) ( عدد في زيادة تأكسد

عدد ) في نقصان اختزالاألكسدة (

األكسدة] [ خط

106

MnO4-

16H+ + 10e- + 2 MnO4- 2Mn++ + 8H2O

التفاعل] نصف بطريقة واالختزال األكسدة المعادالت وزنإلكترون) – ( [ األيون طريقة

قاعدي وسط في حمضي وسط في

:مثال

MnO4

- + Sn

++ + H+ Mn

++ + Sn

4+ + H2O

حمضي وسط في وازن

g ثالثااألكسجين وزن

g أوالحسابات

g ثانياالشحنات وزن

g رابعاالهيدروجين وزن

g أوالحسابات

1

g أوالgأوالgثانيا

2

5Sn++ 5Sn4++ 10e-

1

2

16H+ + 2MnO4- + 5Sn++ 2Mn++ + 8H2O + 5Sn4+ بالجمع

24 = 16 + 2 – 10 24 = 4 + 20التأكد : بالطرفين الشحنات مساواة من

األولى × 5والثانية × 2بضرب

+2+7

+4 +2

8H++ 5e -+ Mn++4H2O

Sn++ Sn4++ 2e-

+

107

الشحنات 1( .حساب

الشحنات 2( .وزن العالي للطرف اإللكترونات بإضافة

األكسجين 3( المحتاج .وزن للطرف ماء بإضافة

الهيدروجين 4( في ) H+ بإضافة وزن المحتاج للطرفالحمضي ( الوسط

نضيف القاعدي الوسط في و H2Oأما الناقص -للطرفOH . العالي للطرف

:الخطوات

108

Fe++ + MnO4- Fe+++ + Mn++

حمضي وسط في : وازن

×5

1+3+2

g أوال أوال ثانيا

v+ +2 g ثانيا

الشحنات وزنg أوال

الحسابات

g أوال ثالثااألكسجين وزن

بـ األولى 5بضرب5Fe++ 5Fe+++ + 5e-

8H+ + 5e- + MnO4- Mn++ + 4H2O

5Fe++ + 8H+ + MnO4- 5Fe+++ +Mn++ + 4H2O

بالطرفين : الشحنات مساواة من التأكد

2 +15 = 17-1 + 8+ 10 = 17

رابعا الهيدروجين وزن

Fe++ Fe+++ +1e-

8H+ MnO4-5e- Mn++

+4H2O++

بالجمع

2

109

قاعدي: وسط في وازن س

ClO- + CrO2

- CrO4

-2 + Cl

-

×3

g g ثانيا أوال gأوال ثالثا1+

) الهيدروجين ) وزن رابعا رابعااألكسجين وزن

1-

×2

6H2O + 6e- + 3ClO- 3Cl- + 3H2O + 6OH-

8OH-

+ 4H2O + 2CrO2

- 2CrO4

-2 +6e

- + 8H2O

2OH- +3ClO- +2 CrO2- 3Cl- +2CrO4

-2 +H2O

بالطرفين الشحنات مساواة من التأكد

-4-3- = 7-2-3-2-=7

63

الهيدروجين وزن

g g رابعا ثالثاأوال أوال g رابعا ثانيا

ClO- Cl-2 H2O+ +H2O

+2OH-2e-+

4OH-

+ 2H2O+ CrO2

- CrO4

-2

+3e- +4H2O

الجمع

1

2

األولى × 2والثانية ×3بضرب1

2

110

Zn Zn++ + 2e-

Cu++ + 2e- Cu

Zn + Cu++ Zn++ + Cu

كيميائي . :تعريفها تفاعل نتيجة كهربي تيار تنتج خليةالجلفانية س: للخلية والمعادالت البيانات كتابة مع ارسم

(Zn/Cu++

.)

) المصعد (

) المهبط (بالجمع

األيسر ) األيمن (Znالكأس الكأسالنحاس) (

مهبط •مصعد •

اختزال •أكسدة •

اإللكترونات • منه إليه •تخرج تذهباإللكترونات

لوح • وزن ينقصالخارصين

لوح • وزن يزيدالنحاس

األيونات • األيونات •تزيد تقل

الكهروكيميائية] [ الخاليادانيال) ( خلية الجلفانية الخلية

111

المصعد اإللكترونات ) ( : :تعريف منه تخرج الذي المسري اللوح

المهبط اإللكترونات ) ( . :تعريف إليه تذهب الذي المسري اللوح

الخلية] [ جهد على المؤثرة العوامل

الخلية( ) ( .1 قطبي المادة نوع

المحاليل( 2 تركيز

حسب الجهد فرق ويزيد النواتج وتزيد التفاعل سرعة تزيد التركيز زيادة

لوشاتلية . مبدأ

: البطاريات أنواعالجافة .• البطاريةالساعات ) (• في تستخدم الحجم صغيرة وهي الفضة أكسيد بطارية• ) سائلة ) خاليا عدة من تتكون رصاصية مراكم السيارات بطاريات

التالي . على بعضها مع مربوطة

القطب : جهد تعريف

االختزال . أو األكسدة لعملية األقطاب قابلية مدي

112

القياسي القطب جهد :Eتعريفمعيارية . ظروف عند يقاس عندما القطب جهد هو

المعيارية تركيز ) الظروف ضغط ” “ / = 1أي السوائل حالة في في ” 1موالر جويحرارة “ / الغازات م (25حالة

الكهروكيميائية] [السلسلةأخرى : مسميات

الكهروكيميائية . الدافعة السلسلةاإلزاحة . سلسلة أو

القياسية . الجهود سلسلة أو

. لالختزال قابليتها حسب gتنازليا األقطاب جهود رتبت

. لالختزال قابليته زادت عالية القياسي الجهد قيمة كانت كلما

؟ : لألقطاب القياسية الجهود تعيين تم كيف سصفر : ) = ( قيمته الهيدروجين لقطب بالنسبة قيست جـ

للخلية] [ القياسي الجهد

113

مقارنه المختلفة لألقطاب القياسية الجهود قياس عملية على gوبناءلعملية مادتها لقابلية وفقا الجهود تلك رتبت الهيدروجين بقطب

) إلى ) جهدا األقل من المواد فيه تتدرج جدول سلسلة في االختزالأعلى .

114

أكسدة

اختزال

Zn + Cu++ Zn++ + Cu

E E - E اختزال = الخلية أكسدة ( Cu)جهد

((ZnE فولت 1.1 = ) 0.76 - ( – 0.34+ =

للخلية] القياسي الجهد [ Cell Eحساب

للخلية القياسية الجهود احسب

كالتالي : هي القياسية الجهود بأن gعلما

:ملحوظاتالجهد- 1 و اختزال له يحدث األعلى الجهد

أكسدة . له يحدث األقلالناتج- 2 الخلية جهد إشارة كانت إذا

كهربي) +( . تيار ويعطي تلقائي التفاعل يحدثتيار) - ( إلى وتحتاج تلقائي التفاعل يحدث ال

كهربي .

مثال :

E cu+ 0.34فولت =

E Zn- 0.76 فولت = :الحل

الخلية جهد

االختزال = – القانون : لقطب القياسي الجهد للخلية القياسي الجهداألكسدة لقطب القياسي الجهد

115

التيار * بمرور يتحلل ولكن gتلقائيا يتحلل ال الهيدروجين يوديدعند , / اليود ويتراكم المهبط عند الهيدروجين غاز ويتصاعد الكهربي

المصعد .

2H+ + 2e- H2

2I- + 2H+ I2+ H2

2I- I2 + 2e

-

بها ) - ( .تعريف : كهربي تيار بإمرار التفاعل على وتجبر جهدها ألن gتلقائيا للتفاعل تميل ال موادالهيدروجين : مثال يوديد مصعد) ( .HI تحليل

مهبط) (

الكهربي] [ التحليل

بالجمع

) مصعد)

يترسب اليود

يتصاعد

H2غاز

) المهبط)

+ 2e-2e-

116

الكهربي التحليل خليةالكهروكيميائية الخلية

الجلفانية) ( الخلية

تلقائي • غير تلقائي •التفاعل التفاعل

إلى ) • تحتاج بل كهربي تيار تولد الكهربي ( تيار

كهربي • تيار تولد

سالب ) (• موجب ) (•جهدها جهدها

طاقة • الكهربائية الطاقةكيميائية

طاقة • الكيميائية الطاقةكهربائية

من : تتكوننفس / • من قطبين واحد حوض

توجد / / ال واحد محلول النوعملحية قنطرة

من : تتكونمختلفين / / • قطبين حوضين

ملحية / قنطرة محلولين

تعطي

الكهربي] ) ( / [ التحليل وخلية الجلفانية الخلية الكهروكيميائية الخلية بين مقارنة

تعطي

117

واالختزال* : األكسدةضار- ) (1 األطعمة لون تغيرالجوية- , , 2 للتغيرات مقاومة يكسبه األلومنيوم تأكسد

مفيد . ) ( الطائرات صنع في يستخدم ولذلك3. ) مفيد- ) الكيميائية المواد بعض تصنيع

الكهربي** : التحليلوفوائده ) ( : المعادن تلبيس الكهربي الطالء أو الفلزي الطالء

1. والرونق- الجمال إعطاءالتآكل- .2 من وقاية

حياتنا) ( في الكيمياء

118

] أسئلة وتمارين [

في- الكروم Cr2O3 أصفر= 2 + 6- س

6س = +2 = 3س

في- المنجنيز MnO2ب

صفر + = 4- س4س = +

في- الكلور HClO3جـ

صفر = 1س + +6 - 1 – 6س = +5س = +

في- البورون Na2B4O7د

صفر = 2س + 4 +14 - 12س = 4

3س =

في - األكسجين K2O2هـ

صفر = 2س + 22س = -2

1س = -

في- اليورانيوم K2UO4 و

= 2س + + 8- صفر

2 -8س = + = 6س

في- الكروم K2Cr2O7ز

صفر = 2س + 2 + 14- 2 -14س = 2 12س = 2

6س =

األكسدة :(5-1) عدد احسب

119

2e- + 2Ag+ 2Ag

الثاني) ( النصف

ملحية( .1 قنطرة بوجود إال وعائين من المكونة الجلفانية الخلية في تفاعل يحدث الالدائرة .جـ : إكتمال على تعمل ألنها

