أسئلة الإجابات القصيرة - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 8: 8. ما عدد مولات $KClO_3$ التي يمكن أن تذوب في 100 g من الماء عند درجة حرارة 60°C؟

الإجابة: س:8: من الرسم تذوب تقريبًا 22 g من $KClO_3$ في 100 g ماء عند 60°C، إذن $n = \frac{22}{122.55} \approx 0.18 mol$

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (فهم المعطيات والهدف):** السؤال يسأل عن عدد مولات كلورات البوتاسيوم (KClO₃) التي يمكن أن تذوب في 100 جرام من الماء عند درجة حرارة محددة (60°C). هذا يعني أننا نبحث عن **كمية المادة المذيبة** عند حالة التشبع لتلك الدرجة.
2. **الخطوة 2 (استخراج البيانات من الرسم البياني للذائبية):** لحل هذا السؤال، نحتاج إلى الرسم البياني الذي يوضح علاقة ذائبية الأملاح بدرجة الحرارة (والذي لم يتم تضمينه في نص السؤال، لكنه مذكور في الإجابة الأصلية). من هذا الرسم، نبحث عن قيمة ذائبية KClO₃ عند 60°C. القيمة المستخرجة تقريبًا هي **22 جرام** من KClO₃ لكل 100 جرام ماء.
3. **الخطوة 3 (تحويل الكتلة إلى عدد مولات):** نحتاج الآن لتحويل هذه الكتلة (22 جرام) إلى عدد مولات. نستخدم العلاقة: $$ n = \frac{m}{M} $$ حيث: - `n` = عدد المولات. - `m` = الكتلة بالجرام (22 جرام). - `M` = الكتلة المولية للمركب (KClO₃). **حساب الكتلة المولية (M):** K ≈ 39, Cl ≈ 35.5, O₃ ≈ (16×3)=48. M = 39 + 35.5 + 48 = **122.5 جرام/مول** (تقريبًا).
4. **الخطوة 4 (التعويض والحساب):** نعوض في القانون: $$ n = \frac{22 \, \text{g}}{122.5 \, \text{g/mol}} $$ $$ n \approx 0.18 \, \text{mol} $$ إذن عدد المولات التي يمكن أن تذوب عند التشبع هو: **0.18 مول تقريبًا**.

سؤال 9: 9. أي المحاليل الأملاح يمكنه استيعاب المزيد من المذاب عند درجة حرارة 20°C: NaCl أم KCl؟ كيف يمكن مقارنة ذلك بذائبية كل منها عند درجة حرارة 80°C؟

الإجابة: س:9: عند 20°C محلول NaCl يستوعب مذابًا أكثر من KCl (ذائبية NaCl أعلى قليلاً). أما عند 80°C فذائبية KCl تصبح أكبر من NaCl (KCl > NaCl أعلى من NaCl على الرسم).

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (فهم طلب السؤال):** السؤال يقارن بين ذائبية ملحين (NaCl و KCl) عند درجتي حرارة مختلفتين (20°C و 80°C). المقارنة تعتمد على قراءة الرسم البياني للذائبية.
2. **الخطوة 2 (التحليل عند 20°C):** عند الرجوع للرسم البياني عند درجة حرارة 20°C، نلاحظ أن منحنى ذائبية كلوريد الصوديوم (NaCl) يقع **أعلى قليلًا** من منحنى ذائبية كلوريد البوتاسيوم (KCl). هذا يعني أن كتلة NaCl التي تذوب في 100 جرام ماء أكبر من كتلة KCl التي تذوب في نفس الكمية عند نفس درجة الحرارة. وبالتالي، محلول NaCl يستوعب (يذيب) مذابًا أكثر.
3. **الخطوة 3 (التحليل عند 80°C والمقارنة):** عند النظر إلى الرسم عند درجة حرارة أعلى (80°C)، نلاحظ أن العلاقة تنعكس. منحنى ذائبية KCl يصبح **أعلى** من منحنى ذائبية NaCl. هذا يعني أن ذائبية KCl تتأثر بزيادة الحرارة بشكل أكبر من NaCl، فتتفوق عليها عند درجات الحرارة المرتفعة. إذن: - عند **20°C**: **NaCl** ذائبيته أعلى. - عند **80°C**: **KCl** ذائبيته أعلى.

