4 الفصل -الحمضمعايرة

ةالقاعدوالرقم

الهيدروجينيال ا ثاني لصف

العلمي عشر

(4-1)القسم المائية المحاليل

الرقم ومفهومالهيدروجيني

وأيونات الهيدرونيوم أيوناتالتأين الهيدروكسيد

للماء الذاتي+H2O H3O

++H2O OH-

الذاتي التأين فيللماء :

وأيون هيدرونيوم أيونمن ماء . 2هيدروكسيد جزيء

H2O

+

H2O

H3O+

++

-

OH-

+

+

الماء فيأيون النقي : من كل تركيز

وأيون الهيدرونيوميساوي الهيدروكسيد

الدرجة 1.0× 10-7 25عندC .[ H3O

+ ] [ OH- ]= =1.0×10-7

[ H3O+ ] = 1.0×10-7 M

[ OH- ] = 1.0×10-7 M

النقي الماء عند ) في (25 oC:

الماء والمحاليل فيدرجة عند المخففة

حاصل فإن ثابتة حرارةH3O ]ضرب

-OH ]في [ +

ثابتة .[ قيمة له ضرب حاصل ]ي<سمىH3O

ثابت [ -OH ]في [ +بـ له ويرمز الماء Kwتأين

.

Kw = [ H3O+ ] [ OH- ]×

Kw = 1.0×10-7 × 1.0×10-7

Kw = 1.0×10-14

الدرجة 25عندOC.

درجات عند الماء تأين ثابت قيممختارة حرارة

الحرارة درجةOCKw

01.2X10-15

103.0X10-15

251.0X10-14

505.3X10-14

الماء : تأين ثابت يزداد عللالحرارة . درجة بزيادة

يزداد- الماء تأين ألن جاأليونات تراكيز فيزداد

الناتجة .

[ H3Oيتناسب [ +

مع Gعكسيا[ OH- ]

المحاليل : في األيونات تراكيزنوع

H3O]المحلول+]

متعادل

1.0X10-7

حمضي

1.0X10-7

قاعدي

أكبر من

=

أصغر من

1.0X10-7

الرقم سلم :pHالهيدروجيني

الهيدروجيني pHالرقمللمحلول :

لألساس اللوغاريتم 10سالبالهيدرونيوم أيون H3O[لتركيز

+[.

pH = -log [H3O+]

الهيدروكسيدي الرقمpOH: للمحلول

لألساس اللوغاريتم 10سالبالهيدروكسيد أيون لتركيز

]OH -[.

pOH = -log [OH- ]

Kw = [ H3O+ ] [ OH- ]×

[ H3O+ ] × [ OH- ] = 1.0×10-14

pH + pOH = 14

أيونات تراكيز حسابوالهيدروكسيد الهيدرونيوم

pH

[H3O+]

100

0

10-4

4

10-7

7

10-11

11

10-14

14

[H3O+]

[OH- ]

pH

0 4 7 11 14

10-14 10-1010-7

10-3 100

10010-4

10-7 10-1110-14

نموذجية مسألة4 - 1

قيم عند pHمدى المواد لبعض التقريبية 25C:

pHالمادة

عصارة المعدة

1.0-3.0

عصير الليمون

1.8-2.4

مشروب غازي

2.0-4.0

4.0-3.0برتقال

طماطم

4.0- 4.4

4.7 -4.5موز

6.5-5.0خبز

pHالمادة

ماء المطر

5.5 -5.8

حليب

6.3- 6.6

نقي 7.0ماء

7.5 -7.3الدم

ماء البحر

8.0- 8.5

تركيز : مثال* × 6-10محلول]H3O

قيمة 1]= + وقيمة pHاحسبpOH.

pH = -log [H3O+]

pH = -log 10-6 = 6

pH + pOH = 14

6 + pOH = 14

pOH = 14 - 6 = 8

للمحاليل

[ H3O+ ][ OH- ]pHpOHالمحلول

الحالة العامة

عند 25C

لادتعمال

[ H3O+ ] [ OH- ]=

[ H3O+ ]= [ OH- ]= 10-7

pH = pOH = 7

المحلول

الحالة :25Cعند العامة

يضمحH3O ]ال

+ ] [ OH- ]

[ H3O+ ] 10-7

[ OH- ] 10-7

pH pOH<

>

>

<

pH < 7

pOH > 7

المحلول

الحالة :25Cعند العامة

يعدقاH3O ]ال

+ ] [ OH- ]

[ H3O+ ] 10-7

[ OH- ] 10-7

pH pOH>

<

<

>

pH > 7

pOH < 7

بالرقم المرتبطة الحساباتنموذجية الهيدروجيني : مسألة

4 - 2

إليجاد الحاسبة اآللة pHاستخدامH3O[ ]من

+نموذجية مسألة

4 - 3

H3O[ ]حسابات من [ -OH ]و +

pHpH = -log [H3O

+]

log [H3O+] = - pH

[H3O+] = anti log - pH

[H3O+] = 10

- pH

نموذجية مسألةالهيدرونيوم 4 - 4 أيون تركيز احسب

المعطpH = 4.0لمحلول pHى : = 4

المجهوH3O]ل :

+]

[H3O+] = 10

- pH

[H3O+] = 10

- 4

M

نموذجية مسألةالهيدروجيني 5 - 4 الرقم pHقيس

قياسه فكان معين 7.52لمحلول - أيون تركيز ما أ

- أيون تركيز ما ب ؟ الهيدرونيوم - المحلول هل ج ؟ الهيدروكسيد

؟ قاعدي أم المعطحمضيpHى : = 7.52

المجهوH3O]ل :

+][ OH- ] أو المحلول حمضيةقاعديته

[H3O+] = 10

- pH

[H3O+] = 10

- 7.52

M= 3.0x10 - 8

[ H3O+ ] × [ OH- ] = 1.0×10-14

[ OH- ] = 1.0×10-14

[ H3O+ ]

= 1.0×10-14

3.0x10-8

M[ OH- ] = 3.3×10-7

pH = أكبر 7.52 وهي7من

G إذاالمحلول :

قاعدي .

األحماض pHحسابات وقوةتخص والقواعد : السابقة الحسابات

والقواعد القوية األحماضمثل القوية . الضعيفة األحماض فيحساب األسيتيك يمكن ال

الهيدرونيوم أيون تركيزالتركيز من مباشرة

؟ لماذا ، جزيئات- الموالري جميع تأين لعدم جالضعيف . الحمض

مثل الضعيفة القواعد فيتركيز األمونيا حساب يمكن ال

مباشرة الهيدروكسيد أيون؟ لماذا ، الموالري التركيز من

جزيئات- جميع تأين لعدم جالضعيفة . القاعدة

األحماضوالقواعد فيتقاس ثم pHالضعيفة Gعمليا

أيون تركيز يحسبوالهيدروكسيد . الهيدرونيوم

مراجعة 1 - 4القسم

(4-2)القسم الرقم تحديد

الهيدروجيني والمعايرات

الكواشف الحمض - :pHومقياس كواشفألوانها القاعدة : تتغير مركباتالكواشف المحلول .pHبتغير تغير لماذا

؟ أو ألوانها أحماضضعيفة ألنهاقواعد .

الكاشف اتزان معادلةالحمضي :

HIn H+ + In-

حيث :

HIn الكاشف صيغةالحمضي

In- اآلنيوني الجزء رمزالكاشف من

HInيختلف لونه

لون -Inعن

غير الشكلاأليوني

الشكل األيوني

HIn H+ + In-

تباع الشمس

أزرق

أحمر

المحلول فيالقاعدي

المحلول فيالحمضي

المحاليل فيالحمضية :

من -Inأيونات بروتونات تستقبل) برونشتيد ) قاعدة الحمض

تكوين اتجاه في االتزان فيسيرالمتأين غير الكاشف من HInزيادة

لون األحمر ) HInفيظهر المميز .) الشمس لتباع

HIn H+ + In-تباع الشمس

أزرق

أحمر

المحلول فيالقاعدي

المحلول فيالحمضي

المحاليل فيأيونات القاعدية : مع -OHتتحد القاعدة من

الماء +Hأيونات وينتج الكاشف منأيونات تركيز االتجاه +Hفيقل في االتزان فيسير

جزيئات تأين فيزداد األمامينقص للتعويضعن الكاشف

تركيز +Hأيونات يزداد وبالتاليالمميز -Inأيون لونه فيظهر

.) الشمس) لتباع األزرق

االنتقالي المدىضمنه pHمدى للكاشف : يغير الذي

لونه . ألوانها الكاشف تغير التي الكواشفمن pHعند كبرتقالي 7أقل

أقوى Gأحماضا تعد الميثيل. و الكواشف بقية بالتالي من

للتأين سواها .أتميل من العامة كثر الكواشف تصنعمختلفة كواشف بمزج

ومتعددة .

اإلختبار pHورقة ورقة هيكاشف محلول في المغمسة

عام .ورقة من pHتكتسب لون أي

ولذلك المرئي الطيف ألوانبين التمييز pHيمكن

المختلفة . للمحاليلقيمة للمحلول pHلتحديد

يستخدم أكثر مقياس بدقةpH.

مقياس قيمة pHيحدد ،pH قياسفرق خالل من لمحلول

موضوعين إلكترودين بين الجهدالمحلول تغير .في مع الجهد فرق يتغير

في الهيدرونيوم أيون تركيزالمحلول .

الكواشف بعض ألوان تغير مدىالمعايرة في المستخدمة

المعايرالمتحكم ة : اإلضافة عملية

قياسها يتم لكميات فيهاالتركيز معلوم محلول منمع التفاعل إلتمام والزمة

محلول من معينة كميةالتركيز . نقطة مجهول

فيها التكافؤ : يكون التي النقطةفي المستخدمان المحلوالن

متكافئة بكميات المعايرة عملية. G كيميائيا

نقطة النهاية :

لون عندها يتغير التي النقطةالمعايرة . عملية الكاشفخالل

برومو أزرق ول ثيمكاشفالشمس تباع من أفضل

حمض وقاعدة قويلمعايرةلألول قوية االنتقالي المدى ألن

) للثاني محدود) منه أقل ) قيمة) تحديد فيصعب pHواسع

المطلوبة بالدقة

0 25 50 75 100

2

4

6

8

10

12

14

NaOH(mL) المضاف

/ حمضقوي معايرةقوية قاعدة

pH

نقطة التكافؤ

الشكل انظرإضافة : عند المجاورمن متعاقبة كمياتإلى القاعدة محلول

محلول من محدد حجم: pHقيمة الحمضفإن في

البداية :نقطة عبر

التكافؤ :

نقطة بعدالنهاية :

تزداد ببطء

تغير يحدثسريع

تزداد ببطء

/ حمضقوي معايرةقوية قاعدة

0 25 50 75 100

2

4

6

8

10

12

14p

H

NaOH(mL) المضاف

نقطة التكافؤ

pH نقطة عندالتكافؤ =

7الكاشف ما

؟ أزرق* المناسب) أفضل) بروموثيمول

أحمر* الميثيل

من زيادة توجد البداية في؟ القاعدة ام الحمض

من زيادة توجد النهاية نقطة بعد؟ القاعدة ام الحمض

الحمض

القاعدة

B

الشكل انظرالمجاور :

تمثل نقطة أيالتكافؤ؟ نقطة

يكون نقطة أي عند؟ Gالحمضفائضا

BA

C

Cتكون نقطة أي عند

؟ فائضة القاعدة

A

pH

0 25 50 75 100

2

46

810

1214

NaOH(mL) المضاف

/ حمضضعيف معايرةقوية قاعدة

pH نقطة عندالتكافؤ =

من 7أكبر

الكاشف ما؟ المناسب

أحمر* الفينول

*فينولفثا

لين

0 25 50 75 100

2

4

6

8

10

12

14p

H

NaOH(mL) المضاف

نقطة التكافؤ

مثاحمض ل

األسيتيكقاعدة قوية

حمض ضعيف

هيدروكسيد الصوديوم

0 25 50 75 100

2

4

6

8

10

12

14p

H

NaOH(mL) المضاف

نقطة التكافؤ

/ حمضقوي معايرةضعيفة قاعدة

pH نقطة عندالتكافؤ =

من 7أقل

الكاشف ما؟ المناسب

أزرق* البروموفينول

برتقالي* الميثيل

pH نقطة عندالتكافؤ

أقل 7من

. القسم 4س : 2 – 4مNH3 قاعدة

ضعيفة HCl حمض

قويمعايرة : المعايرة Gإذا / قاعدة حمضقوي

ضعيفة

يكون التكافؤ نقطة عندمن 50mLالحجم المنحنى يبدأيضافحمض أعلى قاعدة البداية

قيمة pHفتقل

0 25 50 75 100

2

4

6

8

10

12

14p

H

HCl(mL) المضاف

نقطة التكافؤ

0 15 30 45 60

2

4

6

8

10

12

14p

H

المضاف ) mL(الحمض

/ حمض معايرة منحنىالنقاط وعليه Zقاعدة

, Y , X نقطة يمثل رمز أي

؟ التكافؤ

X

Y

Z

Y

يكون نقطة أي عندفي Gالحمضفائضا

؟ النظام هذا

Z

تكون نقطة أي عندفي فائضة القاعدة

؟ النظام هذا

X

0 15 30 45 60

2

4

6

8

10

12

14p

H

NaOH(mL) المضاف

: 122ص- 47حمض معايرة

حلل مجهول:المنحنى .

فجائية تغيرات تحدثعند سريعةالنقطتين :

50mL , 25 mL

الحمض البروتون .

تغيران حدثيكون وبالتالي

ثنائي

كمية األولالتغير نفاذ على يدلH+ األولى.

نفاذ الثانيالتغير على يدل .الثانية +Hكمية

نوع المعايرة

pH نقطة عندالتكافؤ

الكاشف المناسب حمض

قوي / قاعدة قوية

7

أزرق أفض) بروموثيمول

الميثيل ل( أحمرحمض قوي / قاعدة ضعيفة

أoقل أزرق 7من

بروموفينول

برتقالي الميثيل

حمض ضعيف /

قاعدة قوية

أكبر أحمر 7من

الفينول

فينولفثالين

حمض ضعيف /

قاعدة ضعيفة

غير يوجد محدد ال

المحلول المعلوم القياسي : المحلول

بدقة . التركيزالقياسية المادة

درجة األولية : إلى منقى صلب مركبمن للتحقق ويستخدم عالية

في ت القياسي المحلول ركيزالمعايرة

مسائل حل خطواتموزونة- 1المعايرة : المعادلة اكتب

الحمض كميتي لتحديد G كيميائيا المتكافئتين والقاعدة

.أو- ) 2 الحمض موالت عدد حدد

المحلول ( من القاعدةفي المستخدم المعلوم

في- 3المعايرة المذاب موالت عدد حددالمستخدم المجهول المحلول

المعايرة . المحلول- 4في موالرية حددالمجهول .

نموذجية مسألة(4 –6)