الكهربي( .2 التحليل خاليا في ملحية قنطرة إلى نحتاج الواحد .جـ : حوض في التفاعل لحدوث

الفلور( .3 مع مركباته في موجب يكون أنه إال مركباته معظم في سالب األكسجين أكسدة عدداألخرى .جـ : العناصر من سالبية وأعلى الفلور من سالبية أقل ألنه

علل :( 5-2)

اآلتية : (5-3) العمليات من كل في gموزونا الكامل والتفاعل التفاعل نصفي اكتب.a. الثنائي الخارصين أيونات ويعطي الهيدروجين غاز ليطلق الكلور حمض مع الخارصين تفاعل

األول) ( النصف

2e- + 2HCl 2Cl- + H2

Zn + 2HCl 2Cl- + Zn++ + H2

النصف) الثاني (

Zn Zn++ + 2e-

الفضة- . نيترات محلول في النحاس من سلك انحالل بCu Cu++ + 2e- ) (األول النصف

Cu + 2Ag+ Cu++ + 2Ag

بالجمع

بالجمع

F 4

O 3.5

Cl 3

Br 2.8

C , I 2.4

H 2.2

الكهربية السالبية

120

منها (5-4) كل تركيز البالغ التالية المحاليل من كل في النحاس من gسلكا غمسنا إذا يحدث .0.1ماذا موالر

يمر التيار

كهربي يحدث وال

تفاعل

يمر التيار

كهربي يحدث وال

تفاعل

تيار يمركهربي ويحدث تفاعل

يمر التيار

كهربي يحدث وال

تفاعل

0.34

-0.44

0.34

+0.8

0.34

-0.76

0.34

صفر

121

Mg + NO3

- Mg+2 + N2

(5-5 )حمضي -1 وسط في وازن

:الحلأكسدة نصف

اختزال نصف

صفر2+

gثالثا10+صفر

g رابعا

5Mg 5Mg+2 + 10e-

12H+ + 10e- + 2 NO3- N2 + 6 H2O

5 Mg + 12H+ + 2 NO3

- 5 Mg+2 + 6 H2O + N2

بالطرفين الشحنات تساوي من 12 + 2= - 10 + التأكد

× 5

أوال ثانياأوال

أوال أوالثانيا

بالجمع

Mg Mg+2 +2e-

12H+

+ 10e-

+ 2 NO3

- N2 +6 H2O

األول × النصف ثم 5بضربالجمع

+10 + = 10

122

BrO- Br

- + BrO3

- حمضي - 2 وسط في وازن

:الحل

-1+1

+5+1

× 2

أكسدة نصف

اختزال نصف

2 H2O + BrO- BrO3

- + 4e

- + 4H

+

4H+

+ 4e- + 2BrO

- 2Br

- + 2H2O

BrO- +2BrO

- BrO3

-+ 2Br

-

بالطرفين الشحنات تساوي من 3-= 3 -التأكد

بالجمع

g ثالثا gأوالرابعا أوال ثانيا

رابعاgثانياأوال أوال gثالثا

2 H2O+ BrO- BrO3-

+4e- +4H+

2H++ 2e-+ BrO- Br- +H2O

1

2

الثانية × المعادلة الجمع :2ضرب ثم

123

H2O2 + I- + H+ H2O + I2

2H+ + H2O2 + 2 I- 2H2O + I2

صفرصفر

التفاعل -3 نصفي بطريقة حمضي وسط في وازن

رابعا4-2-

2-صفر

المعلوم ) + :الحظ هو الهيدروجين فإن الهيدروجين مع األكسجين وجد و( 1إذا ( ) األكاسيد ) في دائما المتغير هو األكسجين المتغير أو المجهول هو األكسجين

الفوقية ( .

الحل :

ثانياأوال أوال

أوالأوال ثانيا

بالجمع

2H++ 2e-+ H2O2 2H2O

2 I- I2 + 2e-

الشحنات تساوي من التأكدبالطرفين

ذرات عدد لوزن األمر بادئ فياألكسجين

124

قاعدي . - 4 وسط في وازن

CLO- + Fe)OH(3

CL- + FeO4

الحل :

g ثالثاgرابعا-1+1

g رابعاgثانيا

+6+3g ثالثا

6H2O + 6e- + 3CLO

- 3CL-+ 3H2O + 6 OH

-

10OH

-+ 2H2O + 2Fe)OH(3

2FeO4

-2+6e- + 10H2O

بالطرفين التأكد الشحنات تساوي من-4- 3- = 7-4- 3- = 7

g رابعا

أوالأوال

أوالأوال gثانيا gرابعا

بالجمع3CLO

- + 2Fe)OH(3 + 4OH

- 3CL -+ 2 FeO4

-2 + 5H2O

×3

×2

2H2O+ 2e-+ CLO- CL- +H2O +2 OH-

Fe)OH(35OH-+ H2O+ FeO4-2

+ 3e- +5H2O

1

2

األولى × 2والثانية × 3بضرب

-2

125

عمليات (5-6) في أمالحه من القصدير طرد على األلومنيوم قدرة من يستفادفلز من نقية صورة على لتلك الحصول الممثل التفاعل هذا كان فإذا ، القصدير

التالية : الصورة على يختصر العملية

2Al)S( + 3Sn +2 )aq( 2Al +3 )aq( + Sn)s(

اختزال

أكسدةيأتي : عما فأجب جلفانية خلية في التفاعل هذا مثل فإذا

؟( , gمهبطا وأيهما gمصعدا يكون الفلزين أى أ

2 أكسدة Al 2Al+3 + 6e-) مصعد(

6 اختزال e- + 3Sn+2 3Sn ) مهبط (

Sn+2المهبط Alالمصعد

كل( نوع gمبينا التفاعل نصفي اكتب بمنهما .

الجهد ( احسب لألقطاب القياسية الجهود جدول إلى بالرجوع جـللخلية القياسي

Sn = -0.14Al = -1.66األكسدة = – جهد االختزال جهد للخلية القياسي الجهد

فولت 1.52 ( = + 1.66 – ) -0.14 = -

126

الخارجية- . الدائرة على التيار اتجاه gمحددا للتفاعل الجلفانية الخلية ارسم د

مهبط

Sn

محلول كبريتات القصدير

SnSO4

مصعد

Al

محلول كبريتات األلومنيو

م

Al2)SO4(3

قنطرة ملحية

e-

e-

127

غير . (5-8) من التلقائية التفاعالت ميز لألقطاب القياسية الجهود إلى بالرجوعالالزمة . الحسابات بإجراء يلي .التلقائية مما حالة كل في

مختزل :( 5-7) كعامل األقوى من ابتداء التالية المواد رتب I2, Cu, F2, Zn,Fe2+

+ 0.54+0.34+2.87-0.76-0.44

األخير

Zn+2 + 2Cl- Zn + Cl

اختزال

أكسدةE cl=+ 1.36. فولت E Zn= - 0.76. فولت

الخلية االكسدة= – جهد جهد االختزال جهدفولت 2.12 = -1.36 – 0.76= -

سالبة اإلشارة ألن تلقائي غير التفاعل

:الحل

:الحل

اختزال

أكسدة

2Fe+3 + Sn 2Fe+2 + Sn+2

E Fe=+ 0.77 فولت E Sn= - 0.14. فولتالخلية االكسدة= – جهد جهد االختزال جهد

فولت 0.91( = + 0.14– )- 0.77= + موجبة اإلشارة ألن تلقائي التفاعل

+2

-2

صفر

صفر

+6

صفر

+4

+2

الثانياألول الثالث الرابع

128

موجب- .1 للخلية القياسي الجهد ألن تلقائي التفاعل

للجاليوم- 2 القياسي الجهد إيجاد

األكسدة- 3 تفاعل 2Ga 2Ga+++ + 6 eنصف-

االختزال تفاعل 3Zn++ + 6e- 3Znنصف

الكامل 2Ga + 3Zn++ 2Ga+++ + 3Znالتفاعل

0.23- = 0.76 - E ) Ga(

E E - E اختزال = الخلية أكسدة ( Zn)جهد

((Ga

الخارصين( 5-9) كبريتات محلول في الخارصين من صفيحة ZnSO4غمستالجاليوم ( 1.0تركيزه ) كلوريد محلول في الجاليوم من صفيحة وغمست ، موالر

GaCl3( 1.0تركيزه ) عند جلفانية خلية لتكوين الالزمة المتطلبات وكملت ، موالرتساوي ) 25الدرجة الخلية لتلك الفولتميتر قراءة كانت فإذا ، ، ( 0.23 م فولت

يلي : عما فأجب الجاليوم جهد من أعلى الخارصين جهد وكان؟ - 1 ولماذا ، ال أم تلقائي التفاعل هلللخارصين- 2 القياسي الجهد بأن علما للجاليوم القياسي الجهد احسب

فولت .0.76يساوي -للخلية- .3 الكامل والتفاعل التفاعل نصفي اكتبعلى- 4 البيانات جميع موضحا أعاله المذكور بالتفاعل الممثلة الخلية ارسم

الرسم .الحل

E ) Ga( = -0.99 فولت

129

الرسم- 4

مهبط

Zn

اختزا)ل(

محلول ZnSO4

مصعد

Ga

أكس)دة(

محلول

GaSO4

قنطرة ملحية

e-

e-

Zn++Ga+++

130

للخلية( 5-10) القياسي الجهد و الكامل والتفاعل التفاعل نصفي استنتج: التالي بالشكل الممثلة الجلفانية

:الحل

) المصعد) X++ + 2e- Xعند

) المهبط ) +2y 2e-+2yعند

الكلي X+++2y +X+2y التفاعل

للخلية القياسي - الجهد الجهد= االختزال لقطب القياسي الجهد. لألكسدة القياسي

= 0.80-( - 0.44.) =1.24. فولت

xy

X++Y+

0.44الجهد = -فولت

0.80الجهد = فولت

131

. , الهيدروجين- غاز يتصاعد أيهما وعند غازالكلور يتصاعد أن تتوقع القطبين من أي عند أ(. اإلجابة : ( , ) المهبط ) عند الهيدروجين وغاز المصعد عند الكلور غاز يتصاعد

