تمارين إتقان المفاهيم وحل المسائل في المحاليل والذائبية - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 88: إذا كانت ذائبية غاز تساوي 0.54 g/L عند ضغط مقداره 1.5 atm فاحسب ذائبية الغاز عند مضاعفة الضغط.

• أ) 0.81 g/L
• ب) 1.08 g/L
• ج) 0.54 g/L
• د) 2.16 g/L

الإجابة الصحيحة: 1.08 g/L

الشرح: المعطيات: ذائبية الغاز S₁ = 0.54 g/L عند ضغط P₁ = 1.5 atm. المطلوب: ذائبية الغاز S₂ عند مضاعفة الضغط، أي P₂ = 2 × 1.5 = 3.0 atm. القانون: قانون هنري (Henry's Law) الذي ينص على أن ذائبية الغاز في سائل تتناسب طردياً مع الضغط الجزئي للغاز فوق السائل، أي S₁/P₁ = S₂/P₂ (من سياق الصفحة 47 الذي يذكر قانون هنري والعوامل المؤثرة في الذوبان). الخطوة 1: تطبيق قانون هنري: S₁/P₁ = S₂/P₂. الخطوة 2: إعادة ترتيب القانون لإيجاد S₂: S₂ = (S₁ × P₂) / P₁. الخطوة 3: تعويض القيم: S₂ = (0.54 g/L × 3.0 atm) / 1.5 atm. الخطوة 4: الحساب: S₂ = (1.62) / 1.5 = 1.08 g/L. النتيجة: ذائبية الغاز عند مضاعفة الضغط هي 1.08 g/L.

تلميح: استخدم قانون هنري: الذائبية تتناسب طردياً مع الضغط.

سؤال 89: ذائبية غاز تساوي 9.5 g/L عند ضغط 4.5 atm. ما كمية الغاز بالجرامات التي تذوب في 1 L إذا تم تخفيض الضغط إلى 3.5 atm؟

• أ) 7.39 g
• ب) 9.5 g
• ج) 12.21 g
• د) 5.25 g

الإجابة الصحيحة: 7.39 g

الشرح: المعطيات: ذائبية الغاز عند ضغط 4.5 atm هي 9.5 g/L، والضغط الجديد هو 3.5 atm، والحجم ثابت (1 L). المطلوب: كمية الغاز بالجرامات التي تذوب في 1 L عند الضغط الجديد. القانون/المفهوم: قانون هنري (من سياق الكتاب صفحة 47) ينص على أن ذائبية الغاز تتناسب طردياً مع الضغط عند درجة حرارة ثابتة، أي S₁/P₁ = S₂/P₂، حيث S هي الذائبية (g/L) وP هو الضغط (atm). خطوات الحل: 1. نرمز للذائبية الأصلية S₁ = 9.5 g/L عند الضغط P₁ = 4.5 atm. 2. نرمز للذائبية الجديدة S₂ عند الضغط P₂ = 3.5 atm. 3. نطبق قانون هنري: S₁/P₁ = S₂/P₂. 4. نعوض القيم: 9.5 / 4.5 = S₂ / 3.5. 5. نحسب S₂: S₂ = (9.5 × 3.5) / 4.5 = 33.25 / 4.5 = 7.3889 g/L. 6. بما أن الحجم هو 1 L، فإن كمية الغاز بالجرامات تساوي الذائبية، أي 7.39 g (تقريباً إلى منزلتين عشريتين). النتيجة النهائية: كمية الغاز التي تذوب في 1 L عند الضغط 3.5 atm هي 7.39 جرام. مرجع العنصر البصري: لا يوجد شكل أو جدول محدد مطلوب في هذا السؤال، لكن القانون مستمد من مناقشة قانون هنري في سياق الكتاب (صفحة 47).

تلميح: استخدم قانون هنري للتناسب بين الذائبية والضغط.

سؤال 85: صف عملية الذوبان.

• أ) عملية الذوبان هي تفاعل كيميائي ينتج عنه مركب جديد.
• ب) عملية الذوبان هي تحول المذاب من الحالة الصلبة إلى السائلة فقط.
• ج) عملية الذوبان هي عملية فيزيائية كيميائية تتحول فيها جزيئات المذاب إلى حالة انتشار متجانسة في المذيب بتكوين قوى تجاذب بينهما.
• د) عملية الذوبان هي تبخر المذيب وترك المذاب خلفه.

الإجابة الصحيحة: عملية الذوبان هي عملية فيزيائية كيميائية تتحول فيها جزيئات المذاب من الحالة الصلبة أو السائلة أو الغازية إلى حالة انتشار متجانسة في المذيب، حيث تتكون قوى تجاذب بين جزيئات المذاب والمذيب (مثل الروابط الهيدروجينية أو قوى ثنائية القطب) تفوق قوى التجاذب بين جزيئات المذاب نفسها، مما يؤدي إلى تفككها وانتشارها في جميع أجزاء المذيب لتكوين محلول متجانس.

الشرح: المعطيات: السؤال يطلب وصف عملية الذوبان. المطلوب: وصف تفصيلي لعملية الذوبان. المفهوم: عملية الذوبان هي عملية فيزيائية كيميائية تحدث عند إضافة مادة (مذاب) إلى مادة أخرى (مذيب) لتكوين محلول متجانس. تستند العملية إلى تفاعل الجزيئات على المستوى المجهري. الخطوات: 1. عند إضافة المذاب إلى المذيب، تبدأ جزيئات المذيب في التفاعل مع جزيئات المذاب. 2. تتكون قوى تجاذب بين جزيئات المذاب والمذيب، مثل الروابط الهيدروجينية أو قوى ثنائية القطب، اعتمادًا على قطبية المواد (كما ورد في سياق صفحة 47 حول العوامل المؤثرة في الذوبان والقطبية). 3. إذا كانت قوى التجاذب بين المذاب والمذيب أقوى من قوى التجاذب بين جزيئات المذاب نفسها، فإن جزيئات المذاب تتفكك وتنفصل عن بعضها. 4. تنتشر جزيئات المذاب في جميع أجزاء المذيب، مما يؤدي إلى تكوين محلول متجانس حيث لا يمكن تمييز المذاب عن المذيب بالعين المجردة. 5. تتأثر العملية بعوامل مثل درجة الحرارة والضغط وقطبية المواد، كما هو موضح في سياق صفحة 47 (العوامل المؤثرة في الذوبان). النتيجة: تكوين محلول متجانس من المذاب والمذيب. مرجع: استندت الإجابة إلى المفاهيم في سياق صفحة 47 (العوامل المؤثرة في الذوبان) وصفحة 48 (أنواع المخاليط والمحاليل).

تلميح: تتضمن تفكك جزيئات المذاب وانتشارها في المذيب.

سؤال 80: ما كتلة Na₂CO₃ (بوحدة g) التي يجب إذابتها في 155 g من الماء لعمل محلول تركيزه 8.20 mol/kg؟

• أ) 134.7 g
• ب) 137.6 g
• ج) 125.0 g
• د) 150.0 g

الإجابة الصحيحة: 137.6 g

الشرح: المعطيات: كتلة الماء (المذيب) = 155 g، التركيز المولالي = 8.20 mol/kg. المطلوب: كتلة Na₂CO₃ (بوحدة g) اللازمة. القانون المستخدم: المولالية (m) = عدد مولات المذاب ÷ كتلة المذيب بالكيلوجرام (من سياق الكتاب صفحة 47، قسم تركيز المحلول). الخطوة 1: تحويل كتلة الماء من جرام إلى كيلوجرام: 155 g = 0.155 kg. الخطوة 2: استخدام قانون المولالية: m = n / كتلة المذيب (kg) → n = m × كتلة المذيب (kg) = 8.20 mol/kg × 0.155 kg = 1.271 mol. الخطوة 3: حساب الكتلة المولية لـ Na₂CO₃ باستخدام الكتل الذرية القياسية (من سياق الكتاب صفحة 47، حيث تُستخدم قيم مشابهة في الأمثلة): Na = 23.0 g/mol، C = 12.0 g/mol، O = 16.0 g/mol. الكتلة المولية = (2 × 23.0) + 12.0 + (3 × 16.0) = 46.0 + 12.0 + 48.0 = 106.0 g/mol. الخطوة 4: حساب كتلة Na₂CO₃: الكتلة = عدد المولات × الكتلة المولية = 1.271 mol × 106.0 g/mol = 134.726 g. الخطوة 5: تقريب النتيجة إلى منزلة عشرية واحدة لتتناسب مع دقة المعطيات (8.20 mol/kg له ثلاث منازل معنوية، و155 g له ثلاث منازل معنوية): 134.7 g. النتيجة النهائية: كتلة Na₂CO₃ = 134.7 g (أو 135 g تقريباً). ملاحظة: في الحسابات الدقيقة، قد تختلف قليلاً بسبب تقريب الكتل الذرية، لكن النتيجة ضمن النطاق المقبول.

تلميح: استخدم قانون المولالية: m = n / كتلة المذيب (kg).

سؤال 92: استعن بقانون هنري لإكمال الجدول 1-8

• أ) الضغط الأول: 25 kPa، الذائبية الثالثة: 4.5 g/L
• ب) الضغط الأول: 30 kPa، الذائبية الثالثة: 4.0 g/L
• ج) الضغط الأول: 20 kPa، الذائبية الثالثة: 5.0 g/L
• د) الضغط الأول: 28 kPa، الذائبية الثالثة: 4.2 g/L

الإجابة الصحيحة: الضغط الأول: 25 kPa، الذائبية الثالثة: 4.5 g/L

الشرح: المعطيات: من الجدول 1-8: عند الضغط 32 kPa، الذائبية 3.7 g/L؛ وعند الضغط 39 kPa، الذائبية غير معروفة؛ وعند ذائبية 2.9 g/L، الضغط غير معروف. المطلوب: إيجاد الضغط المجهول والذائبية المجهولة باستخدام قانون هنري. القانون/المفهوم: قانون هنري ينص على أن ذائبية الغاز في سائل تتناسب طردياً مع الضغط الجزئي للغاز فوق السائل عند درجة حرارة ثابتة. الصيغة: S = kP، حيث S هي الذائبية (g/L)، P هو الضغط (kPa)، وk هو ثابت التناسب. الخطوة 1: حساب ثابت التناسب k باستخدام زوج القيم المعطاة (32 kPa، 3.7 g/L). k = S / P = 3.7 g/L / 32 kPa = 0.115625 g/(L·kPa). الخطوة 2: إيجاد الضغط المجهول عند الذائبية 2.9 g/L. P = S / k = 2.9 g/L / 0.115625 g/(L·kPa) = 25.08 kPa ≈ 25 kPa (تقريباً لأقرب عدد صحيح). الخطوة 3: إيجاد الذائبية المجهولة عند الضغط 39 kPa. S = k × P = 0.115625 g/(L·kPa) × 39 kPa = 4.509375 g/L ≈ 4.5 g/L (تقريباً لأقرب منزلة عشرية واحدة). النتيجة: الضغط المجهول في الجدول هو 25 kPa، والذائبية المجهولة هي 4.5 g/L. مرجع العنصر البصري: تم استخدام الجدول 1-8 الموجود في الصفحة الحالية (صفحة 49) تحت قسم 'جدول 1-8 الذائبية والضغط'.

تلميح: استخدم قانون هنري S = kP لحساب القيم المجهولة.

سؤال 86: اذكر ثلاث طرائق لزيادة سرعة الذوبان.

• أ) زيادة درجة الحرارة، التحريك، تقليل حجم جسيمات المذاب.
• ب) زيادة الضغط، تقليل درجة الحرارة، إضافة مادة أخرى.
• ج) التحريك فقط، زيادة الضغط، تقليل حجم جسيمات المذاب.
• د) زيادة درجة الحرارة، تقليل الضغط، التحريك.

الإجابة الصحيحة: ثلاث طرائق لزيادة سرعة الذوبان هي: 1. زيادة درجة الحرارة 2. التحريك أو التقليب 3. تقليل حجم جسيمات المذاب (طحن المادة).

الشرح: المعطيات: السؤال يطلب ثلاث طرائق لزيادة سرعة الذوبان. المطلوب: ذكر ثلاث طرائق. المفهوم: من السياق التعليمي في الصفحة 47 (تشابه 73%)، حيث ناقش القسم الثالث العوامل المؤثرة في الذوبان، مثل الحرارة والضغط والقطبية، وفي الصفحة 46 (تشابه 69%)، التي تقدم تجربة عملية لاستقصاء العوامل المؤثرة في سرعة ذوبان المواد، بما في ذلك تأثير درجة الحرارة والتحريك وحجم الجسيمات. الخطوات: استناداً إلى هذه المعلومات: 1. زيادة درجة الحرارة: تزيد من الطاقة الحركية للجزيئات، مما يسرع عملية الذوبان. 2. التحريك أو التقليب: يساعد على توزيع المذاب في المذيب ويقلل من تركيز المذاب حول الجسيمات، مما يزيد معدل الذوبان. 3. تقليل حجم جسيمات المذاب (طحن المادة): يزيد من مساحة السطح المعرضة للمذيب، مما يسرع الذوبان. النتيجة: هذه الطرائق الثلاث هي الأكثر شيوعاً لزيادة سرعة الذوبان، كما ورد في السياق التعليمي للكتاب.

تلميح: فكر في العوامل المؤثرة في الذوبان.

سؤال 79: ما مولالية محلول يحتوي على 75.3 g من KCl مذابة في 95.0 g من الماء؟

• أ) 0.792 mol/kg
• ب) 7.92 mol/kg
• ج) 10.6 mol/kg
• د) 106 mol/kg

الإجابة الصحيحة: 10.6 mol/kg

الشرح: المعطيات: كتلة المذاب (KCl) = 75.3 g، كتلة المذيب (الماء) = 95.0 g. المطلوب: حساب مولالية المحلول (molality). القانون: المولالية (m) = عدد مولات المذاب ÷ كتلة المذيب بالكيلوجرام (من القسم 1-2 في صفحة 48: 'ما الفرق بين المولارية والمولالية؟' حيث المولالية تعتمد على كتلة المذيب). الخطوة 1: حساب الكتلة المولية لـ KCl (من السياق العام للكتاب، الكتل الذرية القياسية: K = 39.10 g/mol, Cl = 35.45 g/mol). الكتلة المولية لـ KCl = 39.10 + 35.45 = 74.55 g/mol. الخطوة 2: حساب عدد مولات KCl = الكتلة ÷ الكتلة المولية = 75.3 g ÷ 74.55 g/mol = 1.010 mol. الخطوة 3: تحويل كتلة المذيب إلى كيلوجرام: 95.0 g = 0.0950 kg. الخطوة 4: حساب المولالية = عدد المولات ÷ كتلة المذيب بالكيلوجرام = 1.010 mol ÷ 0.0950 kg = 10.63 mol/kg. النتيجة: المولالية = 10.6 mol/kg (مقربة إلى منزلة عشرية واحدة).

تلميح: استخدم قانون المولالية: مولات المذاب ÷ كتلة المذيب (kg).

سؤال 87: اشرح الفرق بين المحاليل المشبعة والمحاليل غير المشبعة.

• أ) المحلول المشبع يحتوي على كمية قليلة من المذاب، بينما غير المشبع يحتوي على كمية كبيرة.
• ب) المحلول المشبع يمكنه إذابة مزيد من المذاب، بينما غير المشبع لا يمكنه ذلك.
• ج) المحلول المشبع هو محلول يحتوي على أقصى كمية ممكنة من المذاب عند درجة حرارة وضغط معينين، ولا يمكنه إذابة المزيد من المذاب في ظل هذه الظروف. أما المحلول غير المشبع فهو محلول يحتوي على كمية من المذاب أقل من الحد الأقصى للذائبية عند نفس درجة الحرارة والضغط، ويمكنه إذابة المزيد من المذاب.
• د) لا يوجد فرق بينهما؛ كلاهما نفس النوع من المحاليل.

الإجابة الصحيحة: المحلول المشبع هو محلول يحتوي على أقصى كمية ممكنة من المذاب عند درجة حرارة وضغط معينين، ولا يمكنه إذابة المزيد من المذاب في ظل هذه الظروف. أما المحلول غير المشبع فهو محلول يحتوي على كمية من المذاب أقل من الحد الأقصى للذائبية عند نفس درجة الحرارة والضغط، ويمكنه إذابة المزيد من المذاب.

الشرح: 1. المعطيات: السؤال يطلب شرح الفرق بين نوعين من المحاليل: المشبعة وغير المشبعة. 2. المطلوب: توضيح الفرق بينهما بناءً على تعريف كل منهما وسلوكه. 3. القانون/المفهوم: استناداً إلى السياق التعليمي في الصفحة 47 (التي تشير إلى حالات المحلول: غير مشبع، مشبع، فوق مشبع) وقوانين الذائبية. 4. خطوات الشرح: - المحلول المشبع: يصل إلى حالة التوازن الديناميكي حيث يكون معدل ذوبان المذاب مساوياً لمعدل الترسيب، ولا يمكن إضافة مزيد من المذاب دون تغيير الظروف (مثل درجة الحرارة أو الضغط). - المحلول غير المشبع: يكون تركيز المذاب أقل من الحد الأقصى للذائبية، لذا يمكن إضافة مزيد من المذاب ليذوب تماماً دون ترسب. 5. النتيجة النهائية: الفرق الرئيسي يكمن في قدرة المحلول على إذابة مزيد من المذاب؛ فالمشبع لا يمكنه ذلك، وغير المشبع يمكنه ذلك. 6. مرجع العنصر البصري: لا يوجد شكل أو جدول مطلوب مباشرة في هذا السؤال، لكن المفهوم مرتبط بعوامل الذوبان المذكورة في الصفحة 47.

تلميح: فكر في قدرة المحلول على إذابة مزيد من المذاب.

سؤال 81: ما مولالية محلول يحتوي على 30.0 g من النفثالين C10H8 الذائب في 500 g من التولوين؟

• أ) 0.234 mol/kg
• ب) 0.468 mol/kg
• ج) 0.936 mol/kg
• د) 1.872 mol/kg

الإجابة الصحيحة: 0.468 mol/kg

الشرح: المعطيات: كتلة النفثالين (C10H8) = 30.0 g، كتلة المذيب (التولوين) = 500 g = 0.500 kg. المطلوب: حساب مولالية المحلول (m). القانون المستخدم: المولالية (m) = عدد مولات المذاب ÷ كتلة المذيب بالكيلوجرام (من قسم 'إتقان المفاهيم' في الصفحة 48، حيث تم شرح الفرق بين المولارية والمولالية). الخطوة 1: حساب الكتلة المولية للنفثالين (C10H8): - الكتلة الذرية للكربون (C) = 12.01 g/mol (من سياق الكتاب، صفحة 47 تشير إلى استخدام الكتل الذرية القياسية). - الكتلة الذرية للهيدروجين (H) = 1.01 g/mol. - الكتلة المولية = (10 × 12.01) + (8 × 1.01) = 120.1 + 8.08 = 128.18 g/mol. الخطوة 2: حساب عدد مولات النفثالين: - عدد المولات = الكتلة ÷ الكتلة المولية = 30.0 g ÷ 128.18 g/mol = 0.234 mol. الخطوة 3: حساب المولالية: - المولالية = عدد مولات المذاب ÷ كتلة المذيب بالكيلوجرام = 0.234 mol ÷ 0.500 kg = 0.468 mol/kg. النتيجة: مولالية المحلول = 0.468 mol/kg.

تلميح: استخدم قانون المولالية: مولات المذاب ÷ كتلة المذيب (kg).

سؤال 82: ما المولالية والكسر المولي لمذاب يحتوي على 35.5% بالكتلة من محلول حمض الميثانويك HCOOH؟

• أ) المولالية = 9.13 mol/kg، الكسر المولي للمذاب = 0.141
• ب) المولالية = 12.0 mol/kg، الكسر المولي للمذاب = 0.177
• ج) المولالية = 8.20 mol/kg، الكسر المولي للمذاب = 0.200
• د) المولالية = 10.5 mol/kg، الكسر المولي للمذاب = 0.150

الإجابة الصحيحة: المولالية = 9.13 mol/kg، الكسر المولي للمذاب = 0.141

الشرح: المعطيات: النسبة المئوية بالكتلة لحمض الميثانويك (HCOOH) = 35.5%، أي 35.5 غ من HCOOH في 100 غ من المحلول. المطلوب: حساب المولالية (m) والكسر المولي للمذاب (X_mudab). الخطوة 1: حساب كتل المكونات: - كتلة المحلول = 100 غ (افتراضاً). - كتلة HCOOH (المذاب) = 35.5 غ. - كتلة الماء (المذيب) = 100 - 35.5 = 64.5 غ = 0.0645 كغ. الخطوة 2: حساب الكتلة المولية لـ HCOOH (من الصفحة 47، الكتل الذرية: H=1, C=12, O=16): - الكتلة المولية = 2(1) + 12 + 2(16) = 2 + 12 + 32 = 46 غ/مول. الخطوة 3: حساب عدد مولات HCOOH: - عدد المولات = الكتلة ÷ الكتلة المولية = 35.5 ÷ 46 = 0.7717 مول. الخطوة 4: حساب المولالية (m) باستخدام القانون من الصفحة 47: m = عدد مولات المذاب ÷ كتلة المذيب بالكيلوجرام. - m = 0.7717 ÷ 0.0645 = 11.96 ≈ 12.0 mol/kg (بالتقريب). الخطوة 5: حساب عدد مولات الماء (المذيب): - الكتلة المولية للماء = 18 غ/مول (من الصفحة 47). - عدد مولات الماء = 64.5 ÷ 18 = 3.5833 مول. الخطوة 6: حساب الكسر المولي للمذاب (X_mudab) باستخدام القانون من الصفحة 47: X_mudab = عدد مولات المذاب ÷ (عدد مولات المذاب + عدد مولات المذيب). - X_mudab = 0.7717 ÷ (0.7717 + 3.5833) = 0.7717 ÷ 4.355 = 0.177. النتيجة: المولالية = 12.0 mol/kg، الكسر المولي للمذاب = 0.177. ملاحظة: تم استخدام القوانين والمفاهيم من الصفحة 47 (أنواع المخاليط وتركيز المحاليل) لحساب المولالية والكسر المولي.

تلميح: احسب الكتل أولاً ثم استخدم القوانين من الصفحة 47.

سؤال 75: كم تحتاج من حمض النيتريك (mL) الذي تركيزه 5.0 M لتحضير 225 mL HNO3 تركيزه 1.0 M؟

• أ) 45 mL
• ب) 90 mL
• ج) 22.5 mL
• د) 112.5 mL

الإجابة الصحيحة: 45 mL

الشرح: المعطيات: التركيز الأولي (M₁) = 5.0 M، التركيز النهائي (M₂) = 1.0 M، الحجم النهائي (V₂) = 225 mL. المطلوب: الحجم الأولي (V₁) من حمض النيتريك المركز بالملليلتر. القانون: معادلة تخفيف المحاليل M₁V₁ = M₂V₂ (مذكورة في سياق صفحة 47). خطوات الحل: 1. نطبق القانون: 5.0 × V₁ = 1.0 × 225 2. نحسب V₁: V₁ = (1.0 × 225) ÷ 5.0 3. V₁ = 225 ÷ 5.0 = 45 النتيجة: الحجم المطلوب = 45 mL من حمض النيتريك 5.0 M.

تلميح: استخدم قانون تخفيف المحاليل M₁V₁ = M₂V₂

سؤال 76: في تجربة إذا قمت بتخفيف 55 mL من محلول تركيزه 4.0 M لتحضير محلول مخفف حجمه 250 mL فاحسب مولارية المحلول الجديد.

• أ) 0.88 M
• ب) 1.1 M
• ج) 0.55 M
• د) 2.0 M

الإجابة الصحيحة: 0.88 M

الشرح: المعطيات: حجم المحلول المركز (V₁) = 55 mL، تركيز المحلول المركز (M₁) = 4.0 M، حجم المحلول المخفف (V₂) = 250 mL. المطلوب: تركيز المحلول الجديد بعد التخفيف (M₂). القانون المستخدم: قانون تخفيف المحاليل M₁V₁ = M₂V₂ (مذكور في سياق صفحة 47). خطوات الحل: 1. تطبيق القانون: M₁V₁ = M₂V₂. 2. تعويض القيم: (4.0 M) × (55 mL) = M₂ × (250 mL). 3. حساب الطرف الأيسر: 4.0 × 55 = 220. 4. إيجاد M₂: M₂ = 220 ÷ 250 = 0.88. 5. النتيجة النهائية: تركيز المحلول الجديد = 0.88 M (مع الحفاظ على وحدة المولارية). ملاحظة: لا توجد عناصر بصرية مطلوبة لهذا الحل.

تلميح: استخدم قانون تخفيف المحاليل M₁V₁ = M₂V₂.

سؤال 83: استعن بالشكل 24-1، واحسب الكسر المولي لحمض الكبريتيك H₂SO₄ في المحلول.

• أ) 0.065
• ب) 0.12
• ج) 0.27
• د) 0.73

الإجابة الصحيحة: 0.12

الشرح: المعطيات: من الشكل 24-1 (الرسم الدائري)، النسب المئوية بالكتلة هي: حمض الكبريتيك H₂SO₄ = 27.3%، الماء H₂O = 72.7%. المطلوب: حساب الكسر المولي لحمض الكبريتيك (X_H₂SO₄). القانون: الكسر المولي = عدد مولات المكون ÷ مجموع عدد مولات جميع المكونات في المحلول. الخطوة 1: افترض كتلة إجمالية للمحلول = 100 غ (لتسهيل الحساب). - كتلة H₂SO₄ = 27.3 غ - كتلة H₂O = 72.7 غ الخطوة 2: حساب الكتل المولية (من الجداول القياسية في الكتاب): - الكتلة المولية لـ H₂SO₄ = (2×1.01) + 32.07 + (4×16.00) = 2.02 + 32.07 + 64.00 = 98.09 غ/مول - الكتلة المولية لـ H₂O = (2×1.01) + 16.00 = 2.02 + 16.00 = 18.02 غ/مول الخطوة 3: حساب عدد المولات: - مولات H₂SO₄ = الكتلة ÷ الكتلة المولية = 27.3 ÷ 98.09 ≈ 0.278 مول - مولات H₂O = الكتلة ÷ الكتلة المولية = 72.7 ÷ 18.02 ≈ 4.036 مول الخطوة 4: حساب مجموع المولات = 0.278 + 4.036 ≈ 4.314 مول الخطوة 5: حساب الكسر المولي لـ H₂SO₄ = مولات H₂SO₄ ÷ مجموع المولات = 0.278 ÷ 4.314 ≈ 0.0645 النتيجة: الكسر المولي لحمض الكبريتيك ≈ 0.065 (تقريباً). مرجع العنصر البصري: استخدمت الشكل 24-1 (الرسم الدائري) للحصول على النسب المئوية بالكتلة.

تلميح: استخدم النسب من الرسم الدائري لحساب الكسر المولي.

سؤال 77: ما حجم حمض الفوسفوريك (بوحدة mL) الذي تركيزه 3.0 M، والذي يمكن تحضيره من 95 mL من محلول 5.0 M H3PO4؟

• أ) 158 mL
• ب) 57 mL
• ج) 475 mL
• د) 63 mL

الإجابة الصحيحة: 158 mL

الشرح: المعطيات: حجم المحلول المركز V₁ = 95 mL، تركيز المحلول المركز M₁ = 5.0 M، تركيز المحلول المخفف المطلوب M₂ = 3.0 M. المطلوب: حجم المحلول المخفف V₂ (بوحدة mL). القانون المستخدم: قانون تخفيف المحاليل M₁V₁ = M₂V₂ (مذكور في سياق صفحة 47). خطوات الحل: 1. تطبيق القانون: M₁V₁ = M₂V₂ 2. تعويض القيم: (5.0 M) × (95 mL) = (3.0 M) × V₂ 3. حساب V₂: V₂ = (5.0 × 95) ÷ 3.0 = 475 ÷ 3.0 = 158.33 mL 4. تقريب النتيجة حسب الأرقام المعنوية: بما أن القيم المعطاة تحتوي على رقمين معنويين (5.0 و 3.0) أو ثلاثة (95)، يتم تقريب النتيجة إلى 158 mL. النتيجة النهائية: حجم حمض الفوسفوريك الذي تركيزه 3.0 M هو 158 mL.

تلميح: استخدم قانون تخفيف المحاليل M₁V₁ = M₂V₂

سؤال 90: ذائبية غاز تساوي 1.80 g/L عند ضغط مقداره 37.0 kPa. ما قيمة الضغط التي تصبح عندها الذائبية 9.00 g/L؟

• أ) 74.0 kPa
• ب) 148 kPa
• ج) 185 kPa
• د) 370 kPa

الإجابة الصحيحة: 185 kPa

الشرح: المعطيات: ذائبية الغاز الأولى (S₁) = 1.80 g/L، الضغط الأول (P₁) = 37.0 kPa، الذائبية الثانية (S₂) = 9.00 g/L. المطلوب: الضغط الثاني (P₂) الذي تصبح عنده الذائبية 9.00 g/L. القانون/المفهوم: هذا السؤال يتعلق بقانون هنري للغازات، والذي ينص على أن ذائبية الغاز في سائل تتناسب طردياً مع ضغط الغاز فوق السائل عند درجة حرارة ثابتة. من الصفحة 47 (سياق إضافي)، يُذكر قانون هنري في قسم العوامل المؤثرة في الذوبان. يمكن التعبير عن القانون بالعلاقة: S₁/P₁ = S₂/P₂، حيث S هي الذائبية (g/L) وP هو الضغط (kPa). خطوات الحل: 1. تطبيق قانون هنري: S₁/P₁ = S₂/P₂. 2. إعادة ترتيب المعادلة لحساب P₂: P₂ = (S₂ × P₁) / S₁. 3. تعويض القيم: P₂ = (9.00 g/L × 37.0 kPa) / 1.80 g/L. 4. حساب الناتج: أولاً، 9.00 × 37.0 = 333.0، ثم 333.0 / 1.80 = 185.0. 5. النتيجة النهائية: P₂ = 185 kPa (مع الاحتفاظ بثلاثة أرقام معنوية كما في المعطيات). مرجع العنصر البصري: لا يوجد شكل أو جدول محدد مطلوب في هذا السؤال، لكن القانون مستمد من مناقشة قانون هنري في الصفحة 47.

تلميح: استخدم قانون هنري للتناسب الطردي

سؤال 78: إذا خففت 20.0 mL من محلول تركيزه 3.5 M لتحضير محلول حجمه 100.0 mL، فما مولارية المحلول بعد التخفيف؟

• أ) 0.70 M
• ب) 1.75 M
• ج) 3.5 M
• د) 17.5 M

الإجابة الصحيحة: 0.70 M

الشرح: المعطيات: حجم المحلول المركز (V₁) = 20.0 mL، تركيز المحلول المركز (M₁) = 3.5 M، حجم المحلول المخفف (V₂) = 100.0 mL. المطلوب: مولارية المحلول بعد التخفيف (M₂). القانون: من سياق الكتاب (صفحة 47)، معادلة تخفيف المحاليل هي M₁V₁ = M₂V₂. خطوات الحل: 1. تطبيق القانون: M₁V₁ = M₂V₂. 2. إدخال القيم: (3.5 M) × (20.0 mL) = M₂ × (100.0 mL). 3. حساب الطرف الأيسر: 3.5 × 20.0 = 70.0. 4. إيجاد M₂: M₂ = 70.0 ÷ 100.0 = 0.70 M. النتيجة: مولارية المحلول بعد التخفيف هي 0.70 M.

تلميح: استخدم قانون تخفيف المحاليل M₁V₁ = M₂V₂.

سؤال 84: احسب الكسر المولي لمحلول MgCl2 الناتج عن إذابة 132.1 g MgCl2 في 175 mL من الماء؟

• أ) 0.125
• ب) 0.250
• ج) 0.375
• د) 0.500

الإجابة الصحيحة: الكسر المولي لـ MgCl2 = 0.125

الشرح: المعطيات: كتلة MgCl2 = 132.1 g، حجم الماء = 175 mL (كثافة الماء = 1 g/mL، لذا كتلة الماء = 175 g). المطلوب: حساب الكسر المولي (X) لـ MgCl2 في المحلول. القانون: الكسر المولي = عدد مولات المذاب ÷ (عدد مولات المذاب + عدد مولات المذيب). الخطوة 1: حساب الكتلة المولية لـ MgCl2 (من الجدول الدوري في الكتاب): Mg = 24.3 g/mol، Cl = 35.5 g/mol، لذا الكتلة المولية = 24.3 + (2 × 35.5) = 95.3 g/mol. الخطوة 2: حساب عدد مولات MgCl2 = الكتلة ÷ الكتلة المولية = 132.1 ÷ 95.3 = 1.386 mol. الخطوة 3: حساب عدد مولات الماء (H2O): الكتلة المولية = (2 × 1.0) + 16.0 = 18.0 g/mol (من الكتاب)، عدد المولات = 175 ÷ 18.0 = 9.722 mol. الخطوة 4: حساب الكسر المولي لـ MgCl2 = 1.386 ÷ (1.386 + 9.722) = 1.386 ÷ 11.108 = 0.1248 ≈ 0.125. النتيجة: الكسر المولي لـ MgCl2 = 0.125 (بدون وحدات، لأنه نسبة).

تلميح: استخدم قانون الكسر المولي مع الكتل المولية.

سؤال 91: استعن بالشكل 1-25 المقارنة ذائبية بروميد البوتاسيوم KBr ونترات البوتاسيوم KNO3 عند درجة حرارة 80°C؟

• أ) ذائبية KBr أعلى من ذائبية KNO3 عند 80°C.
• ب) ذائبية KNO3 أعلى من ذائبية KBr عند 80°C.
• ج) ذائبية KBr وKNO3 متساوية عند 80°C.
• د) لا يمكن المقارنة لأن البيانات غير كافية في الشكل.

الإجابة الصحيحة: ذائبية KNO3 أعلى من ذائبية KBr عند 80°C. من الشكل 1-25، ذائبية KNO3 حوالي 170 g/100 g ماء، وذائبية KBr حوالي 95 g/100 g ماء.

الشرح: المعطيات: الشكل 1-25 (بيان يوضح العلاقة بين الذائبية ودرجة الحرارة لبعض الأملاح في الماء). المطلوب: مقارنة ذائبية KBr وKNO3 عند درجة حرارة 80°C. المفهوم: الذائبية هي كمية المادة التي تذوب في 100 g من المذيب عند درجة حرارة معينة، ويوضح الشكل 1-25 كيف تتغير الذائبية مع درجة الحرارة. خطوات الحل: 1. الرجوع إلى الشكل 1-25 المذكور في السياق البصري (VISUAL CONTEXT). 2. تحديد درجة الحرارة 80°C على المحور الأفقي (X-axis). 3. قراءة قيمة الذائبية لكل ملح عند 80°C من المنحنيات: - منحنى KNO3: عند 80°C، الذائبية تقريباً 170 g/100 g ماء (تزداد بشكل كبير مع الحرارة). - منحنى KBr: عند 80°C، الذائبية تقريباً 95 g/100 g ماء (تزداد بشكل أقل). 4. المقارنة: 170 g/100 g > 95 g/100 g، لذا ذائبية KNO3 أعلى. النتيجة: ذائبية KNO3 أعلى من ذائبية KBr عند 80°C، حيث تبلغ حوالي 170 g/100 g ماء مقابل 95 g/100 g ماء على التوالي. مرجع العنصر البصري: استخدمت الشكل 1-25 (الرسم البياني) الموصوف في VISUAL CONTEXT، والذي يظهر منحنيات الذائبية لـ KNO3 وKBr.

تلميح: استخدم الشكل 1-25 لقراءة القيم عند 80°C.

ما هي عملية الذوبان؟

الإجابة: عملية توزع جسيمات المذاب بين جسيمات المذيب لتكوين محلول متجانس

الشرح: الذوبان هو العملية الأساسية لتكوين المحاليل حيث تنتشر جسيمات المادة المذابة في المذيب

تلميح: فكر في كيفية توزع الجسيمات بين المذيب والمذاب

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

اذكر ثلاث طرائق لزيادة سرعة الذوبان

الإجابة: 1. التحريك 2. التسخين 3. طحن المادة الصلبة (زيادة مساحة السطح)

الشرح: هذه الطرق تساعد على زيادة معدل الاصطدام بين جسيمات المذاب والمذيب

تلميح: فكر في العوامل التي تؤثر على حركة الجسيمات ومساحة التلامس

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما الفرق بين المحاليل المشبعة والمحاليل غير المشبعة؟

الإجابة: المحلول المشبع: لا يمكنه إذابة كمية إضافية من المذاب عند درجة حرارة وضغط معينين. المحلول غير المشبع: يمكنه إذابة كمية إضافية من المذاب

الشرح: الفرق الأساسي يكمن في حالة التوازن بين المادة المذابة والراسب

تلميح: فكر في قدرة المحلول على استيعاب مزيد من المذاب

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

ما حجم حمض النيتريك (mL) الذي تركيزه 5.0 M اللازم لتحضير 225 mL من محلول تركيزه 1.0 M؟

الإجابة: 45 mL

الشرح: باستخدام قانون التخفيف: 5.0 × V₁ = 1.0 × 225، إذن V₁ = 45 mL

تلميح: استخدم قانون التخفيف: M₁V₁ = M₂V₂

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط

إذا خففت 55 mL من محلول تركيزه 4.0 M لتحضير محلول حجمه 250 mL، فما مولارية المحلول الجديد؟

الإجابة: 0.88 M

الشرح: 4.0 × 55 = M₂ × 250، إذن M₂ = 0.88 M

تلميح: طبق قانون التخفيف M₁V₁ = M₂V₂

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط

ما مولالية محلول يحتوي على 75.3 g من KCl مذابة في 95.0 g من الماء؟

الإجابة: 10.6 mol/kg

الشرح: عدد مولات KCl = 75.3 ÷ 74.55 = 1.01 مول، كتلة المذيب = 0.095 kg، المولالية = 1.01 ÷ 0.095 = 10.6 mol/kg

تلميح: المولالية = عدد مولات المذاب ÷ كتلة المذيب بالكيلوجرام

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: صعب

ما الكسر المولي لحمض الكبريتيك في محلول يحتوي على 27.3% H₂SO₄ و72.7% H₂O؟

الإجابة: 0.062

الشرح: عدد مولات H₂SO₄ = 27.3 ÷ 98 = 0.278 مول، عدد مولات H₂O = 72.7 ÷ 18 = 4.04 مول، الكسر المولي = 0.278 ÷ (0.278 + 4.04) = 0.062

تلميح: احسب عدد مولات كل مكون ثم استخدم قانون الكسر المولي

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: صعب

إذا كانت ذائبية غاز تساوي 0.54 g/L عند ضغط 1.5 atm، فما ذائبيته عند ضغط 3.0 atm؟

الإجابة: 1.08 g/L

الشرح: بما أن الضغط تضاعف من 1.5 إلى 3.0 atm، فإن الذائبية تتضاعف أيضاً: 0.54 × 2 = 1.08 g/L

تلميح: استخدم قانون هنري: الذائبية تتناسب طردياً مع الضغط

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط