الأسبوع 9 · الباب الثاني (٤): حسابات المعايرة بالعلاقة Ma Va / na = Mb Vb / nb ونسبة المادة في خليط من المعايرة والتحليل الكتلي بطريقتي التطاير والترسيب (ماء التبلور وكتلة أيون من راسب) · 3 دروس
1
حسابات المعايرة: Ma Va / na = Mb Vb / nb
Chemistry Sec 3 Term 1, Chapter 2: pp. 43–48
الهدفاحسب تركيزًا مجهولًا من معايرة باستخدام Ma Va / na = Mb Vb / nb ومعاملات المعادلة الموزونة.
كلمات جديدة
المولارية (M) · عدد مولات المذاب في لتر واحد من المحلول، mol/Lna وnb · معاملا الحمض والقلوي في المعادلة الموزونةالتعادل · تفاعل حمض مع قلوي لإعطاء ملح وماء
الشرح
المعايرة تعطينا حجمًا، والحجم مع التركيز يعطي المولات: n = V × M ÷ 1000 حيث V بالمللتر. ولأن التفاعل يستهلك المحلولين بنسبة ثابتة، فإن المعادلة الموزونة تربط بينهما. لحمض a وقلوي b يكون Ma Va ÷ na = Mb Vb ÷ nb، حيث na وnb المعاملان أمام الحمض والقلوي. ويجب أن يكون الحجمان بالوحدة نفسها لأن الوحدة تُختصر. الطريقة: اكتب المعادلة الموزونة، واقرأ na وnb، وعوّض بالأرقام المعروفة، واحسب المجهول. والطريقة الثانية تعطي الجواب نفسه بالمولات: احسب مولات المحلول المعروف، واستخدم النسبة لإيجاد مولات الآخر، ثم اقسم على حجمه باللتر. وهناك ثلاث زلات شائعة: نسيان معامل (فحمض الكبريتيك وهيدروكسيد الصوديوم يتفاعلان بنسبة 1 : 2)، وخلط mL مع L، واستخدام معامل الحمض للقلوي.
الخطوة
ماذا تفعل
1
المعادلة الموزونة، اقرأ na وnb
2
عوّض بـ M وV للمحلولين
3
Ma × Va ÷ na = Mb × Vb ÷ nb
4
احسب المجهول وراجع الوحدات
أمثلة محلولة
HCl
NaOH
M
0.10
?
V (mL)
16.0
20.0
n (coefficient)
1
1
نسبة 1 : 1. يحتاج 20.0 mL من محلول NaOH إلى 16.0 mL من HCl تركيزه 0.10 M. التفاعل HCl + NaOH → NaCl + H₂O فـ na = nb = 1. Mb = 0.10 × 16.0 ÷ 20.0 = 0.080 mol/L. وبالمولات: n(HCl) = 16.0 × 0.10 ÷ 1000 = 0.00160 mol = n(NaOH)، وM = 0.00160 ÷ 0.0200 L = 0.080 mol/L.
اكتشف الزلة. نسي طالب المعامل في المثال السابق فكتب Mb = 0.050 × 25.0 ÷ 20.0 = 0.0625 mol/L. هذه القيمة نصف الجواب الصحيح، لأن كل جزيء H₂SO₄ يعطي أيوني H⁺ ويحتاج إلى أيوني OH⁻. للتحقق: كل جزيء من H₂SO₄ يحتاج إلى جزيئين من NaOH، فيجب أن يكون تركيز NaOH ضعف ما توحي به النسبة الخام.
نشاط الفصل
خل قوي وخل ضعيف، في المطبخ مع شخص بالغ. حضّر عصير الكرنب كما في الأسبوع الماضي. في كوب من محلول صودا الخبز (ملعقة في ماء) عُدَّ قطرات الخل اللازمة لإعادة اللون إلى البنفسجي. ثم خفّف الخل بكمية مساوية من الماء وعُدّ مرة أخرى. يتوقع أن يحتاج الخل المخفف إلى قطرات أكثر بنحو الضعف. وهذه هي فكرة Ma Va: إذا نقص التركيز إلى النصف تضاعف الحجم اللازم. وإن لم تنفذ النشاط فاذكر أن أي أرقام تكتبها مخترعة. لا تتذوق شيئًا، واغسل الأكواب.
تدرّب
1
يحتاج 25.0 mL من محلول NaOH إلى 18.0 mL من HCl تركيزه 0.100 M. أوجد تركيز NaOH.