. البيانات- سائر عليها موضحا العملية في حدث ما تمثل تحليلية خلية جهاز ارسم باإلجابة :

, ؟- ولماذا الزمن بمرور الكلور حمض أيونات لتركيز يحصل أن تتوقع ماذا جـأيونات اإلجابة : إلى لتحلله تركيزه و (-H+, Cl)يقل الكلور غاز جزيئات تكون التي

التي تتصاعد.الهيدروجين

(5 -11 , : الكلور( مكوناته إلى فتحلل الكلور حمض لمحلول كهربائي تحليل أجري: , اآلتي عن أجب الهيدروجين و

+ -

Cl2H2

مصعدمهبط

H+Cl

-

132

عملية( 5-12) في الكهربائي الكيميائي الطالء مصانع أحد مهندس استشاركتتضمن المصنع بها كلفه , طالء بلون منزل لبوابة حديدي مقبض قطعة طالء

: التالية, تساؤالته على اإلجابة على ساعده نحاسي

, أ- : الثنائي الحديد كلوريد العملية في إلستخدامه يصلح التالية المحاليل أي

الثنائي , الحديد الثنائي .كبريتات النحاس سيانيد

عند ) ب- ذلك هل الحديدي المقبض أصل الكهربائي التيار قطبي أي في

عند أم القطب؟ ( , المهبطالمصعد ذلك إشارة سالبوما

: ج- اآلتي من للخلية الثاني القطب في ضعها و المناسب المادة , نحاسما

حديد , . كربون

يجب , د- التي التغيرات فما بالفضة المقبض طالء في المصنع مدير رغب لو

السابقة؟ الخلية على تجريها أن

.اإلجابة : الفضة من سيكون الثاني القطب و فضة نترات سيكون المحلول

133

(5-13: يلي( مما فقرة لكل المتاحة الخيارات بين من الصحيحة اإلجابة اختر

:أ- في الكيميائي التفاعل خالل من الكهربائي التيار ينشأ.1. التحليلية الخاليا.2. الجلفانية الخاليا.3. المعدني الطالء عمليات.4. المعادن تآكل مقاومة عمليات

:ب- في تلقائية بطريقة الحدوث على تلقائي غير كيميائي تفاعل إجبار يمكن.1. كهربائيا الذهب بفلز النحاس تلبيس عملية.2. السيارات بطاريات.3. الشمسية الكهربائية الطاقة بطاريات.4. الجافة الخلية

الخاليا ج- في الكيميائي التفاعل خالل الزمن بمرور انحالل له يحدث الذي القطب ما: هو الكهروكيميائية

.1. الجلفانية الخلية في المصعد

.2. الجلفانية الخلية في المهبط

.3. الجلفانية الخلية في والمهبط المصعد

.4. األقطاب من ألي انحالل يحدث ال

:د- الجلفانية الخلية جهد على يؤثر ال يلي مما أي.1. الحرارة درجة زيادة.2. المهبط محلول تركيز نقصان.3. المصعد محلول تركيز زيادة.4 . الخلية عائي و حجم نقصان

134

الفـصل السادس

[] النيتروجين ومركباته

135

[النيتروجين] N2

المجموعة* في عنصر الدوري .5أول بالجدول أالصناعة: .س في النيتروجين تحضير طريقة اشرح

الصناعة : في تحضيرهدرجة ألن األكسجين قبل النيتروجين فيتبخر المسال للهواء الجزئي بالتقطيرإلى , مسخن نحاس على بإمراره األكسجين من وينقى أقل النيتروجين غليان

اإلحمرار . درجةالنيتروجين - غليان األكسجين = - م 196درجة غليان م .183درجة

معادلة: – – وكتابة الرسم مع المختبر في النيتروجبن تحضير طريقة اشرح سالتفاعل .

المختبر : في نقية .تحضيره بصورةأسفل: س إلى الماء بإزاحة النيتروجين يجمع عللالماء .:ج في يذوب ال ألنه

NH4NO2 N2 + H2O

األمونيوم نيتريت

قمع

حامل

موقد به حوضماء

يجمع مخباربه N2غاز

به دورق

المواد) المتفاعلة (

136

الفيزيائية : النيتروجين خواصالتنفس .1. أو االشتعال على يساعد الالماء .2. في الذوبان قليلالشمس .3. تباع على يؤثر ال

الكيميائية : ) ( .س التفاعالت في خامل كوسط تستعمل أو خاملة أو gجدا ثابتة النيتروجين جزيئات علل

ثالثية: ج برابطة مرتبطتين ذرتين من يتكون الجزيء والطاقة N Nألنالرابطة هذه لفك مول / 225كبيرة = الالزمة سعر كيلو

نيتريد** مثل نيتريدات تسمى الفلزات مع النتروجين مركبات. Mg3N2الماغنسيوم

شيلي** ملح هيئة على الطبيعة في النيتروجين NaNO3يوجد

في: / / استخدامه • خامل وسط النيتروجين حمض النشادر صناعة فياألطعمة / / حفظ التبريد الحية / .التفاعالت األنسجة حفظ

137

المختبر : في تحضيرهامع : – المختبر في النشادر تحضير طريقة اشرح س

المعادلة – . وكتابة الرسم

األمونيا] ) ( [ النشادر "NH3 "

هابر ) (: طريقة المباشر التفاعل

في تحضيرهاالصناعة :

N2 + 3H2 2NH3 + 5000 حرارةI / ض جوي 200 – 100م

Fe3O4 أكاسيد أو المنيوم أكاسيدبوتاسيوم

منشطة) ( ) مادة حافزة مادةللحافز (

تحليل) منمن أو الماء

الغاز الطبيعي(

من) الجو (

الح: ل

2NH4Cl)s( + Ca)OH(2 CaCL2 + 2NH3 + 2H2O

جير مسحوقجاف مطفي مخبا

ر

حامل

نشادر

ماسك ) حامل)

دورق المتفاعلة ] ) [ NH4Cl)s( +Ca)OH(2المواد ~

موقد

138

النشادر : عن الكشفنفاذة . - 1 رائحتهاألزرق .- 2 إلى الشمس تباع لون يحول

بـ- 3 مبللة زجاجية ساق مع بيضاء سحب HClيكونالزئبق- ) 4 نترات الزئبقوز بنترات مبللة ورقة ((1)يسود

NH3 + HCl NH4Cl

الماء .:س في الذوبان شديد النشادر غاز أن بها توضح تجربة اشرحالنشادر ) ( ج: نافورة النافورة تجربة

التجربة : خطواتضيق .1. أنبوب منه ينفذ محكم بسداد ونسده النشادر بغاز مملوء دورق نحضرفينولفثالين ) (2. ودليل ماء به أخر دورق في األنبوب طرف وندخل الدورق نقلبالهواء .3. ننفخ الملتوي نبوب األ من

علل: أسفل :س إلى الهواء بإزاحة النشادر يجمعالهواء: .ج كثافة من أقل كثافته ألن

على :المشاهدة بشدة الماء يندفعنافورة . هيئة

الذوبان :االستنتاج شديد النشادرالماء . في

النشادر : استخداموكسماد / / ، األسمدة النيتروجين حمض صناعة

في / / المتفجرات البقع وإزالة األصباغالطب / . في والتنظيف التبريد

فينو + ماءلفثالين

النشادر نافورة

مملوء دورق

النشادر بغاز

نفخ

139

المختبر : في تحضيره

:خواصه. حلوة رائحته حلو طعمه. والكحول الماء في يذوب. االشتعال على يساعد) ( الشمس تباع على يؤثر ال متعادل. الهواء من أثقل

الجوي .:س الهواء من أكثر االشتعال على يساعد النيتروز أكسيد غاز علليعطي :الحل يتفكك عندما االشتعال ألنه على يساعد فهو أكسجين حجمه

الذي الجوي الهواء من أكسجين .يعطي أكثر حجمه

NH4NO3 N2O + 2H2O

أمونيوم نترات

2N2O = 2N2 + O2

النيتروز ) المخدر ( " "أكسيد أو المضحك الغازN2O

السباق / .استخدامه : سيارات في التخدير في

13 1

5

140

النيتروجين) ( أكسيد ثانيNO2

4HNO3 + Cu Cu )NO3(2 + 2NO2 + 2H2O

ساخن مركز

2 -

المختبر ) ( في بطريقتين تحضيره

2NO + O2 2NO2 اللون أحمر غاز

1-

2NO2 N2O4

الثنائي النيتروجين أكسيد رابع

تبريده تبريده- 2

:تفاعالته

الماء- 1 مع (تفاعله النتريك ) حمض النيتروجين حمض ليعطي الماء مع يتفاعل

الثنائي : .1س النيتروجين أكسيد رابع إلى النيتروجين أكسيد ثاني تحويل معادلة وكتابة التفاعل ظروف حدد

الثنائي: .2س النيتروجين أكسيد رابع على الحرارة أثر بالمعادلة وضح

141

المختبر : في حمض تحضيره مع البوتاسيوم أو الصوديوم نترات بتقطيرالمركز . الكبريت

NaNO3 + H2SO4 NaHSO4 + HNO3 مركزوق

وى الصوديوم الصوديوم بيكبريتات نترات

2NO + O2 2NO2

3NO2 + H2O 2HNO3 +NO

النيتروجين) ( النيتريك حمض حمض أو

في تحضيرهالصناعة :

بأكسدة* النشادر :

4NH3 + 5O2 4NO + 6H2Oبالتين ساخن

يمرر ببطء

النشادر

أمالحه ) ( ) ( من gثباتا أقل قوة األقل يطرد gثباتا أكثر القوي الحمض

حامل

اختبار أنبوببها HNO3يتكثف

ثلج

معوجة

موقد

للنتروجين األكسجينية النيتروجين( 1الحموض الهيبونيتروز( HNO3 2حمض 2(HNO)حمضالنيتروز( 3 HNO2حمض

مواد متفاعلة

اكتب: ) ( ؟ المختبر في النيتريك النيتروجين حمض تحضر كيف سالجهاز وارسم ، التفاعل ؟ معادلة استعماالته أهم وما ، المستخدم

HNO3

142

) النتريك ) حمض النيتروجين حمض :خواصويكون* الحرارة أو للضوء تعرضه عند النيتروجين حمض المعادلة : NO2يتفكك حسب

4HNO3 = 4NO2 + 2H2O + O2

نيتروجين اكسيد ثاني) اللون) بني

حرارة أو ضؤ

مكونا ج: يتفكك في NO2ألنه يذوب الذي لالحمرار المائل البني اللون ذاأصفر . لونا ليكسبه الحمض

للضوء ) ( , . :علل: س تعرضه عند أصفر gلونا يكتسب أنه إال له لون ال النيتريك النيتروجين حمض

شفافة علل : س: وليست اللون قاتمة زجاجات في النيتروجين حمض .يحفظ

يتفكك .ج: فال بالضوء يتأثر ال حتى

قوي * . مؤكسد عامل

الماء * . في تماما يتفكك قوي حمض

النترات * . أمالح مكونا والقواعد الفلزات مع يتحد

كثير / / استخدامه : إذابة األسمدة صناعة والمتفجرات األصباغ صناعةالماء / تكوين الفلزات ،% 65الملكي ) من الكلور % 35حمض

من ( وغيره الذهب يذيب الذي النيتروجين تذوب حمض ال التي الفلزاتاألحماض . في

143

طبيعية الكيميائية أسمدة األسمدةالصناعية

األسمدة) النيتروجينية(

مركبة

بسيطة

شيلي ) ( ملح الصوديوم نتراتNaNO3

البارود ) ( ملح البوتاسيوم نترات KNO3

النترات- 1النتروجينية : األسمدة أهم

NH3 + HNO3 NH4NO3

2NH3 + H2SO4 ) NH4(2SO4

األمونيوم- :2 أمالحاألمونيوم نترات

األمونيوم كبريتات

الكربون ) ( اليوريا- 3 حمض أميد NH2CONH2ثنائي

2NH3 + CO2 NH2CONH2 + H2O عالى ضغط/

م 200

أو / بكتريا الماءإنزيمات اليوريا سماد االستعمال / : مميزات سهل بالنيتروجين غني

لألجهزة / تآكل يسبب ال والنقلإلى : عيوبها النسبية الرطوبة تصل عندما الماء تمتص متميعة

72 %

) الحيوانات) روث

عنصر على تحتوياألسمدة مثل واحد

النيتروجينية والبوتاسية

من أكثر على تحتويفوسفات مثل عنصر

البوتاسيوم

144

( 1نظرية) ( 2نظرية )يختزل

بالبكتريا

نشادر

هيدروكسيل أمين

النبات يمتصهاأيونات على شكل

أو األمونيومويحولها النترات

أمينية أحماض إلى

نيتروجين

N2+ O2 2NOالبرق

2NO + O2 2NO2

3NO2+ H2O 2HNO3 + NO

أو الطبيعية باألسمدةالصناعية الكيميائية

النيتروجين تثبيتالجوي

) النيتروجين الخالصة) تعويضالتربة في

الجوي) ( النيتروجين طبيعية تثبيت بطرق

بفعل- 1البكتريا :

عديدة* منافع ذات مركبات إلى تحويله أي

المطر- :2 و البرق بفعل

145

جافة .علل : :1س أماكن في اليوريا تحفظالنسبية :1ج الرطوبة تبلغ حين الماء تمتص متميهة % .72ألنها

؟ :2س اليوريا سماد مميزات ماالماء / / / / .:2ج في بسهولة يذوب اقتصادي األجهزة تآكل يسبب ال والنقل االستعمال سهل بالنيتروجين األسمدة أغني

المطلوب .:3س المركب فما والنيتروجين الفسفور إلى تفتقر زراعية تربةاألمونيوم: 3ج فوسفات الفسفور 3PO4(NH4) سماد عنصر بوجود يتميز الذي

األسمدة على أسئلة

اليوريا :4س سماد في للنيتروجين المئوية النسبة أحسبO=16 N = 14 C = 12H = 1

العنصر × 100وزن

المركب وزن= %

:الحل

العنصر 2N × 100وزنNH2CONH2وزن

= %=28

2+14+16+12+2+14 ×100

2860

×100 = %=46.67%

146

أسئلة وتمارين

.a . النترات مكون يعني () النيتروجين

الشمس- , . تباع ورق لون على ويؤثر الماء في الذوبان قليل غاز النيتروجين ()ب

و , الماء في الذوبان قليل غاز الشمس .اليؤثرالنيتروجين تباع ورق لون على

المركب- في موجب أكسدة عدد النيتروجين يتخذ () .N2H4جـ

أكسدة عدد النيتروجين المركب سالبيتخذ .N2H4في

( الزئبق- نترات بمحلول مبللة ورقة تعريض عند .)Iد األسود( إلى لونها تحول النشادر (لغاز

من- يتكون الملكي الماء و% , 65هـ النيتروجين الكلور% .35حمض ()حمض

من يتكون الملكي .النيتروجينحمض% 35و , الكلورحمض% 65الماء

×

×

×

صح( ) 6-1) بعالمة خطأ( )أجب أو الصحيحة الخطأ( :للعبارات تصحيح مع الخطأ للعبارات ×

147

3 -2 -1 -صفر1 +3+2 +4 +5+

ممكن؟ (6-2) أكسدة عدد كل في النيتروجين مركبات ألحد gمثاال وأعط مركباته في للنيتروجين الممكنة األكسدة أعداد ما

:الحل

N2O5NO2NF3NON2ON2NH2OHN2H4 NH3

الهيدروجين : (6-3) مع مركباته في النيتروجين أكسدة أعداد تكون عدد عللمع , مركباته في موجبة هي بينما األكسجين .سالبة

:الحلاألكسجين . من سالبية وأقل الهيدروجين من سالبية أكثر النيتروجين ألن

حمض (6-4) باستعمال النشادر عن للكشف معادلة اكتبالكلور

NH3 + HCl = NH4Cl

المنيوم الكلور كلوريد نشادر حمض) بيضاء) سحب

:الحل

هيدروكسأمين يل

هيدرازين

O N H

تزيد السالبية2.2 3.53

148

بالمعادالت .(6-5) المختبر في التالية المواد من كل تحضر كيف ) ) ( ) ) النيتروز أكسيد ج األمونيا النشادر ب النيتروجين أكسيد( أ ثاني د

النيتروجين .الحل :

الشرح انظر

التالية : (6-6) األسمدة من كل في للنيتروجين الوزنية المئوية النسبة احسب.a النقي األمونيوم- النشادر كبريتات ب

األمونيوم- نترات - ج اليوريا األمونيوم- د فوسفات هـ

العنصر × الحل : 100وزنالمركب وزن = %

% أ(للنيتروجين =

العنصر N× 100وزنالمركب NH3وزن

14 × 100=

3 + 14 =

14 × 10017

=82.35%

2N × 100

(NH4)2SO4

28 × 100=

64+32+8+28=

28 × 100132

% ب( 21.21%= للنيتروجين =

2N × 100

NH4NO3

28 × 100=

48+14+4+14=

28 × 10080

% ج( 21.21%= للنيتروجين =

S= 32P= 31C= 12 O = 16 H= 1N=14

149

3N × 100

(NH4)3PO4

42 × 100=

64+31+12+42=

42 × 100149

% هـ( 28.19%= للنيتروجين =

؟ س : النيتروجين من نسبة أعلى يحوي السابقة األسمدة أيالنقي : الحل النشادر

منخفضة: .س النيتروجين نسبة أن مع gممتازا gسمادا األمونيوم فوسفات يعتبر لماذاالنيتروجين :الحل عنصر إلى باإلضافة للنبات ضروري وهو الفسفور عنصر على الحتوائه

2N × 100

NH2CONH2

28 × 100=

2+14+16+12+2+14=

28 × 10060

للنيتروجين % د( 46.67%= =

150

الوزارة اختبارات أسئلة من

2NH4Cl + Ca)OH(2 CaCL2 + 2NH3 + 2H2O

األمونيوم كلوريد

اليوريا: على تحصل كيف األمونيوم بكلوريد gمبتدئا س

اليوريا: . على تحصل كيف بالنيتروجين gمبتدئا س

NH4NO2 N2 + 2H2O

االمونيوم نيتريت

األمونيوم: . كبريتات سماد على تحصل كيف األمونيوم بنيتريت gمبتدئا س

N2 + 3H2 2NH3 + حرارة

النيتروجين ومنشطة حافزة عوامل

ض/

N2 + 3H2 2NH3 + حرارة

ومنشطة حافزة عوامل

ض/

2NH3 + H2SO4 ) NH4(2SO4

االمونيوم كبريتات مركز سماد

2NH3 + CO2 NH2CONH2 + H2O

م200 ض

مرتفع

2NH3 + CO2 NH2CONH2 + H2O

اليوريا

م200 ض

مرتفع

هابر) - طريقةبوش(

هابر) - طريقةبوش(

151

NH3 + HNO3 NH4NO3

نشادر

NH4NO3 N2O + 2H2O

االمونيوم نترات

N2+ O2 2NOالبرق

2NO + O2 2NO2

3NO2 + H2O 2HNO3 + NO

النيتروز س: أكسيد تحضر كيف النشادر ؟ N2O من

: ) ( س ؟ النتروجين حمض النيتريك حمض على تحصل كيف الجوي الهواء من؟ س:أو النترات على نحصل كيف والمطر البرق بفعل

؟ س: األمونيوم كبريتات سماد على نحصل كيف النيتروجين من

N2 + 3H2

2 NH3 + حرارة

حافز ومنشط

ض

2 NH3 + H2SO4 )NH4(2SO4

نشادر

الحل

الحل

الحل

هابر) - طريقةبوش(