شرح الأيون المشترك والمحلول المنظم – الكيمياء (الفرع العلمي)

آخر تحديث: ٢ تشرين الثاني 2026

محتويات الموضوع (٢)

شرح الموضوع

عند إذابة ملح $\ce{NaNO2}$ في محلول الحمض السابق، فإنه يتأين تاماً إلى أيونات $\ce{Na+}$ وأيونات $\ce{NO2-}$ .

الأيون المشترك

ماذا يفعل الملح بالحمض الضعيف؟

فإذا أذيب في محلول الحمض السابق أحد أملاحه مثل $\mathrm{NaNO_{2}}$ ، ماذا يحدث لحالة الاتزان؟ هل تتغير قيمة ⁦pH⁩ في المحلول؟

الحمض الضعيف يتأين جزئياً في الماء، وتحدث حالة اتزان:
$HNO_2(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons H_3O^+(aq) + NO_2^-(aq)$
عند إذابة ملح $\mathrm{NaNO_{2}}$ في محلول الحمض فإنه يتأين تاماً إلى أيونات $\mathrm{Na+}$ وأيونات $\mathrm{NO_{2}-}$ .
$NaNO_2(s) \xrightarrow{H_2O} Na^+(aq) + NO_2^-(aq)$

وماذا تقول قاعدة لوتشاتيليه عن أثره؟

وحسب قاعدة لوتشاتيليه، فإن إذابة الملح $\mathrm{NaNO_{2}}$ في محلول الحمض الضعيف $\mathrm{HNO_{2}}$ تزيد من تركيز الأيون المشترك $\mathrm{NO_{2}-}$ ؛
ما يؤدي إلى انحياز التفاعل نحو المواد المتفاعلة.
وبذلك يقل تركيز أيونات الهيدرونيوم $\mathrm{H_{3}O+}$ ، فتزداد قيمة ⁦pH⁩ في المحلول الناتج.

كيف نحسب الرقم الهيدروجيني بوجود الأيون المشترك؟

الآن كيف يمكنك حساب قيمة ⁦pH⁩ رياضياً لمحلول حمضي أو قاعدي بعد إضافة الملح؟

الحمض $\mathrm{HNO_{2}}$ يتأين جزئياً والملح $\mathrm{NaNO_{2}}$ يتأين كلياً،
فإن تركيز أيون $\mathrm{NO_{2}-}$ القادم من الحمض يكون ضئيلاً يمكن تجاهله ويمكن اعتبار الملح المصدر الرئيس لأيونات $\mathrm{NO_{2}-}$ .

K_a = \frac{[NO_2^-][H_3O^+]}{[HNO_2]}

[H_3O^+] = \frac{[HNO_2]K_a}{[NO_2^-]} \text{ أي أن } [H_3O^+] = K_a \frac{[\text{الحمض}]}{[\text{الأيون المشترك}]}

مثال

مثال (11): لديك محلول حمض ⁦HF⁩ تركيزه (0.4 مول/لتر)، إذا علمت أن $K_a$ له تساوي $6.8 \times 10^{-4}$ ، جد:

الرقم الهيدروجيني ⁦pH⁩ للمحلول.
التغير الحاصل في قيمة ⁦pH⁩ إذا أذيب في 1 لتر من محلول الحمض السابق 0.2 مول من ملح ⁦KF⁩.

$HF(aq) + H_2O(l)$ $\rightleftharpoons$ $H_3O^+(aq) + F^-(aq)$ التركيز الابتدائي: 0.4 مول/لتر، صفر، صفر التغير في التركيز: -س، +س، +س التركيز عند الاتزان: 0.4 - س، س، س س قيمة صغيرة يمكن تجاهلها $K_a = \frac{[H_3O^+][F^-]}{[HF]}$ $\frac{س \times س}{0.4 - س} = 6.8 \times 10^{-4}$ $س^2 = 2.72 \times 10^{-4}$ $س = [H_3O^+] = 1.65 \times 10^{-2}$ $pH = 2 - \log 1.65$ $= 2 - 0.22 = 1.78$ تركيز الملح المضاف = عدد مولات الملح ÷ الحجم (اللتر) $\frac{0.2}{1} = 0.2 \text{ مول/ لتر.}$ $[H_3O^+] = \frac{[HF] K_a}{[F^-]}$ $= \frac{(0.4) \times 6.8 \times 10^{-4}}{(0.2)} = 1.36 \times 10^{-3} \text{ مول/ لتر}$ $pH = 3 - \log 1.36$ $= 3 - 0.13 = 2.87$ التغير في قيمة ⁦pH = pH⁩ بعد إضافة الملح - ⁦pH⁩ قبل إضافة الملح $= 2.87 - 1.78 = 1.09$ تستنتج أن قيمة الرقم الهيدروجيني قد ازدادت بسبب إضافة الملح (الأيون المشترك) إلى محلول الحمض.

والآن مثال آخر على الحساب نفسه.

المحلول المنظم

محلول يقاوم تغيّر الرقم الهيدروجيني

تتراوح قيمة الرقم الهيدروجيني في الدم بين (7.35 - 7.45) ويؤدي نقصانه عن 7 أو زيادته عن 7.8 إلى حدوث اضطرابات قد تؤدي إلى الوفاة. كما يؤدي ثبات قيمة ⁦pH⁩ في التربة إلى توفير الأملاح المناسبة لنمو النباتات

يتكون المحلول المنظم من حمض ضعيف وأحد أملاحه، مثل ⁦(HF, NaF)⁩
أو من قاعدة ضعيفة وأحد أملاحها، مثل ( $NH_3, NH_4Cl$ ).
ويفضل أن تكون بتراكيز متقاربة أو متساوية.

فكيف يبقى الرقم الهيدروجيني ثابتاً تقريباً عند إضافة حمض قوي أو قاعدة قوية؟

مثال

مثال (13): محلول منظم يتكون من 0.1 مول/لتر من حمض الميثانويك ( $K_a = 1.8 \times 10^{-4}$ ) ⁦HCOOH⁩ و 0.1 مول/لتر من ملح ميثانوات الصوديوم ⁦HCOONa⁩، جد ⁦pH⁩ للمحلول المنظم.

إضافة 0.01 مول من حمض قوي ⁦(HCl)⁩ إلى 1 لتر من المحلول المنظم السابق (أهمل الزيادة في الحجم).
إضافة 0.01 مول من قاعدة قوية ⁦(KOH)⁩ إلى 1 لتر من المحلول المنظم السابق (أهمل الزيادة في الحجم).

$[H_3O^+] = \frac{[HCOOH] K_a}{[HCOO^-]}$ $= \frac{(0.1) \times 1.8 \times 10^{-4}}{(0.1)} = 1.8 \times 10^{-4} \text{ مول/لتر}$ $pH = 4 - \log 1.8 = 3.74$ 1. إضافة ⁦HCl⁩: تركيز ⁦[HCOOH]⁩ يزداد بمقدار 0.01 ليصبح $0.1 + 0.01 = 0.11$ مول/ لتر. تركيز [ $\mathrm{HCOO-}$ ] يقل بمقدار 0.01 ليصبح $0.1 - 0.01 = 0.09$ مول/ لتر. $[H_3O^+] = \frac{[HCOOH] K_a}{[HCOO^-]}$ $= \frac{0.11 \times 1.8 \times 10^{-4}}{0.09}$ $= 2.2 \times 10^{-4} \text{ مول/لتر.}$ $pH = 4 - \log 2.2 = 3.65$ $3.65 - 3.74 = -0.09$ أي أن المحلول المنظم قاوم التغير في الرقم الهيدروجيني بعد إضافة الحمض القوي، وقيمة الرقم الهيدروجيني قلت بمقدار 0.09 فقط (مقدار طفيف). 2. إضافة ⁦KOH⁩: يقل تركيز ⁦HCOOH⁩ بمقدار 0.01، فيصبح 0.09 مول/ لتر، أما تركيز $\mathrm{HCOO-}$ فيزداد بمقدار 0.01، ويصبح 0.11 مول/ لتر. $[H_3O^+] = \frac{[HCOOH] K_a}{[HCOO^-]}$ $= \frac{0.09 \times 1.8 \times 10^{-4}}{0.11}$ $= 1.47 \times 10^{-4} \text{ مول/لتر.}$ $pH = 4 - \log 1.47 = 3.83$ $3.83 - 3.74 = 0.09$ يلاحظ أن قيمة الرقم الهيدروجيني قد ازدادت بمقدار 0.09 وهذا مقدار طفيف أيضاً.

تعريفات أساسية

الأيون المشترك: إذا تمعنت معادلة تأين كل من الحمض والملح، ستجد أن أيون $\ce{NO2-}$ قد نتج من مصدرين أحدهما الملح والآخر هو الحمض، فهو مشترك بينهما وسمي الأيون المشترك
قاعدة لوتشاتيليه: إذا تعرض نظام متزن إلى مؤثر خارجي أحدث فيه اضطراباً، فإن النظام يعدّل من حالته إلى أن يصل إلى حالة اتزان جديدة للتخفيف من أثر ذلك المؤثر
المحاليل المنظمة: وتسمى المحاليل التي تقاوم التغير الكبير في الرقم الهيدروجيني عند إضافة كميات قليلة من الحمض القوي أو القاعدة القوية إليها بالمحاليل المنظمة

معاينة موضوع «الأيون المشترك والمحلول المنظم» من وحدة «الحموض والقواعد» في مادة الكيمياء (الفرع العلمي). أقسام الشرح: ٢، التعريفات: ٣.

المصدر: الأيون المشترك والمحلول المنظم (ص ٧٨–٨٢)

الأيون المشترك والمحلول المنظم

شرح الموضوع

الأيون المشترك

ماذا يفعل الملح بالحمض الضعيف؟

كيف نحسب الرقم الهيدروجيني بوجود الأيون المشترك؟

المحلول المنظم

محلول يقاوم تغيّر الرقم الهيدروجيني

تعريفات أساسية

موضوعات أخرى في الوحدة

تابع الدراسة

النتائج والمعدل

الامتحانات

الدراسة

روابط رسمية

المنصة

المواد

النتائج والمعدل

الامتحانات

الدراسة

روابط رسمية

المنصة

المواد