جواب خودرابیازمایید صفحه 86 شیمی یازدهم

پاسخ و توضیح تمرین 1 خود را بیازمایید صفحه 86 شیمی یازدهم این تمرین به شما کمک می‌کند تا مفهوم $\mathbf{\text{سرعت واکنش شیمیایی}}$ را به صورت $\mathbf{\text{کمی}}$ بیان کنید. سرعت واکنش از طریق $\mathbf{\text{آهنگ تغییر غلظت}}$ یکی از مواد در واحد زمان محاسبه می‌شود. 📝 --- ## محاسبه‌ی آهنگ مصرف زنگ غذا برای حل این مسئله، ما به **شکل 4** (که در متن سؤال وجود ندارد) نیاز داریم. با این حال، فرض می‌کنیم $\mathbf{\text{شکل } 4}$ نموداری است که $\mathbf{\text{غلظت زنگ غذا}}$ را بر حسب زمان نشان می‌دهد و ما می‌توانیم داده‌های زیر را از آن استخراج کنیم: * **تغییر در غلظت زنگ غذا ($athbf{\Delta [C]}$):** $\mathbf{[C_{\text{پایانی}}] - [C_{\text{آغازی}}] \text{ (mol/L)}}$ * **تغییر در زمان ($athbf{\Delta t}$):** $\mathbf{t_{\text{پایانی}} - t_{\text{آغازی}} \text{ (min)}}$ **فرمول آهنگ مصرف ($athbf{\text{Rate}}$):** $$\mathbf{\text{آهنگ مصرف} = -\frac{\Delta [C]}{elta t} \quad (mol \cdot L^{-1} \cdot min^{-1})}$$ **محاسبه‌ی آهنگ مصرف زنگ غذا بر حسب $\mathbf{mol \cdot min^{-1}}$:** برای تبدیل واحد از $\mathbf{mol \cdot L^{-1} \cdot min^{-1}}$ به $\mathbf{mol \cdot min^{-1}}$، باید $\mathbf{\text{حجم واکنش } (V)}$ را در نظر بگیریم: $$\mathbf{\text{آهنگ مصرف } (mol \cdot min^{-1}) = \text{آهنگ مصرف } (mol \cdot L^{-1} \cdot min^{-1}) \times V(L)}$$ **نکته:** در غیاب داده‌های دقیق از $\mathbf{\text{شکل } 4}$، تنها می‌توانیم روش محاسبه را توضیح دهیم. اما با توجه به اینکه اغلب این گونه تمرین‌ها دارای یک ضریب ساده در نمودار هستند، فرض می‌کنیم که $\mathbf{\text{آهنگ مصرف }}$ به صورت $\mathbf{\Delta n / \Delta t}$ از روی نمودار قابل استخراج است. $$\mathbf{\text{فرض کنیم آهنگ مصرف زنگ غذا از نمودار برابر با } 0.005 \text{ mol} \cdot L^{-1} \cdot min^{-1} \text{ و حجم واکنش } 0.1 \text{ L } \text{باشد.}}$$ $$\mathbf{\text{آهنگ مصرف}} = 0.005 \text{ mol} \cdot L^{-1} \cdot min^{-1} \times 0.1 \text{ L} = \mathbf{0.0005 \text{ mol} \cdot min^{-1}}$$ **در صورت وجود داده‌های نمودار:** دانش‌آموز باید شیب نمودار غلظت را محاسبه کرده و در حجم ظرف ضرب کند. 📈

پاسخ و توضیح تمرین 2 خود را بیازمایید صفحه 86 شیمی یازدهم این آزمایش یک واکنش $\mathbf{\text{جابجایی یگانه}}$ است که در آن فلز $\mathbf{\text{فعال‌تر } (Zn)}$، یون فلز $\mathbf{\text{کم‌فعال‌تر } (Cu^{2+})}$ را از محلول جدا می‌کند. 🧪 **واکنش:** $\mathbf{Zn(s) + CuSO_4(aq) \rightarrow ZnSO_4(aq) + Cu(s)}$ $$\mathbf{\text{یونی خالص: } Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(s)}$$ --- ## الف) مقایسه‌ی واکنش‌پذیری روی و مس **پاسخ:** $\mathbf{\text{روی } (Zn)}$ $\mathbf{\text{فعال‌تر از}}$ $\mathbf{\text{مس } (Cu)}$ است. **توضیح:** این امر از مشاهدات تصویر اثبات می‌شود: $\mathbf{\text{روی عنصری}}$ ($athbf{Zn(s)}$) توانسته است $\mathbf{\text{یون مس}}$ ($athbf{Cu^{2+}}$) را از محلول $\mathbf{\text{کاهش}}$ داده و به $\mathbf{\text{مس عنصری}}$ ($athbf{Cu(s)}$) تبدیل کند (لایه قهوه‌ای روی تیغه). در همین حال، $\mathbf{Zn}$ خود $\mathbf{\text{اکسید}}$ شده و به یون $\mathbf{Zn^{2+}}$ تبدیل شده است. این نشان می‌دهد که $\mathbf{\text{روی تمایل بیشتری به از دست دادن الکترون}}$ نسبت به مس دارد. --- ## ب) تغییر مقدار $\mathbf{Cu^{2+}(aq)}$ و $\mathbf{Cu(s)}$ 1. **مقدار $\mathbf{Cu^{2+}(aq)}$:** با گذشت زمان $\mathbf{\text{کاهش}}$ می‌یابد. * **چرا؟** $\mathbf{Cu^{2+}}$ یک $\mathbf{\text{واکنش‌دهنده}}$ است. این یون در محلول، $\mathbf{\text{الکترون‌های آزاد شده از روی}}$ را می‌گیرد و به $\mathbf{\text{مس عنصری }}$ ($athbf{Cu(s)}$) تبدیل می‌شود. این کاهش در $\mathbf{Cu^{2+}}$ به صورت $\mathbf{\text{کمرنگ شدن رنگ آبی محلول}}$ مشاهده می‌شود. 2. **مقدار $\mathbf{Cu(s)}$:** با گذشت زمان $\mathbf{\text{افزایش}}$ می‌یابد. * **چرا؟** $\mathbf{Cu(s)}$ یک $\mathbf{\text{فرآورده}}$ است که با $\mathbf{\text{رسوب کردن}}$ روی سطح تیغه‌ی روی، تولید می‌شود. افزایش $\mathbf{Cu(s)}$ به صورت $\mathbf{\text{تشکیل لایه‌ی قهوه‌ای}}$ مشاهده می‌شود. --- ## پ) محاسبه‌ی سرعت مصرف $\mathbf{Cu^{2+}(aq)}$ برای محاسبه‌ی $\mathbf{\text{سرعت مصرف}}$ ($athbf{\text{Rate}}$) به داده‌های زمان در مراحل مختلف نیاز داریم که در تصاویر ساعت‌های آن مبهم است. اما روش محاسبه را بر اساس $\mathbf{\text{مول‌های مصرفی}}$ در یک بازه‌ی زمانی مشخص انجام می‌دهیم. **داده‌های فرضی:** * $\mathbf{\text{مول } Cu^{2+}}$ $\mathbf{\text{اولیه}} = 0.3 \text{ mol}$ * $\mathbf{\text{فرض کنیم واکنش در } 15 \text{ دقیقه به پایان رسیده باشد.}}$ **محاسبه (با فرض مصرف کل یون‌های مس):** $$\mathbf{\text{سرعت مصرف } Cu^{2+}} = -\frac{\Delta n}{elta t} \quad (mol \cdot min^{-1})$$ $$\mathbf{\text{سرعت مصرف } Cu^{2+}} = -\frac{n_{\text{نهایی}} - n_{\text{آغازی}}}{t_{\text{نهایی}} - t_{\text{آغازی}}} = -\frac{0 - 0.3 \text{ mol}}{15 \text{ min} - 0 \text{ min}}$$ $$\mathbf{\text{سرعت مصرف } Cu^{2+}} = \frac{0.3 \text{ mol}}{15 \text{ min}} = \mathbf{0.02 \text{ mol} \cdot min^{-1}}$$ **نتیجه:** در صورت وجود داده‌های زمان واقعی ( $\mathbf{t}$)، سرعت مصرف با $\mathbf{\text{تقسیم مول‌های مصرف شده بر زمان سپری شده}}$ به دست می‌آید. (با فرض داده‌های فوق، سرعت $0.02 \text{ mol} \cdot min^{-1}$ است.) ⏱️