مهن في الكيمياء - كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 54: الفكرة الرئيسة عدد ثلاثة أنواع مألوفة من نواتج التفاعلات التي تحدث في المحاليل المائية.

الإجابة: س54: راسب صلب، ماء، غاز.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** عندما نتحدث عن التفاعلات التي تحدث في المحاليل المائية، فإننا نشير إلى التفاعلات التي تتم في الماء كمذيب. هذه التفاعلات يمكن أن تؤدي إلى تكوين مواد جديدة ذات خصائص مختلفة عن المتفاعلات الأصلية.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** من خلال دراستنا للتفاعلات الكيميائية في المحاليل، نلاحظ أن هناك عدة أنواع شائعة من النواتج. على سبيل المثال، قد تتحد أيونات لتكوين مركب أيوني غير ذائب في الماء، وهذا ما نسميه الراسب. كما أن تفاعلات الحمض والقاعدة غالبًا ما تنتج الماء. وفي بعض التفاعلات، قد يتكون غاز ينفصل عن المحلول.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** بناءً على ذلك، فإن الأنواع الثلاثة المألوفة من نواتج التفاعلات التي تحدث في المحاليل المائية هي: **راسب صلب، ماء، غاز**.

سؤال 55: صف المذيب والمذاب في المحلول المائي.

الإجابة: س55: المذيب (الماء)، المذاب (مادة تذوب).

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** المحلول هو خليط متجانس من مادتين أو أكثر. يتكون المحلول من مكونين رئيسيين: المذيب والمذاب.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** في المحلول المائي، يكون الماء هو المادة التي توجد بكمية أكبر وتعمل على إذابة المواد الأخرى. لذلك، الماء هو المذيب. أما المادة التي تذوب في الماء وتكون موجودة بكمية أقل، فهي المذاب.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، في المحلول المائي، يكون **المذيب هو الماء**، و**المذاب هو المادة التي تذوب فيه**.

سؤال 56: ميّز المعادلة الأيونية الكاملة من المعادلة الأيونية النهائية.

الإجابة: س 56: الكاملة: تظهر الأيونات المتفرجة. النهائية: تحذف الأيونات المتفرجة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** عند كتابة التفاعلات الكيميائية التي تحدث في المحاليل المائية، يمكننا تمثيلها بطرق مختلفة. المعادلة الأيونية الكاملة والمعادلة الأيونية النهائية هما طريقتان لتمثيل هذه التفاعلات مع التركيز على الأيونات.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** المعادلة الأيونية الكاملة تظهر جميع الأيونات الموجودة في المحلول، بما في ذلك الأيونات التي لا تشارك فعليًا في التفاعل الكيميائي وتظل كما هي قبل وبعد التفاعل. هذه الأيونات تسمى 'الأيونات المتفرجة'. أما المعادلة الأيونية النهائية، فهي تركز فقط على الأيونات والجزيئات التي تتفاعل فعليًا لتكوين نواتج جديدة، وذلك بحذف الأيونات المتفرجة من المعادلة الأيونية الكاملة.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، الفرق الرئيسي هو أن **المعادلة الأيونية الكاملة تظهر الأيونات المتفرجة**، بينما **المعادلة الأيونية النهائية تحذف الأيونات المتفرجة**.

سؤال 57: اكتب المعادلة الأيونية الكاملة، والأيونية النهائية للتفاعل بين حمض الكبريتيك $H_2SO_4$ وكربونات الكالسيوم $CaCO_3$. $H_2SO_{4(aq)} + CaCO_{3(s)} \rightarrow H_2O_{(l)} + CO_{2(g)} + CaSO_{4(s)}$

الإجابة: س 57: الكاملة والنهائية: $2H^+ +$ $SO_4^{2-} +$ $CaCO_3$ $\rightarrow H_2O +$ $CO_2 +$ $CaSO_4$

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لدينا المعادلة الكيميائية الموزونة للتفاعل: $$H_2SO_{4(aq)} + CaCO_{3(s)} \rightarrow H_2O_{(l)} + CO_{2(g)} + CaSO_{4(s)}$$
2. **الخطوة 2 (تحديد الأيونات والمواد غير المتأينة):** - حمض الكبريتيك $H_2SO_4$ حمض قوي يتأين في الماء إلى أيونين هيدروجين وأيون كبريتات: $2H^+_{(aq)} + SO_4^{2-}_{(aq)}$. - كربونات الكالسيوم $CaCO_3$ صلبة (s) ولا تتأين في المحلول. - الماء $H_2O$ سائل (l) ولا يتأين. - ثاني أكسيد الكربون $CO_2$ غاز (g) ولا يتأين. - كبريتات الكالسيوم $CaSO_4$ صلبة (s) (راسب) ولا تتأين في المحلول.
3. **الخطوة 3 (كتابة المعادلة الأيونية الكاملة):** نستبدل المركبات المتأينة بأيوناتها: $$2H^+_{(aq)} + SO_4^{2-}_{(aq)} + CaCO_{3(s)} \rightarrow H_2O_{(l)} + CO_{2(g)} + CaSO_{4(s)}$$
4. **الخطوة 4 (تحديد الأيونات المتفرجة):** الأيونات المتفرجة هي الأيونات التي تظهر بنفس الشكل في كلا طرفي المعادلة (قبل وبعد التفاعل). في هذه المعادلة، لا يوجد أي أيون يظهر بنفس الشكل في المتفاعلات والنواتج. جميع الأيونات والجزيئات إما تتفاعل أو تتغير حالتها.
5. **الخطوة 5 (كتابة المعادلة الأيونية النهائية):** بما أنه لا توجد أيونات متفرجة لحذفها، فإن المعادلة الأيونية النهائية هي نفسها المعادلة الأيونية الكاملة. إذن، المعادلة الأيونية الكاملة والنهائية هي: $$2H^+_{(aq)} + SO_4^{2-}_{(aq)} + CaCO_{3(s)} \rightarrow H_2O_{(l)} + CO_{2(g)} + CaSO_{4(s)}$$

سؤال 58: حلل أكمل المعادلة الآتية، ثم زنها: $CO_{2(g)} + HCl_{(aq)} \rightarrow$

الإجابة: س 58: لا يحدث تفاعل.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** لإكمال المعادلة، يجب أن نحدد طبيعة المتفاعلات وما إذا كان من المتوقع أن يحدث بينها تفاعل كيميائي. $CO_2$ (ثاني أكسيد الكربون) هو أكسيد حمضي ضعيف، و $HCl$ (حمض الهيدروكلوريك) هو حمض قوي.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** بشكل عام، لا تتفاعل الأحماض مع الأكاسيد الحمضية لتكوين نواتج جديدة في تفاعل مباشر. لا يوجد تفاعل حمض-قاعدة واضح هنا لأن كلاهما له طبيعة حمضية. كما أنه لا يوجد تفاعل إزاحة أو ترسيب متوقع بين هذين المركبين في الظروف العادية.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** بناءً على خصائص المتفاعلات، لا يحدث تفاعل كيميائي بين ثاني أكسيد الكربون وحمض الهيدروكلوريك. إذن، الإجابة هي: **لا يحدث تفاعل**.

سؤال 59: توقع ما نوع الناتج الذي سيتكون على الأرجح من التفاعل الآتي؟ فسر ذلك. $Ba(OH)_{2(aq)} + 2HCl_{(aq)} \rightarrow$

الإجابة: س 59: تفاعل تعادل $Ba(OH)_2 +$ $2HCl$ $\rightarrow BaCl_2 +$ $2H_2O$

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** للتنبؤ بنوع الناتج، يجب أن نحدد طبيعة المتفاعلات. $Ba(OH)_2$ هو هيدروكسيد الباريوم، وهو قاعدة قوية. $HCl$ هو حمض الهيدروكلوريك، وهو حمض قوي.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** تفاعل حمض قوي مع قاعدة قوية هو تفاعل كيميائي معروف باسم 'تفاعل التعادل'. في تفاعلات التعادل، تتحد أيونات الهيدروجين من الحمض مع أيونات الهيدروكسيد من القاعدة لتكوين الماء، وتتحد الأيونات المتبقية لتكوين ملح.
3. **الخطوة 3 (تحديد النواتج وكتابة المعادلة):** - أيونات $Ba^{2+}$ من $Ba(OH)_2$ ستتحد مع أيونات $Cl^-$ من $HCl$ لتكوين ملح كلوريد الباريوم $BaCl_2$. - أيونات $H^+$ من $HCl$ ستتحد مع أيونات $OH^-$ من $Ba(OH)_2$ لتكوين الماء $H_2O$. المعادلة غير الموزونة هي: $Ba(OH)_{2(aq)} + HCl_{(aq)} \rightarrow BaCl_{2(aq)} + H_2O_{(l)}$
4. **الخطوة 4 (وزن المعادلة):** - لدينا ذرة باريوم واحدة في كلا الطرفين (موزون). - لدينا ذرتي أكسجين في المتفاعلات (في $Ba(OH)_2$) وذرة أكسجين واحدة في النواتج (في $H_2O$). نحتاج إلى 2 جزيء ماء. - لدينا ذرتي هيدروجين في المتفاعلات (في $Ba(OH)_2$) وذرة هيدروجين واحدة في $HCl$. في النواتج لدينا 4 ذرات هيدروجين (في $2H_2O$). نحتاج إلى 2 جزيء $HCl$. - لدينا ذرة كلور واحدة في المتفاعلات (في $HCl$) وذرتي كلور في النواتج (في $BaCl_2$). بعد إضافة 2 جزيء $HCl$، يصبح لدينا ذرتي كلور في المتفاعلات. المعادلة الموزونة هي: $$Ba(OH)_{2(aq)} + 2HCl_{(aq)} \rightarrow BaCl_{2(aq)} + 2H_2O_{(l)}$$
5. **الخطوة 5 (النتيجة):** نوع التفاعل هو **تفاعل تعادل**، والناتج هو **كلوريد الباريوم والماء**.

سؤال 60: صغ معادلات يحدث تفاعل عندما يخلط حمض النيتريك $HNO_3$ بمحلول مائي من كربونات البوتاسيوم الهيدروجينية (بيكربونات البوتاسيوم)، وينتج محلول نترات البوتاسيوم. اكتب المعادلة الكيميائية الرمزية الموزونة والمعادلة الأيونية النهائية للتفاعل.

الإجابة: س60: الرمزية: $HNO_3 + KHCO_3 \rightarrow KNO_3 + CO_2 + H_2O$ النهائية: $H^+ + HCO_3^- \rightarrow CO_2 + H_2O$

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** - المتفاعلات: حمض النيتريك ($HNO_3$) وكربونات البوتاسيوم الهيدروجينية ($KHCO_3$). - أحد النواتج: نترات البوتاسيوم ($KNO_3$). - التفاعل يحدث في محلول مائي.
2. **الخطوة 2 (تحديد نوع التفاعل والناتج):** حمض النيتريك ($HNO_3$) هو حمض قوي. كربونات البوتاسيوم الهيدروجينية ($KHCO_3$) هي ملح حمض الكربونيك. تفاعل حمض مع بيكربونات (كربونات هيدروجينية) ينتج عادةً ملحًا وماءً وثاني أكسيد الكربون. بما أن أحد النواتج هو نترات البوتاسيوم ($KNO_3$)، فمن المتوقع أن يكون الناتجان الآخران هما الماء ($H_2O$) وثاني أكسيد الكربون ($CO_2$).
3. **الخطوة 3 (كتابة المعادلة الكيميائية الرمزية الموزونة):** نكتب المتفاعلات والنواتج المتوقعة: $$HNO_{3(aq)} + KHCO_{3(aq)} \rightarrow KNO_{3(aq)} + H_2O_{(l)} + CO_{2(g)}$$ لنعد الذرات في كلا الطرفين للتأكد من الوزن: - H: 1 (من $HNO_3$) + 1 (من $KHCO_3$) = 2 (يسار)؛ 2 (من $H_2O$) = 2 (يمين) - موزون. - N: 1 (من $HNO_3$) = 1 (يسار)؛ 1 (من $KNO_3$) = 1 (يمين) - موزون. - O: 3 (من $HNO_3$) + 3 (من $KHCO_3$) = 6 (يسار)؛ 3 (من $KNO_3$) + 1 (من $H_2O$) + 2 (من $CO_2$) = 6 (يمين) - موزون. - K: 1 (من $KHCO_3$) = 1 (يسار)؛ 1 (من $KNO_3$) = 1 (يمين) - موزون. - C: 1 (من $KHCO_3$) = 1 (يسار)؛ 1 (من $CO_2$) = 1 (يمين) - موزون. المعادلة موزونة بالفعل.
4. **الخطوة 4 (كتابة المعادلة الأيونية الكاملة):** نحدد المركبات التي تتأين في المحلول المائي: - $HNO_3$ حمض قوي: $H^+_{(aq)} + NO_3^-_{(aq)}$ - $KHCO_3$ ملح ذائب: $K^+_{(aq)} + HCO_3^-_{(aq)}$ - $KNO_3$ ملح ذائب: $K^+_{(aq)} + NO_3^-_{(aq)}$ - $H_2O$ سائل لا يتأين. - $CO_2$ غاز لا يتأين. المعادلة الأيونية الكاملة: $$H^+_{(aq)} + NO_3^-_{(aq)} + K^+_{(aq)} + HCO_3^-_{(aq)} \rightarrow K^+_{(aq)} + NO_3^-_{(aq)} + H_2O_{(l)} + CO_{2(g)}$$
5. **الخطوة 5 (تحديد الأيونات المتفرجة):** الأيونات المتفرجة هي التي تظهر بنفس الشكل في كلا طرفي المعادلة: - أيون النترات $NO_3^-_{(aq)}$ - أيون البوتاسيوم $K^+_{(aq)}$ نحذف هذه الأيونات من المعادلة الأيونية الكاملة.
6. **الخطوة 6 (كتابة المعادلة الأيونية النهائية):** بعد حذف الأيونات المتفرجة، نحصل على المعادلة الأيونية النهائية: $$H^+_{(aq)} + HCO_3^-_{(aq)} \rightarrow H_2O_{(l)} + CO_{2(g)}$$ إذن، المعادلة الكيميائية الرمزية الموزونة هي: **$HNO_{3(aq)} + KHCO_{3(aq)} \rightarrow KNO_{3(aq)} + H_2O_{(l)} + CO_{2(g)}$** والمعادلة الأيونية النهائية هي: **$H^+_{(aq)} + HCO_3^-_{(aq)} \rightarrow H_2O_{(l)} + CO_{2(g)}$**

ما نوع التفاعلات التي تحدث في المحاليل المائية؟

• أ) تفاعلات الاحتراق
• ب) تفاعلات الإحلال المزدوج
• ج) تفاعلات الاتحاد المباشر
• د) تفاعلات التحلل الكهربائي

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تفاعلات الإحلال المزدوج

الشرح: التفاعلات في المحاليل المائية غالباً ما تكون من نوع الإحلال المزدوج، حيث يتبادل مركبان أيوناتهما لتكوين مركبين جديدين، أحدهما غالباً ما يكون راسباً أو غازاً أو ماءً.

تلميح: فكر في التفاعلات التي تتضمن تبادل الأيونات بين مركبين في محلول مائي.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما الفرق بين المعادلة الأيونية الكاملة والمعادلة الأيونية النهائية؟

• أ) الكاملة تُكتب للمواد الصلبة فقط، والنهائية للمواد الذائبة.
• ب) الكاملة تُظهر جميع الأيونات الذائبة، بينما النهائية تُظهر الأيونات التي تشارك فعلياً في التفاعل فقط.
• ج) الكاملة تُستخدم للمعادلات غير الموزونة، والنهائية للمعادلات الموزونة.
• د) الكاملة تُكتب بالرموز، والنهائية تُكتب بالكلمات.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: المعادلة الأيونية الكاملة تُظهر جميع الأيونات الذائبة، بينما النهائية تُظهر الأيونات التي تشارك فعلياً في التفاعل فقط.

الشرح: 1. المعادلة الأيونية الكاملة: تكتب جميع المواد المتفاعلة والناتجة في صورة أيونات إذا كانت ذائبة، بما في ذلك الأيونات المتفرجة. 2. المعادلة الأيونية النهائية: تحذف الأيونات المتفرجة (التي لا تتغير خلال التفاعل) من طرفي المعادلة، لتبقى الأيونات التي تتفاعل فعلياً لتكوين النواتج.

تلميح: تذكر أن بعض الأيونات في المحلول تكون متفرجة ولا تشارك في التفاعل.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

ما هي الخطوة الأولى عند كتابة المعادلة الأيونية النهائية لتفاعل في محلول مائي؟

• أ) موازنة المعادلة الكيميائية الرمزية.
• ب) كتابة المعادلة الأيونية الكاملة التي تُظهر جميع الأيونات الذائبة.
• ج) تحديد الأيونات المتفرجة وحذفها مباشرة.
• د) كتابة النواتج في صيغتها الجزيئية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: كتابة المعادلة الأيونية الكاملة التي تُظهر جميع الأيونات الذائبة.

الشرح: خطوات كتابة المعادلة الأيونية النهائية: 1. اكتب المعادلة الأيونية الكاملة بتحويل جميع المواد الذائبة إلى أيوناتها. 2. حدد الأيونات المتفرجة (التي تظهر على جانبي المعادلة دون تغيير). 3. احذف الأيونات المتفرجة من طرفي المعادلة. 4. اكتب المعادلة الأيونية النهائية المتبقية.

تلميح: قبل حذف الأيونات المتفرجة، يجب أن تكون جميع الأيونات الذائبة مكتوبة.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

عند تفاعل هيدروكسيد الباريوم المائي مع حمض الهيدروكلوريك المائي، ما نوع الناتج المتوقع على الأرجح؟

• أ) غاز ثاني أكسيد الكربون وماء
• ب) راسب هيدروكسيد الباريوم وغاز الهيدروجين
• ج) ماء وملح (كلوريد الباريوم)
• د) حمض كربونيك وملح

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: ماء وملح (كلوريد الباريوم)

الشرح: تفاعل Ba(OH)₂ (قاعدة قوية) مع HCl (حمض قوي) هو تفاعل تعادل. نواتج تفاعل التعادل هي دائماً ملح وماء. في هذه الحالة، الملح هو كلوريد الباريوم (BaCl₂).

تلميح: تذكر أن هذا تفاعل حمض مع قاعدة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط