العلاقة بين pH وتركيز H+ و pOH وتركيز OH- - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: الكيمياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: example

الفصل: 15 | الدرس: 2

مستوى الصعوبة: متوسط

📝 ملخص الصفحة

تشرح هذه الصفحة مفاهيم pH و pOH وعلاقتهما بتركيز أيونات الهيدروجين والهيدروكسيد في المحاليل المائية عند درجة حرارة 298 كلفن. يوضح الشكل 15-2 العلاقة العكسية بين pH و pOH، حيث يكون مجموعهما ثابتًا ويساوي 14، كما يبين أن حاصل ضرب تركيزي H+ و OH- يساوي 10^-14 عند هذه الدرجة الحرارية.

يتضمن المحتوى مثالًا عمليًا لحساب pH لمحلول متعادل، حيث يكون تركيز H+ مساويًا لـ 1.0 × 10^-7 M، ويتم تطبيق المعادلة pH = -log[H+] للوصول إلى النتيجة pH = 7.00. يتبع ذلك خطوات تحليل المسألة والحساب وتقويم الإجابة لتعزيز الفهم.

تختتم الصفحة بمسائل تدريبية تهدف إلى تطبيق المهارات المكتسبة، مثل حساب pH لمحاليل بتركيزات مختلفة لـ H+، وحساب pOH بناءً على تركيز OH-، مما يساعد الطلاب على ممارسة المفاهيم الأساسية في كيمياء الأحماض والقواعد.

📄 النص الكامل للصفحة

يوضح الشكل 15-2 العلاقة بين pH وتركيز H+، والعلاقة بين pOH وتركيز OH- عند درجة حرارة K 298.

--- SECTION: الشكل 15-2 ---
ادرس هذا الشكل لزيادة معلوماتك حول pH و pOH. لاحظ أنه عند كل موقع عمودي يكون مجموع pH (فوق السهم) و pOH (تحت السهم) مساويًا 14. لاحظ أيضًا أنه عند كل موقع يكون حاصل ضرب [H+] في [OH-] يساوي 10-14.

--- SECTION: مثال 2-2 ---
مثال 2-2

احسب قيمة pH من [H+] ما قيمة pH لمحلول متعادل عند درجة حرارة K 298؟

--- SECTION: 1 تحليل المسألة ---
1 تحليل المسألة
في المحلول المتعادل عند درجة حرارة K 298، يكون M 10-7 × 1.0 = [H+]. ويتعين عليك أن تجد pH.

--- SECTION: المعطيات والمطلوب ---
المعطيات
[H+] = 1.0 × 10-7 M
المطلوب
pH = ?

--- SECTION: 2 حساب المطلوب ---
2 حساب المطلوب
اكتب معادلة pH
pH = -log [H+]
عوض M 10-7 × 1.0 = [H+]
pH = -log (1.0 × 10-7)
تكون قيمة pH للمحلول المتعادل عند درجة حرارة K 298 تساوي 7.00.

--- SECTION: 3 تقويم الإجابة ---
3 تقويم الإجابة
كان متوقعًا أن تكون قيمة pH تساوي 7.

--- SECTION: مسائل تدريبية ---
مسائل تدريبية

--- SECTION: 23. ---
Question Text: Question Text: احسب قيمتي pH للمحلولين الآتيين عند درجة حرارة K 298.
Options:
a. [H+] = 1.0 × 10-2 M
b. [H+] = 3.0 × 10-6 M
Options:
a. [H+] = 1.0 × 10-2 M
b. [H+] = 3.0 × 10-6 M
a. [H+] = 0.0055 M
b. [H+] = 0.000084 M


--- SECTION: 24. ---
Question Text: احسب قيمتي pH للمحلولين الآتيين عند درجة حرارة K 298.
Options:
a. [H+] = 0.0055 M
b. [H+] = 0.000084 M

--- SECTION: 25. ---
Question Text: تحفيز احسب قيمة pOH للمحلول فيه M 10-6 × 8.2 = [OH-].

وزارة التعليم 75 Ministry of Education 2025 - 1447

--- VISUAL CONTEXT ---
**DIAGRAM**: الشكل 15-2 العلاقة بين pH وتركيز H+، والعلاقة بين pOH وتركيز OH- عند درجة حرارة K 298.
Description: A horizontal pH scale diagram with an arrow indicating increasing acidity to the right and increasing basicity to the left. It shows the corresponding values for [H+], pH, pOH, and [OH-] at 298 K. The scale ranges from pH 0 to 14, with the neutral point at pH 7. The diagram also highlights that pH + pOH = 14 and [H+][OH-] = 10^-14.
Data: The diagram illustrates the inverse relationship between pH and pOH, and between [H+] and [OH-]. As pH increases from 0 to 14, [H+] decreases from 1 M to 10^-14 M. Conversely, pOH decreases from 14 to 0, and [OH-] increases from 10^-14 M to 1 M. The neutral point is at pH 7, where [H+] = [OH-] = 10^-7 M.
Key Values: pH range: 0 to 14, pOH range: 14 to 0, [H+] range: 1 M (at pH 0) to 10^-14 M (at pH 14), [OH-] range: 10^-14 M (at pOH 14) to 1 M (at pOH 0), Neutral point: pH 7, pOH 7, [H+] = 1.0 × 10^-7 M, [OH-] = 1.0 × 10^-7 M, Acidic region: pH < 7, [H+] > 10^-7 M (indicated by 'تزداد الحمضية'), Basic region: pH > 7, [H+] < 10^-7 M (indicated by 'تزداد القاعدية'), Relationship: pH + pOH = 14, Relationship: [H+][OH-] = 1.0 × 10^-14 (at 298 K)
Context: This diagram visually represents the pH and pOH scales, their inverse relationship, and how they correlate with hydrogen and hydroxide ion concentrations in aqueous solutions at a specific temperature (298 K). It defines acidic, neutral, and basic conditions and illustrates the fundamental ion product of water (Kw) and the relationship between pH and pOH, which are crucial concepts in acid-base chemistry.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 3

سؤال 23: 23. احسب قيمتي pH للمحلولين الآتيين عند درجة حرارة 298 K. a. $[H^+] = 1.0 \times 10^{-2} M$ .b $[H^+] = 3.0 \times 10^{-6} M$

الإجابة: س 23: a) $pH = -\log(1.0 \times 10^{-2}) = 2.00$ b) $pH = -\log(3.0 \times 10^{-6}) \approx 5.52$

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المفهوم والقانون):** الأس الهيدروجيني (pH) هو مقياس لحموضة المحلول، ويُحسب من تركيز أيونات الهيدروجين [H⁺] باستخدام العلاقة الرياضية التالية: $$pH = -\log[H^+]$$ حيث (log) هو اللوغاريتم ذو الأساس 10.
**الخطوة 2 (التطبيق على الجزء أ):** المعطى: $[H^+] = 1.0 \times 10^{-2} M$ نعوّض في القانون: $$pH = -\log(1.0 \times 10^{-2})$$ نحسب قيمة اللوغاريتم: $\log(1.0 \times 10^{-2}) = \log(10^{-2}) = -2$ إذن: $$pH = -(-2) = 2.00$$ (يُكتب عادةً بمنزلة عشرية أو اثنتين).
**الخطوة 3 (التطبيق على الجزء ب):** المعطى: $[H^+] = 3.0 \times 10^{-6} M$ نعوّض في القانون: $$pH = -\log(3.0 \times 10^{-6})$$ نحسب قيمة اللوغاريتم. تذكر أن: $\log(a \times 10^{b}) = \log(a) + b$ إذن: $\log(3.0 \times 10^{-6}) = \log(3.0) + \log(10^{-6}) \approx 0.477 - 6 = -5.523$ وبالتعويض: $$pH = -(-5.523) \approx 5.52$$

سؤال 24: 24. احسب قيمتي pH للمحلولين الآتيين عند درجة حرارة 298 K. a. $[H^+] = 0.0055 M$ .b $[H^+] = 0.000084 M$

الإجابة: س 24: a) $pH = -\log(0.0055) \approx 2.26$ b) $pH = -\log(0.000084) \approx 4.08$

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (القانون الأساسي):** نفس القانون المستخدم في السؤال السابق: $$pH = -\log[H^+]$$
**الخطوة 2 (التطبيق على الجزء أ):** المعطى: $[H^+] = 0.0055 M$ نُعبّر عن التركيز بالصيغة العلمية لتسهيل الحساب: $0.0055 = 5.5 \times 10^{-3}$ نعوض في القانون: $$pH = -\log(5.5 \times 10^{-3})$$ نحسب: $\log(5.5 \times 10^{-3}) = \log(5.5) + \log(10^{-3}) \approx 0.740 - 3 = -2.260$ إذن: $$pH = -(-2.260) \approx 2.26$$
**الخطوة 3 (التطبيق على الجزء ب):** المعطى: $[H^+] = 0.000084 M$ نحول للصيغة العلمية: $0.000084 = 8.4 \times 10^{-5}$ نعوض في القانون: $$pH = -\log(8.4 \times 10^{-5})$$ نحسب: $\log(8.4 \times 10^{-5}) = \log(8.4) + \log(10^{-5}) \approx 0.924 - 5 = -4.076$ إذن: $$pH = -(-4.076) \approx 4.08$$

سؤال 25: 25. تحفيز احسب قيمة pH لمحلول فيه $[OH^-]$ يساوي $8.2 \times 10^{-6} M$.

الإجابة: س 25: $pOH = -\log(8.2 \times 10^{-6}) \approx 5.09$ $\Rightarrow pH = 14 - 5.09 \approx 8.91$

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المفهوم والعلاقات):** هذا السؤال مختلف قليلاً؛ لأن المعطى هو تركيز أيون الهيدروكسيد [OH⁻] وليس [H⁺]. لحل هذا، نستخدم علاقتين: 1. لحساب الأس الهيدروكسيدي: $$pOH = -\log[OH^-]$$ 2. العلاقة بين pH و pOH عند درجة حرارة 298 K (درجة حرارة الغرفة): $$pH + pOH = 14$$
**الخطوة 2 (حساب pOH):** المعطى: $[OH^-] = 8.2 \times 10^{-6} M$ نحسب pOH أولاً: $$pOH = -\log(8.2 \times 10^{-6})$$ نحسب اللوغاريتم: $\log(8.2 \times 10^{-6}) = \log(8.2) + \log(10^{-6}) \approx 0.914 - 6 = -5.086$ إذن: $$pOH = -(-5.086) \approx 5.09$$
**الخطوة 3 (إيجاد pH من pOH):** باستخدام العلاقة $pH + pOH = 14$: $$pH = 14 - pOH$$ $$pH = 14 - 5.09$$ $$pH \approx 8.91$$ وهذا يعني أن المحلول قاعدي، لأن قيمة pH أكبر من 7.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 12 بطاقة لهذه الصفحة

ما هي العلاقة بين pH و pOH عند درجة حرارة 298 كلفن؟

الإجابة: مجموع pH و pOH يساوي 14 عند درجة حرارة 298 كلفن (pH + pOH = 14).

الشرح: هذه العلاقة مشتقة من ثابت حاصل ضرب أيونات الماء (Kw) الذي يساوي 10^-14 عند 298 كلفن.

تلميح: تذكر أن هناك علاقة رياضية ثابتة تربط بين هذين المقياسين عند درجة حرارة محددة.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

ما هي العلاقة بين تركيز أيون الهيدروجين [H+] وتركيز أيون الهيدروكسيد [OH-] عند درجة حرارة 298 كلفن؟

الإجابة: حاصل ضرب تركيز أيون الهيدروجين في تركيز أيون الهيدروكسيد يساوي 10^-14 عند درجة حرارة 298 كلفن ([H+][OH-] = 10^-14).

الشرح: هذا التعبير يمثل ثابت حاصل ضرب أيونات الماء (Kw) عند درجة حرارة 298 كلفن.

تلميح: فكر في ثابت التوازن الخاص بتأين الماء.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

ما هي قيمة pH للمحلول المتعادل عند درجة حرارة 298 كلفن؟

الإجابة: قيمة pH للمحلول المتعادل عند درجة حرارة 298 كلفن تساوي 7.00.

الشرح: عند درجة حرارة 298 كلفن، يكون [H+] = 1.0 × 10^-7 M في المحلول المتعادل، وبالتالي pH = -log(1.0 × 10^-7) = 7.00.

تلميح: تذكر أن المحلول المتعادل هو الذي تكون فيه تراكيز أيونات الهيدروجين والهيدروكسيد متساوية.

التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: سهل

ما هي المعادلة المستخدمة لحساب قيمة pH من تركيز أيون الهيدروجين [H+]؟

الإجابة: المعادلة هي: pH = -log [H+].

الشرح: يتم تعريف pH على أنه اللوغاريتم السالب (الأساس 10) لتركيز أيون الهيدروجين.

تلميح: فكر في الدالة اللوغاريتمية وعلاقتها بتركيز الأيونات.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

ما هو تركيز أيون الهيدروجين [H+] في المحلول المتعادل عند درجة حرارة 298 كلفن؟

الإجابة: تركيز أيون الهيدروجين في المحلول المتعادل عند درجة حرارة 298 كلفن هو 1.0 × 10^-7 مولار.

الشرح: عند pH = 7، يكون [H+] = 10^-7 M، وهذا يتوافق مع تعريف المحلول المتعادل حيث [H+] = [OH-].

تلميح: تذكر العلاقة بين pH و [H+] عند نقطة التعادل.

التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: سهل

احسب قيمة pH لمحلول تركيز أيون الهيدروجين فيه [H+] = 1.0 × 10^-2 M عند درجة حرارة 298 كلفن.

الإجابة: pH = -log(1.0 × 10^-2) = 2.00.

الشرح: بالتعويض في المعادلة: pH = -log(0.01) = -(-2) = 2.

تلميح: طبق معادلة pH = -log [H+] مباشرة.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط

احسب قيمة pH لمحلول تركيز أيون الهيدروجين فيه [H+] = 3.0 × 10^-6 M عند درجة حرارة 298 كلفن.

الإجابة: pH = -log(3.0 × 10^-6) ≈ 5.52.

الشرح: الحساب: pH = -log(3.0 × 10^-6) = -[log(3.0) + log(10^-6)] = -[0.477 - 6] = 5.523.

تلميح: استخدم معادلة pH وأوجد لوغاريتم العدد 3.0 × 10^-6.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط

ما هي قيمة pOH المقابلة لـ pH = 7 عند درجة حرارة 298 كلفن؟

الإجابة: pOH = 14 - pH = 14 - 7 = 7.

الشرح: بما أن pH + pOH = 14، فإن pOH = 14 - pH.

تلميح: استخدم العلاقة الأساسية بين pH و pOH.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: سهل

ما هو نطاق قيم pH للمحاليل الحمضية عند درجة حرارة 298 كلفن؟

الإجابة: المحاليل الحمضية لها قيم pH أقل من 7 (pH < 7).

الشرح: عندما يكون تركيز [H+] أكبر من 10^-7 M، تكون قيمة pH أقل من 7، مما يشير إلى محلول حمضي.

تلميح: تذكر موقع نقطة التعادل على مقياس pH.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما هو نطاق قيم pH للمحاليل القاعدية عند درجة حرارة 298 كلفن؟

الإجابة: المحاليل القاعدية لها قيم pH أكبر من 7 (pH > 7).

الشرح: عندما يكون تركيز [H+] أقل من 10^-7 M، تكون قيمة pH أكبر من 7، مما يشير إلى محلول قاعدي.

تلميح: تذكر موقع نقطة التعادل على مقياس pH.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

عند درجة حرارة 298 كلفن، إذا كان [H+] = 0.0055 M، فما قيمة pH تقريبًا؟

الإجابة: pH = -log(0.0055) = -log(5.5 × 10^-3) ≈ 2.26.

الشرح: log(5.5) ≈ 0.74، لذا log(5.5 × 10^-3) = 0.74 - 3 = -2.26، وبالتالي pH = 2.26.

تلميح: حول الرقم إلى الصيغة العلمية (5.5 × 10^-3) ثم احسب اللوغاريتم.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: صعب

ما هو الشرط الذي يحقق التعادل في محلول مائي عند درجة حرارة محددة؟

الإجابة: يكون المحلول متعادلاً عندما يكون تركيز أيون الهيدروجين [H+] مساويًا لتركيز أيون الهيدروكسيد [OH-].

الشرح: من العلاقة [H+][OH-] = Kw، عندما يكون [H+] = [OH-]، فإن [H+] = [OH-] = √Kw.

تلميح: فكر في المساواة بين نوعي الأيونات الناتجة عن تأين الماء.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط