مثال 4-4 - كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 44: عند خلط حمض الكبريتيك H₂SO₄ بمحلول هيدروكسيد البوتاسيوم ينتج ماء ومحلول كبريتات البوتاسيوم.

الإجابة: رمزية، كاملة، نهائية -44 H₂SO₄(aq) + 2KOH(aq) → 2H₂O(l) + K₂SO₄(aq) 2H⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) + 2K⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → 2H₂O(l) + 2K⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) 2H⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → 2H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (تحديد المتفاعلات والنواتج):** لنفهم هذا التفاعل، نحدد أولاً المتفاعلات والنواتج. لدينا حمض وقاعدة يتفاعلان لإنتاج ماء وملح. - الحمض هو: حمض الكبريتيك (H₂SO₄) - القاعدة هي: هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) - النواتج المتوقعة هي: الماء (H₂O) والملح كبريتات البوتاسيوم (K₂SO₄).
2. **الخطوة 2 (كتابة المعادلة الرمزية الموزونة):** الآن نكتب المعادلة الكيميائية التي تمثل هذا التفاعل، مع التأكد من وزنها لضمان حفظ الكتلة (أي أن عدد ذرات كل عنصر متساوٍ على طرفي المعادلة). حمض الكبريتيك حمض ثنائي البروتون، لذا يتفاعل مع جزيئين من هيدروكسيد البوتاسيوم. $$H₂SO₄(aq) + 2KOH(aq) \rightarrow 2H₂O(l) + K₂SO₄(aq)$$
3. **الخطوة 3 (كتابة المعادلة الأيونية الكاملة):** في هذه الخطوة، نقوم بتفكيك المركبات الأيونية القوية (الأحماض القوية، القواعد القوية، الأملاح الذائبة) إلى أيوناتها المكونة لها في المحلول المائي. حمض الكبريتيك وهيدروكسيد البوتاسيوم وكبريتات البوتاسيوم كلها مركبات قوية وذائبة، بينما الماء يبقى جزيئاً. $$2H⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) + 2K⁺(aq) + 2OH⁻(aq) \rightarrow 2H₂O(l) + 2K⁺(aq) + SO₄²⁻(aq)$$
4. **الخطوة 4 (تحديد وإلغاء الأيونات المتفرجة):** الأيونات المتفرجة هي الأيونات التي لا تشارك بشكل مباشر في التفاعل الكيميائي، أي أنها تظهر بنفس الشكل والعدد على جانبي المعادلة الأيونية الكاملة. نقوم بإلغائها من المعادلة. الأيونات المتفرجة هنا هي: أيون الكبريتات (SO₄²⁻) وأيونات البوتاسيوم (2K⁺).
5. **الخطوة 5 (كتابة المعادلة الأيونية النهائية):** بعد إلغاء الأيونات المتفرجة، نكتب الأيونات والجزيئات المتبقية التي تشارك فعليًا في التفاعل. هذه هي المعادلة الأيونية النهائية التي تمثل جوهر التفاعل، ويمكن تبسيطها بقسمة جميع المعاملات على 2. $$H⁺(aq) + OH⁻(aq) \rightarrow H₂O(l)$$

سؤال 45: عند خلط حمض الهيدروكلوريك HCl بمحلول هيدروكسيد الكالسيوم ينتج ماء ومحلول كلوريد الكالسيوم.

الإجابة: رمزية، كاملة، نهائية -45 2HCl(aq) + Ca(OH)₂(aq) → 2H₂O(l) + CaCl₂(aq) 2H⁺(aq) + 2Cl⁻(aq) + Ca²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → 2H₂O(l) + Ca²⁺(aq) + 2Cl⁻(aq) 2H⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → 2H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (تحديد المتفاعلات والنواتج):** لنفهم هذا التفاعل، نحدد أولاً المتفاعلات والنواتج. لدينا حمض وقاعدة يتفاعلان لإنتاج ماء وملح. - الحمض هو: حمض الهيدروكلوريك (HCl) - القاعدة هي: هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)₂) - النواتج المتوقعة هي: الماء (H₂O) والملح كلوريد الكالسيوم (CaCl₂).
2. **الخطوة 2 (كتابة المعادلة الرمزية الموزونة):** الآن نكتب المعادلة الكيميائية التي تمثل هذا التفاعل، مع التأكد من وزنها لضمان حفظ الكتلة. هيدروكسيد الكالسيوم قاعدة ثنائية الهيدروكسيد، لذا تتفاعل مع جزيئين من حمض الهيدروكلوريك. $$2HCl(aq) + Ca(OH)₂(aq) \rightarrow 2H₂O(l) + CaCl₂(aq)$$
3. **الخطوة 3 (كتابة المعادلة الأيونية الكاملة):** في هذه الخطوة، نقوم بتفكيك المركبات الأيونية القوية (الأحماض القوية، القواعد القوية، الأملاح الذائبة) إلى أيوناتها المكونة لها في المحلول المائي. حمض الهيدروكلوريك وهيدروكسيد الكالسيوم وكلوريد الكالسيوم كلها مركبات قوية وذائبة، بينما الماء يبقى جزيئاً. $$2H⁺(aq) + 2Cl⁻(aq) + Ca²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) \rightarrow 2H₂O(l) + Ca²⁺(aq) + 2Cl⁻(aq)$$
4. **الخطوة 4 (تحديد وإلغاء الأيونات المتفرجة):** الأيونات المتفرجة هي الأيونات التي لا تشارك بشكل مباشر في التفاعل الكيميائي. نقوم بإلغائها من المعادلة. الأيونات المتفرجة هنا هي: أيونات الكلوريد (2Cl⁻) وأيون الكالسيوم (Ca²⁺).
5. **الخطوة 5 (كتابة المعادلة الأيونية النهائية):** بعد إلغاء الأيونات المتفرجة، نكتب الأيونات والجزيئات المتبقية التي تشارك فعليًا في التفاعل. هذه هي المعادلة الأيونية النهائية، ويمكن تبسيطها بقسمة جميع المعاملات على 2. $$H⁺(aq) + OH⁻(aq) \rightarrow H₂O(l)$$

سؤال 46: عند خلط حمض النيتريك HNO₃ بمحلول هيدروكسيد الأمونيوم ينتج ماء ومحلول نترات الأمونيوم.

الإجابة: رمزية، كاملة، نهائية -46 HNO₃(aq) + NH₄OH(aq) → H₂O(l) + NH₄NO₃(aq) H⁺(aq) + NO₃⁻(aq) + NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l) + NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq) H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (تحديد المتفاعلات والنواتج):** لنفهم هذا التفاعل، نحدد أولاً المتفاعلات والنواتج. لدينا حمض وقاعدة يتفاعلان لإنتاج ماء وملح. - الحمض هو: حمض النيتريك (HNO₃) - القاعدة هي: هيدروكسيد الأمونيوم (NH₄OH) - النواتج المتوقعة هي: الماء (H₂O) والملح نترات الأمونيوم (NH₄NO₃).
2. **الخطوة 2 (كتابة المعادلة الرمزية الموزونة):** الآن نكتب المعادلة الكيميائية التي تمثل هذا التفاعل، مع التأكد من وزنها. حمض النيتريك وهيدروكسيد الأمونيوم يتفاعلان بنسبة 1:1. $$HNO₃(aq) + NH₄OH(aq) \rightarrow H₂O(l) + NH₄NO₃(aq)$$
3. **الخطوة 3 (كتابة المعادلة الأيونية الكاملة):** نقوم بتفكيك المركبات الأيونية القوية إلى أيوناتها. حمض النيتريك ونترات الأمونيوم مركبات قوية وذائبة. هيدروكسيد الأمونيوم (محلول الأمونيا) قاعدة ضعيفة، ولكن في سياق هذه التفاعلات، غالباً ما يتم تمثيله على أنه يتفكك إلى أيونات الأمونيوم والهيدروكسيد. الماء يبقى جزيئاً. $$H⁺(aq) + NO₃⁻(aq) + NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq) \rightarrow H₂O(l) + NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq)$$
4. **الخطوة 4 (تحديد وإلغاء الأيونات المتفرجة):** الأيونات المتفرجة هي الأيونات التي لا تشارك بشكل مباشر في التفاعل. نقوم بإلغائها من المعادلة. الأيونات المتفرجة هنا هي: أيون النترات (NO₃⁻) وأيون الأمونيوم (NH₄⁺).
5. **الخطوة 5 (كتابة المعادلة الأيونية النهائية):** بعد إلغاء الأيونات المتفرجة، نكتب الأيونات والجزيئات المتبقية التي تشارك فعليًا في التفاعل. $$H⁺(aq) + OH⁻(aq) \rightarrow H₂O(l)$$

سؤال 47: عند خلط كبريتيد الهيدروجين H₂S بمحلول هيدروكسيد الكالسيوم ينتج ماء ومحلول كبريتيد الكالسيوم.

الإجابة: رمزية، كاملة، نهائية -47 H₂S(aq) + Ca(OH)₂(aq) → 2H₂O(l) + CaS(aq) 2H⁺(aq) + S²⁻(aq) + Ca²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → 2H₂O(l) + Ca²⁺(aq) + S²⁻(aq) 2H⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → 2H₂O(l) H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (تحديد المتفاعلات والنواتج):** لنفهم هذا التفاعل، نحدد أولاً المتفاعلات والنواتج. لدينا حمض وقاعدة يتفاعلان لإنتاج ماء وملح. - الحمض هو: كبريتيد الهيدروجين (H₂S) - القاعدة هي: هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)₂) - النواتج المتوقعة هي: الماء (H₂O) والملح كبريتيد الكالسيوم (CaS).
2. **الخطوة 2 (كتابة المعادلة الرمزية الموزونة):** الآن نكتب المعادلة الكيميائية التي تمثل هذا التفاعل، مع التأكد من وزنها. كبريتيد الهيدروجين حمض ثنائي البروتون، وهيدروكسيد الكالسيوم قاعدة ثنائية الهيدروكسيد، لذا يتفاعلان بنسبة 1:1. $$H₂S(aq) + Ca(OH)₂(aq) \rightarrow 2H₂O(l) + CaS(aq)$$
3. **الخطوة 3 (كتابة المعادلة الأيونية الكاملة):** نقوم بتفكيك المركبات الأيونية القوية إلى أيوناتها. على الرغم من أن كبريتيد الهيدروجين حمض ضعيف، إلا أنه في سياق تفاعلات التعادل هذه، يمكن تمثيله على أنه يتفكك جزئياً لإنتاج أيونات الهيدروجين والكبريتيد. هيدروكسيد الكالسيوم وكبريتيد الكالسيوم مركبات قوية وذائبة. الماء يبقى جزيئاً. $$2H⁺(aq) + S²⁻(aq) + Ca²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) \rightarrow 2H₂O(l) + Ca²⁺(aq) + S²⁻(aq)$$
4. **الخطوة 4 (تحديد وإلغاء الأيونات المتفرجة):** الأيونات المتفرجة هي الأيونات التي لا تشارك بشكل مباشر في التفاعل. نقوم بإلغائها من المعادلة. الأيونات المتفرجة هنا هي: أيون الكبريتيد (S²⁻) وأيون الكالسيوم (Ca²⁺).
5. **الخطوة 5 (كتابة المعادلة الأيونية النهائية):** بعد إلغاء الأيونات المتفرجة، نكتب الأيونات والجزيئات المتبقية التي تشارك فعليًا في التفاعل. هذه هي المعادلة الأيونية النهائية، ويمكن تبسيطها بقسمة جميع المعاملات على 2. $$H⁺(aq) + OH⁻(aq) \rightarrow H₂O(l)$$

سؤال 48: تحفيز عند خلط حمض البنزويك C₆H₅COOH وهيدروكسيد الماغنسيوم يتكون ماء وبنزوات الماغنسيوم.

الإجابة: رمزية، كاملة، نهائية -48 2C₆H₅COOH(aq) + Mg(OH)₂(s) → 2H₂O(l) + Mg(C₆H₅COO)₂(aq) 2C₆H₅COOH(aq) + Mg(OH)₂(s) → 2H₂O(l) + Mg²⁺(aq) + 2C₆H₅COO⁻(aq) 2C₆H₅COOH(aq) + Mg(OH)₂(s) → 2H₂O(l) + Mg²⁺(aq) + 2C₆H₅COO⁻(aq)

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (تحديد المتفاعلات والنواتج):** لنفهم هذا التفاعل، نحدد أولاً المتفاعلات والنواتج. لدينا حمض وقاعدة يتفاعلان لإنتاج ماء وملح. - الحمض هو: حمض البنزويك (C₆H₅COOH) - القاعدة هي: هيدروكسيد الماغنسيوم (Mg(OH)₂) - النواتج المتوقعة هي: الماء (H₂O) والملح بنزوات الماغنسيوم (Mg(C₆H₅COO)₂).
2. **الخطوة 2 (كتابة المعادلة الرمزية الموزونة):** الآن نكتب المعادلة الكيميائية التي تمثل هذا التفاعل، مع التأكد من وزنها. حمض البنزويك حمض أحادي البروتون، وهيدروكسيد الماغنسيوم قاعدة ثنائية الهيدروكسيد، لذا يتفاعل جزيئان من حمض البنزويك مع جزيء واحد من هيدروكسيد الماغنسيوم. $$2C₆H₅COOH(aq) + Mg(OH)₂(s) \rightarrow 2H₂O(l) + Mg(C₆H₅COO)₂(aq)$$
3. **الخطوة 3 (كتابة المعادلة الأيونية الكاملة):** نقوم بتفكيك المركبات الأيونية القوية إلى أيوناتها. حمض البنزويك حمض ضعيف، لذا يبقى جزيئاً. هيدروكسيد الماغنسيوم مركب صلب (شحيح الذوبان)، لذا يبقى جزيئاً. بنزوات الماغنسيوم ملح ذائب، لذا يتفكك إلى أيوناته. الماء يبقى جزيئاً. $$2C₆H₅COOH(aq) + Mg(OH)₂(s) \rightarrow 2H₂O(l) + Mg²⁺(aq) + 2C₆H₅COO⁻(aq)$$
4. **الخطوة 4 (تحديد وإلغاء الأيونات المتفرجة):** الأيونات المتفرجة هي الأيونات التي لا تشارك بشكل مباشر في التفاعل. في هذه الحالة، لا توجد أيونات متفرجة لأن الحمض ضعيف والقاعدة صلبة (شحيحة الذوبان) ولا تتفكك إلى أيونات في المتفاعلات.
5. **الخطوة 5 (كتابة المعادلة الأيونية النهائية):** بما أنه لا توجد أيونات متفرجة، فإن المعادلة الأيونية النهائية هي نفسها المعادلة الأيونية الكاملة، وتمثل الأيونات والجزيئات التي تشارك فعليًا في التفاعل. $$2C₆H₅COOH(aq) + Mg(OH)₂(s) \rightarrow 2H₂O(l) + Mg²⁺(aq) + 2C₆H₅COO⁻(aq)$$

ما هي المعادلة الأيونية النهائية لتفاعل حمض قوي مع قاعدة قوية لتكوين الماء؟

• أ) HCl(aq) + LiOH(aq) → H₂O(l) + LiCl(aq)
• ب) H⁺(aq) + Cl⁻(aq) + Li⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l) + Li⁺(aq) + Cl⁻(aq)
• ج) H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)
• د) 2H⁺(aq) + O²⁻(aq) → H₂O(l)

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)

الشرح: 1. في تفاعل التعادل بين حمض قوي وقاعدة قوية، يتفكك كلاهما تماماً في الماء. 2. الأيونات المتفرجة (مثل Li⁺ و Cl⁻) تظهر على جانبي المعادلة الأيونية الكاملة. 3. عند حذف الأيونات المتفرجة من الطرفين، تبقى الأيونات الفعالة التي تتفاعل لتكوين الماء. 4. المعادلة النهائية هي: H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)

تلميح: تتضمن هذه المعادلة الأيونات الفعالة فقط في التفاعل، بعد حذف الأيونات المتفرجة.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

ما هي الخطوة الأولى لكتابة المعادلة الأيونية النهائية لتفاعل التعادل؟

• أ) كتابة المعادلة الأيونية الكاملة مباشرة.
• ب) كتابة المعادلة الرمزية الموزونة للمتفاعلات والنواتج.
• ج) حذف الأيونات المتفرجة من المعادلة الأيونية الكاملة.
• د) كتابة المعادلة الأيونية النهائية مباشرة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: كتابة المعادلة الرمزية الموزونة للمتفاعلات والنواتج.

الشرح: 1. الخطوة الأولى هي تحديد المتفاعلات والنواتج وكتابة معادلة كيميائية رمزية موزونة. 2. هذه المعادلة توضح المواد الداخلة في التفاعل والناتجة منه. 3. بعد ذلك يمكن كتابة المعادلة الأيونية الكاملة بتفكيك المواد الذائبة إلى أيوناتها. 4. ثم حذف الأيونات المتفرجة للحصول على المعادلة الأيونية النهائية.

تلميح: هذه الخطوة تحدد الصيغ الكيميائية والكميات النسبية للعناصر.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

ما المقصود بالأيونات المتفرجة في المعادلة الأيونية الكاملة؟

• أ) الأيونات التي تتفاعل معاً لتكوين الماء.
• ب) الأيونات التي تظهر على جانبي المعادلة ولا تشارك في التفاعل الفعلي لتكوين الناتج الرئيسي (الماء).
• ج) الأيونات التي تنتج فقط من تفكك الحمض.
• د) الأيونات التي تنتج فقط من تفكك القاعدة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: الأيونات التي تظهر على جانبي المعادلة ولا تشارك في التفاعل الفعلي لتكوين الناتج الرئيسي (الماء).

الشرح: 1. الأيونات المتفرجة هي أيونات تظهر في صيغ المواد المتفاعلة والناتجة في المعادلة الأيونية الكاملة. 2. لا تتغير هذه الأيونات كيميائياً أثناء التفاعل. 3. دورها هو الحفاظ على التوازن الكهربي للمحلول. 4. في تفاعل التعادل، تكون عادةً الأيونات الموجبة للقاعدة والأيونات السالبة للحمض. 5. يتم حذفها من المعادلة الأيونية النهائية لأنها لا تساهم في التفاعل الأساسي.

تلميح: هذه الأيونات لا تتغير خلال التفاعل، فهي موجودة قبل التفاعل وبعده.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

أي مما يلي يمثل المعادلة الأيونية الكاملة الصحيحة لتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الليثيوم؟

• أ) HCl(aq) + LiOH(aq) → H₂O(l) + LiCl(aq)
• ب) H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)
• ج) H⁺(aq) + Cl⁻(aq) + Li⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l) + Li⁺(aq) + Cl⁻(aq)
• د) 2H⁺(aq) + O²⁻(aq) → H₂O(l)

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: H⁺(aq) + Cl⁻(aq) + Li⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l) + Li⁺(aq) + Cl⁻(aq)

الشرح: 1. حمض الهيدروكلوريك (HCl) حمض قوي يتفكك تماماً إلى H⁺ و Cl⁻. 2. هيدروكسيد الليثيوم (LiOH) قاعدة قوية تتفكك تماماً إلى Li⁺ و OH⁻. 3. الماء (H₂O) يتكون من اتحاد H⁺ و OH⁻ ويكتب في الحالة السائلة (l). 4. كلوريد الليثيوم (LiCl) ملح يذوب ويتفكك إلى Li⁺ و Cl⁻. 5. كتابة جميع الأيونات تعطي المعادلة الأيونية الكاملة.

تلميح: تذكر أن المعادلة الأيونية الكاملة تُظهر جميع الأيونات الذائبة في المحلول.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط