حل صفحة 13من كتاب الكيميا دعواتكم

لمحلول المشبع : هو المحلول الذي يحتوي على أقصى كتلة من المذاب بحيث لو أضيفت له أي كمية أخرى من المذاب (مهما كانت ضيئلة) عند نفس درجة الحرارة لن تذوب في المحلول. فعلى سبيل المثال لو كان المذاب صلبا فسوف يترسب من المحلول.

الذائبية : أقصى كتلة من المذاب تذوب في 100 غرام مذيب عند درجة حرارة و ضغط محددين.

حرارة الإ ذابة: محصلة الطاقات المرافقة لعملية الذوبان.

طاقة التبلور: هي الطاقة الناتجة عن تجاذب الأيون السالب في الحالة الغازية بالأيون الموجب في الحالة الغازية لتكوين المركب الأيوني في الحالة الصلبة. تكون اشارة الطاقة في هذه الحالة سالبة (أي أن الطاقة تنبعث نتيجة التجاذب). و يلزم نفس المقدار من الطاقة لتفكيك البلورة إلى أيوناتها السالبة و الموجبة في الحالة الغازية، و تكون اشارة الطاقة في هذه الحالة موجبة ( أي يلزم كمية من الطاقة تساوي طاقة التبلور لتفكيك البلورة).

طاقة التميؤ: هي الطاقة الناتجة عن تجاذب دقائق المذيب و المذاب في المحلول و اشارتها تكون سالبة ( أي تنبعث حرارة نتيجة التجاذب).
السؤال الثاني: العوامل المؤثرة في الذائبية هي
1- طبيعة المذاب و المذيب و تشمل
أ. قطبية المذيب و المذاب. المركبات القطبية تذوب في المذيبات القطبية و المركبات غير القطبية تذوب في المذيبات غير القطبية.
ب. قابلية المذاب للتفاعل مع المذيب. على سبيل المثال غاز ثاني أكسيد الكربون ذائبيته في الماء أعلى بكثير مما هو متوقع حيث أن غاز ثاني أكسيد الكربون غير قطبي. السبب في هذه الذائبية العالية أن غاز ثاني أكسيد الكربون يتفاعل مع الماء و يكون حمض الكربونيك.
ج. امكانية ترابط المذيب و المذاب بروابط هيدروجينية تزيد من الذائبية.
د. تأين المذاب في الماء يزيد من الذائبية. لأن الترابط في هذه الحالة يصبح أيون___ قطبي وهو ترابط كهربائي قوي، لأن الترابط الكهربائي يزيد بزيادة قيمة الشحنات المتجاذبة. مثل ذوبان غاز كلوريد الهيدروجين في الماء إذ يصاحب الذوبان تأينه إلى أيونات الهيدروجين الموجبة والكلور السالبة.

السؤال الثالث يعتمد على شكل 8 صفحة 11.
أ. من الشكل، عند درجة حرارة 10 مئوية ذائبية نترات الصوديوم هي 80 غم لكل 100 غم ماء. إذن كتلة الماء اللازمة لإذابة 40 غم ملح هي 50 غم ماء.

ب.من الشكل، ذائبية دايكرومات البوتاسيوم عند 50 درجة مئوية هي 30 غم ملح لكل 100 غم ماء، إذن يمكننا اذابة 45 غم ملح في 150 غم ماء.
عند 30 درجة مئوية ذائبية الملح هي حوالي 17 غم لكل 100 غم ماء. أي أن 150 غم ماء تستطيع اذابة فقط 25.5 غم ملح.
اذن بتبريد المحلول المشبع الذي كتلة الماء فيه 150 غم من 50 إلى 30 درجة مئوية هي 40 – 25.5 = 14.5 غم.

ج. عند درجة حرارة 30 مئوية يذوب حوالي 35 غم كلوريد البوتاسيوم في 100 غم ماء لتكوين محلولا مشبعا. لذلك فإن كتلة الملح اللازمة لإشباع 10 غم ماء هي 3.5 غم ملح.

السؤال الرابع.
حرارة المحلول = طاقة التبلور + طاقة التميؤ.
ملاحظة: القيمة السالبة للطاقة تعني انبعاث الحرارة. و القيمة الموجبة تعني استهلاك الحرارة أو الطاقة. في حالة ذوبان المركب الصلب في الماء تتكسر البلورة إذن نحتاج طاقة لذلك فتكون اشارة طاقة التبلور موجبة. أما في حالة تكون المحلول فترتبط دقائق المذيب بدقائق المذاب و ينتج عن ذلك طاقة التميؤ و التي هنا اشارتها يجب أن تكون سالبة.
أ. طاقة تميؤ كلوريد الكالسيوم.
-46 = 2247 + س . اذن س(طاقة تميؤ كلوريد الكالسيوم) = - 46 + - 2247 = - 2293 كيلو جول / مول.
ب. طاقة تميؤ يوديد الكالسيوم.
- 104= 2059 + س . اذن س(طاقة تميؤ يوديد الكالسيوم) = - 104 + - 2059 = - 2163 كيلو جول / مول.

السؤال الخامس
عملية الصهر تحتاج إلى طاقة كبيرة جدا لكسر بلورات المادة الأيونية الصلبة لأن قوى التجاذب الكهربائية بين الأيونات السالبة و الموجبة عالية جدا(الرابطة الأيونية) و لا يوجد مصدر للطاقة سوى التسخين إلى ما يزيد على الألف درجة مئوية. أما في عملية الذوبان فإننا كذلك نحتاج لطاقة كي تكسر البلورة ولكن هنا في المقابل يكتسب النظام طاقة التميؤ التي بدورها تساهم في عملية تفكك الأيونات في البلورة لذلك تذويب المركبات الأيونية في الماء على درجة حرارة الغرفة أو يكفيها تسخين بسيط حتى يتكون المحلول الذي يحتوي على الأيونات المتميأة.

السؤال السادس.
هذه الغازات قطبية.
الأمونيا كذلك تعمل رابطة هيدروجينية مع جزيئات الماء.
كلوريد الهيروجين يتأين في الماء
الأمونيا كذلك تتأين جزئيا في الماء إلى أيونات الأمونيوم الموجبة و الهيدروكسيد السالبة.

السؤال السابع
1- الجواب اليود لأنه غير قطبي.
2- الميثانول الخيار أ لأنه عالي القطبية.
3- الخيار ج
4- الخيار ج يوديد الكالسيوم لأنه مركب أيوني يتأين في الماء.

السؤال الثامن
أ. يذوب ملح الطعام في الماء لأن الماء عالي القطبية و هو قادر على كسر الرابطة الأيونية أي أن طاقة التميؤ تفوق طاقة التبلور. أما الكحول ( إن قصد به الإيثانول فهو معتدل القطبية) و لا يمكنه إذابة ملح الطعام.

ب. لأن اليود غير قطبي و الكحول معتدل القطبية ( يحمل كلا الصفتين القطبية و غير القطبية) أما الماء فهو عالي القطبية.

ج. لأن الترابط بين دقائق المواد الصلبة كبير و لتفكيك هذا الترابط يلزم طاقة ( حرارة) و بالتالي برفع درجة الحرارة بشكل عام تزداد ذائبية المواد الصلبة في الماء. أما في الغازات فالترابط بينها إما معدوم أو يكاد أن يكون كذلك، فعند تسخين محلول الغاز في الماء فالطاقة الممتصة تبدد بكسر الترابط بين دقائق الغاز و الماء فيطير الغاز و بالتالي تقل ذائبيته في الماء.