سؤال 10: 10. ما عدد مولات $KClO_3$ اللازمة لتحضير محلول مائي حجمه 1.0 L عند درجة حرارة 75°C؟

الإجابة: س:10: من الرسم عند 75°C تذوب تقريبًا 30 g من $KClO_3$ في 100 g ماء؛ وفي 1.0 L ماء ≈ 1000 g ماء تذوب 300 g ≈. $n = \frac{300}{122.55} \approx 2.4 mol$

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (فهم المعطيات والهدف):** السؤال يسأل عن عدد مولات KClO₃ اللازمة لتحضير محلول **مشبع** حجمه 1.0 لتر (L) من الماء عند 75°C. نحتاج أولًا إلى معرفة كتلة الماء في هذا الحجم.
2. **الخطوة 2 (تحويل حجم الماء إلى كتلة):** كثافة الماء تقريبًا 1 جرام/مل. إذن: 1.0 لتر = 1000 مل. كتلة الماء = الحجم × الكثافة = 1000 مل × (1 جم/مل) = **1000 جرام** ماء.
3. **الخطوة 3 (استخراج الذائبية من الرسم البياني):** من الرسم البياني للذائبية، نجد أن ذائبية KClO₃ عند 75°C تساوي تقريبًا **30 جرام** لكل 100 جرام ماء.
4. **الخطوة 4 (حساب كتلة المذاب اللازمة لـ 1000 جرام ماء):** نستخدم تناسبًا بسيطًا: إذا كانت 30 جم تذوب في 100 جم ماء فإن `x` جم تذوب في 1000 جم ماء. $$ x = \frac{30 \times 1000}{100} = 300 \, \text{gram} $$ إذن، نحتاج إلى 300 جرام تقريبًا من KClO₃.
5. **الخطوة 5 (تحويل الكتلة إلى عدد مولات):** الكتلة المولية لـ KClO₃ هي 122.55 جم/مول (كما في السؤال 8). $$ n = \frac{m}{M} = \frac{300 \, \text{g}}{122.55 \, \text{g/mol}} $$ $$ n \approx 2.45 \, \text{mol} $$ إذن عدد المولات اللازمة هو: **2.4 مول تقريبًا**.

سؤال 11: 11. إذا أعطيت عينة من مذاب صلب وثلاثة محاليل مائية تحتوي على ذلك المذاب، فكيف يمكنك تحديد أي المحاليل مشبع، وأيها غير مشبع، وأيها فوق مشبع؟

الإجابة: س:11: عند نفس درجة الحرارة أضف قليلاً من المذاب الصلب (بلورة/ كمية صغيرة) لكل محلول: - إذا ذاب بالكامل ⇒ محلول غير مشبع. - إذا لم يذب وبقي راسبًا ⇒ محلول مشبع. - إذا أدى إلى تكوّن بلورات/ترسب سريع للمذاب ⇒ محلول فوق مشبع.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** الفكرة هنا هي اختبار حالة المحلول من حيث التشبع، وذلك من خلال تجربة عملية بسيطة باستخدام بلورة صغيرة أو كمية ضئيلة من المذاب الصلب نفسه. - **المحلول غير المشبع:** هو المحلول الذي يمكنه إذابة كمية إضافية من المذاب. عند إضافة بلورة صغيرة إليه، ستذوب هذه البلورة تمامًا ولا يحدث أي تغير مرئي في قاع الإناء. هذا يدل على أن المحلول ما زال لديه قدرة على استيعاب المزيد من المذاب. - **المحلول المشبع:** هو المحلول الذي وصل إلى أقصى قدرة على الإذابة عند تلك الظروف (مثل درجة الحرارة). عند إضافة بلورة صغيرة إليه، ستستقر البلورة في قاع الإناء **دون أن تذوب**، لأن المحلول لا يستطيع استقبال المزيد. سيبقى مقدار المذاب كما هو (كتلة البلورة المضافة). - **المحلول فوق المشبع:** هو محلول غير مستقر يحتوي على مذاب أكثر مما يجب عند تلك الظروف. عند إضافة بلورة صغيرة إليه (أو حتى خدش جدار الإناء)، ستكون هذه البلورة بمثابة **بذرة تبلور**. سيحدث ترسيب سريع ومفاجئ لجزء كبير من المذاب الزائد المذاب، حيث تبدأ البلورة المضافة في النمو وتتجمع حولها بلورات أخرى تتكون من المحلول. هذا يؤدي إلى تكون كمية واضحة من الراسب في وقت قصير. إذن، الاختلاف في سلوك البلورة المضافة عند إضافتها للمحاليل الثلاثة هو ما يُمكّنك من تمييز حالاتها.

كيف يمكن تحديد ما إذا كان المحلول المائي مشبعاً أو غير مشبع أو فوق مشبع عند وجود عينة من المذاب الصلب وثلاثة محاليل تحتوي عليه؟

الإجابة: يمكن إضافة كمية صغيرة من المذاب الصلب إلى كل محلول. إذا ذابت الكمية المضافة، فالمحلول غير مشبع. إذا لم تذوب الكمية المضافة، فالمحلول مشبع. إذا تسببت الكمية المضافة في تبلور جزء من المذاب المذاب، فالمحلول فوق مشبع.

الشرح: تعتمد هذه الطريقة على مبدأ التوازن في المحاليل المشبعة، حيث لا يمكن للمحلول المشبع استيعاب مذاب إضافي، بينما يمكن للمحلول غير المشبع ذلك. أما المحلول فوق المشبع فهو غير مستقر، وإضافة بلورة صغيرة تسبب تبلور الفائض.

تلميح: فكر في سلوك المذاب الصلب عند إضافته إلى المحاليل المختلفة.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

ما هو تعريف المحلول المشبع؟

الإجابة: المحلول المشبع هو المحلول الذي يحتوي على أقصى كمية ممكنة من المذاب عند درجة حرارة وضغط معينين، بحيث لا يمكنه استيعاب مذاب إضافي.

الشرح: يتم تعريف المحلول المشبع بناءً على مفهوم الذائبية القصوى عند ظروف محددة. هذه الحالة هي الأساس لفهم التجارب العملية المتعلقة بإعداد المحاليل.

تلميح: تذكر الحالة التي يكون فيها المحلول في حالة توازن مع المذاب غير المذاب.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما هو تعريف المحلول غير المشبع؟

الإجابة: المحلول غير المشبع هو المحلول الذي يحتوي على كمية من المذاب أقل من الحد الأقصى للذائبية عند درجة حرارة وضغط معينين، وبالتالي يمكنه استيعاب مذاب إضافي.

الشرح: هذا النوع من المحاليل هو الأكثر شيوعاً في التجارب المخبرية، حيث يمكن إضافة المزيد من المذاب دون حدوث ترسيب.

تلميح: فكر في الحالة التي لا يكون فيها المحلول قد وصل إلى سعة الاستيعاب القصوى.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما هو تعريف المحلول فوق المشبع؟

الإجابة: المحلول فوق المشبع هو محلول غير مستقر يحتوي على كمية من المذاب تفوق الحد الأقصى للذائبية عند درجة حرارة وضغط معينين. إضافة بلورة صغيرة من المذاب أو أي اضطراب قد يتسبب في تبلور الفائض.

الشرح: المحاليل فوق المشبعة هي حالات انتقالية وغير مستقرة، وغالباً ما تُحضر بطرق خاصة مثل التبريد البطيء لمحلول مشبع.

تلميح: تذكر حالة المحلول غير المستقرة والتي تحتوي على مذاب أكثر مما يجب.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

بناءً على منحنى الذائبية، أي الملحين (NaCl أم KCl) له ذائبية أعلى عند درجة حرارة 20°C، وكيف تقارن هذه العلاقة بذائبيتهما عند 80°C؟

الإجابة: عند 20°C: ذائبية NaCl (حوالي 36 g/100g) أعلى قليلاً من ذائبية KCl (حوالي 34 g/100g). عند 80°C: تصبح ذائبية KCl (حوالي 51 g/100g) أعلى من ذائبية NaCl (حوالي 38 g/100g). أي أن ذائبية KCl تزداد مع الحرارة بشكل أكبر من NaCl.

الشرح: يوضح هذا السؤال كيفية استخدام منحنيات الذائبية لمقارنة سلوب الأملاح المختلفة مع تغير درجة الحرارة، وهو تطبيق عملي مهم.

تلميح: راجع اتجاه ميل منحني الذائبية لكل ملح مع زيادة درجة الحرارة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

ما هي العلاقة العامة بين ذائبية الأملاح الصلبة (مثل KClO₃، NaCl، KCl) ودرجة الحرارة كما يظهر من الرسم البياني؟ وما الاستثناء الواضح؟

الإجابة: العلاقة العامة: تزداد ذائبية معظم الأملاح الصلبة (KClO₃، NaCl، KCl، CaCl₂) بزيادة درجة الحرارة. الاستثناء: تنخفض ذائبية ملح Ce₂(SO₄)₃ بزيادة درجة الحرارة.

الشرح: هذا المفهوم الجوهري يربط بين الطاقة الحركية للجزيئات وقدرتها على التفكك في المذيب. الاستثناءات ترجع عادة إلى طبيعة التفاعلات الكيميائية أو الحرارية الخاصة ببعض المركبات.

تلميح: لاحظ اتجاه الخطوط في الرسم البياني لمعظم الأملاح، ثم ابحث عن الخط الذي يسلك سلوكاً معاكساً.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط