تجاوز إلى المحتوى الرئيسي
تابعنا على تيليجرامانضم

الاتزان في محاليل الحموض والقواعد الضعيفة

الحموض والقواعد · الكيمياء (الفرع العلمي)

آخر تحديث:

محتويات الموضوع (٤)

شرح الموضوع

عرفت سابقاً أن الحموض القوية تتأين في الماء كلياً، وعليه يكون تركيز أيونات [H3O+][H_3O^+] مساوياً تقريباً لتركيز الحمض الأصلي أحادي البروتون، مثل حمض HNO3HNO_3، وحمض HClO4HClO_4، أما الحموض الضعيفة مثل ⁦HF⁩،…

أولاً: الاتزان في محاليل الحموض الضعيفة:

الحمض الضعيف: لماذا يتأين جزئياً فقط؟

أما الحموض الضعيفة مثل ⁦HF⁩، و⁦HCN⁩ فإن تركيز أيونات [H3O+][H_3O^+] يقل كثيراً عن تركيز الحمض الأصلي قبل التأين.

  • الحموض القوية تتأين في الماء كلياً، فيكون تركيز أيونات [H3O+][H_3O^+] مساوياً تقريباً لتركيز الحمض الأصلي أحادي البروتون.
  • الحمض الضعيف ⁦HA⁩ يتأين حسب المعادلة:
  • HA(aq)+H2O(l)⇌H3O(aq)++A(aq)−HA_{(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_3O^+_{(aq)} + A^-_{(aq)}
  • وفيه يكون [HA]>>[H3O+]=[A−][HA] >> [H_3O^+] = [A^-]،
  • قيم KaK_a للحموض الضعيفة مقياس لقوتها في المحلول المائي.
  • تزداد قوة الحمض بازدياد قيمة KaK_a وازدياد تركيز أيونات ⁦H₃O⁺⁩ في المحلول المائي.
اسم الحمضالصيغة الكيميائيةمعادلة التأينKaK_a
حمض الهيدروفلوريكHF\mathrm{HF}HF+H2O⇌H3O++F−HF + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + F^-6.8×10−46.8 \times 10^{-4}
حمض النيتروزHNO2\mathrm{HNO_{2}}HNO2+H2O⇌H3O++NO2−HNO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + NO_2^-5.6×10−45.6 \times 10^{-4}
حمض الميثانويكHCOOH\mathrm{HCOOH}HCOOH+H2O⇌H3O++HCOO−HCOOH + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + HCOO^-1.8×10−41.8 \times 10^{-4}
حمض البنزويكC6H5COOH\mathrm{C_{6}H_{5}COOH}C6H5COOH+H2O⇌H3O++C6H5COO−C_6H_5COOH + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + C_6H_5COO^-6.3×10−56.3 \times 10^{-5}
حمض الإيثانويكCH3COOH\mathrm{CH_{3}COOH}CH3COOH+H2O⇌H3O++CH3COO−CH_3COOH + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + CH_3COO^-1.8×10−51.8 \times 10^{-5}
حمض الهيبوكلوروزHClO\mathrm{HClO}HClO+H2O⇌H3O++ClO−HClO + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + ClO^-2.9×10−82.9 \times 10^{-8}
حمض الهيدروسيانيكHCN\mathrm{HCN}HCN+H2O⇌H3O++CN−HCN + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + CN^-4.2×10−104.2 \times 10^{-10}

ماذا نقرأ من هذا الجدول عن قوة الحمض وقاعدته؟

أي حمض أقوى، وإلى أين ينحاز الاتزان؟

  • الحمض الملازم لقاعدة قوية حمض ضعيف.
  • القاعدة الملازمة لحمض قوي قاعدة ضعيفة.

أي الحموض هو الأقوى؟ أي الحموض هو الأضعف؟

ما صيغة القاعدة الملازمة للحمض الأقوى؟ ما صيغة القاعدة الملازمة للحمض الأضعف؟

أي الحموض فيه [H3O+][H_3O^+] هو الأعلى عند استخدام محاليل متساوية في التركيز؟

أي الحموض فيه الرقم الهيدروجيني ⁦pH⁩ هو الأعلى عند استخدام محاليل متساوية في التركيز؟ فسّر إجابتك.

اكتب الأزواج المتلازمة من الحمض والقاعدة في معادلة تأين حمض الهيبوكلوروز في الماء.

قرّر أي الاتجاهات ينحاز إليها الاتزان في التفاعلات الآتية اعتماداً على قيم KaK_a في الجدول (2-4).

HCOOH(aq)+ClO(aq)−⇌HClO(aq)+HCOO(aq)−HCOOH_{(aq)} + ClO^-_{(aq)} \rightleftharpoons HClO_{(aq)} + HCOO^-_{(aq)} HCN(aq)+F(aq)−⇌HF(aq)+CN(aq)−HCN_{(aq)} + F^-_{(aq)} \rightleftharpoons HF_{(aq)} + CN^-_{(aq)}

كيف نحسب الرقم الهيدروجيني ونسبة التأين من ثابت التأين؟

الحسابات المتعلقة بثابت التأين للحموض الضعيفة KaK_a

من ثابت التأين إلى الرقم الهيدروجيني ونسبة التأين

قيمة اللوغاريتم في السؤال التالي مأخوذة من جداول اللوغاريتمات، وليست مطبوعة في صفحة الكتاب.

محلول مائي لحمض افتراضي ⁦HB⁩ تركيزه (0.2 مول/لتر)، ودرجة تأينه في الماء تساوي 4%، احسب قيمة الرقم الهيدروجيني ⁦pH⁩ له، ثم احسب قيمة KaK_a لهذا الحمض.

وماذا عن القواعد الضعيفة؟

ثانياً: الاتزان في محاليل القواعد الضعيفة:

القاعدة الضعيفة وثابت تأينها

  • القواعد الضعيفة تتأين في الماء جزئياً، ويمثل التفاعل العام لتأينها المعادلة:
  • B(aq)+H2O(l)⇌BH(aq)++OH(aq)−B_{(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons BH^+_{(aq)} + OH^-_{(aq)}
  • قاعدة (1) حمض (2) حمض (1) قاعدة (2)

ويكون ثابت التأين للقاعدة KbK_b على النحو الآتي:

Kb=[BH+][OH−][B]K_b = \frac{[BH^+][OH^-]}{[B]}
القاعدةالصيغةمعادلة التأينKbK_b
ميثيل أمينCH3NH2\mathrm{CH_{3}NH_{2}}CH3NH2(aq)+H2O(l)⇌CH3NH3+(aq)+OH−(aq)CH_3NH_2(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons CH_3NH_3^+(aq) + OH^-(aq)5×10−45 \times 10^{-4}
الأمونياNH3\mathrm{NH_{3}}NH3(g)+H2O(l)⇌NH4+(aq)+OH−(aq)NH_3(g) + H_2O(l) \rightleftharpoons NH_4^+(aq) + OH^-(aq)1.8×10−51.8 \times 10^{-5}
هيدرازينN2H4\mathrm{N_{2}H_{4}}N2H4(g)+H2O(l)⇌N2H5+(aq)+OH−(aq)N_2H_4(g) + H_2O(l) \rightleftharpoons N_2H_5^+(aq) + OH^-(aq)1.3×10−61.3 \times 10^{-6}
هيدروكسيل أمينNH2OH\mathrm{NH_{2}OH}NH2OH(g)+H2O(l)⇌NH3OH+(aq)+OH−(aq)NH_2OH(g) + H_2O(l) \rightleftharpoons NH_3OH^+(aq) + OH^-(aq)8.7×10−98.7 \times 10^{-9}
بيريدينC5H5N\mathrm{C_{5}H_{5}N}C5H5N(aq)+H2O(l)⇌C5H5NH+(aq)+OH−(aq)C_5H_5N(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons C_5H_5NH^+(aq) + OH^-(aq)1.4×10−91.4 \times 10^{-9}
أنيلينC6H5NH2\mathrm{C_{6}H_{5}NH_{2}}C6H5NH2(g)+H2O(l)⇌C6H5NH3+(aq)+OH−(aq)C_6H_5NH_2(g) + H_2O(l) \rightleftharpoons C_6H_5NH_3^+(aq) + OH^-(aq)3.8×10−103.8 \times 10^{-10}

كيف نحسب الرقم الهيدروجيني لمحلول قاعدة ضعيفة؟

الحسابات المتعلقة بثابت الاتزان للقواعد الضعيفة KbK_b

مثال البيريدين: من ثابت التأين إلى الرقم الهيدروجيني

احسب قيمة ثابت التأين للقاعدة الضعيفة ⁦B⁩ عندما يكون تركيزها يساوي 0.04 مول/ لتر، وقيمة الرقم الهيدروجيني pH=10pH = 10.

تعريفات أساسية

ثابت التأين للحمض KaK_a

وثابت التأين للحمض = Ka=[A−][H3O+][HA]K_a = \frac{[A^-][H_3O^+]}{[HA]}

الحموض القوية

الحموض القوية تتأين في الماء كلياً، وعليه يكون تركيز أيونات [H3O+][H_3O^+] مساوياً تقريباً لتركيز الحمض الأصلي أحادي البروتون

الحموض الضعيفة

الحموض الضعيفة مثل ⁦HF⁩، و⁦HCN⁩ فإن تركيز أيونات [H3O+][H_3O^+] يقل كثيراً عن تركيز الحمض الأصلي قبل التأين

النسبة المئوية للتأين

النسبة المئوية للتأين = الكميةالمتأينة(س)الكميةالأصلية×100%\frac{الكمية المتأينة (س)}{الكمية الأصلية} \times 100\%

معاينة موضوع «الاتزان في محاليل الحموض والقواعد الضعيفة» من وحدة «الحموض والقواعد» في مادة الكيمياء (الفرع العلمي). أقسام الشرح: ٤، التعريفات: ٤.

المصدر: الاتزان في محاليل الحموض والقواعد الضعيفة (ص ٧٢–٧٧)

موضوعات أخرى في الوحدة

تابع الدراسة