جواب باهم بیاندیشیم صفحه 18 شیمی دوازدهم

پاسخ تشریحی و گام به گام با هم بیندیشیم صفحه 19 شیمی دوازدهم اسیدهای تک‌پروتون‌دار (Monoprotic Acids) تنها یک اتم هیدروژن اسیدی (قابل یونش) دارند که هنگام انحلال در آب، به صورت یون $\text{H}_3\text{O}^+$ آزاد می‌شود. توجه داشته باشید که $\text{HCl}$ یک **اسید قوی** است و یونش آن کامل است (از فلش یک‌طرفه استفاده می‌کنیم)، در حالی که $\text{HF}$ یک **اسید ضعیف** است و یونش آن جزئی است (از فلش دوطرفه/تعادلی استفاده می‌کنیم). 1. **معادله یونش هیدروکلریک اسید ($ ext{HCl}$ - اسید قوی):** $$\text{HCl}(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l}) \longrightarrow \text{H}_3\text{O}^+(\text{aq}) + \text{Cl}^-(\text{aq})$$ 2. **معادله یونش هیدروفلوئوریک اسید ($ ext{HF}$ - اسید ضعیف):** $$\text{HF}(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l}) \rightleftharpoons \text{H}_3\text{O}^+(\text{aq}) + \text{F}^-(\text{aq})$$

پاسخ تشریحی و گام به گام با هم بیندیشیم صفحه 18 شیمی دوازدهم تحلیل این نمودارها به ما کمک می‌کند تا مفهوم **اسید قوی** و **اسید ضعیف** را از نظر میزان یونش در آب درک کنیم. ### آ) تشخیص یونش کامل و جزئی * **اسید $\text{HX}$:** این اسید **به طور کامل** یونیده شده است. زیرا پس از یونش، تقریباً هیچ مولکول $\text{HX}$ دست‌نخورده‌ای باقی نمانده و کل غلظت اولیه به یون‌های $\text{H}^+$ و $\text{X}^-$ تبدیل شده است. * **اسید $\text{HA}$:** این اسید **به طور جزئی** یونیده شده است. زیرا پس از یونش، هنوز بخش عمده‌ای از مولکول‌های $\text{HA}$ دست‌نخورده در محلول باقی مانده و فقط درصد کمی از آن به یون‌های $\text{H}^+$ و $\text{A}^-$ تبدیل شده است. --- ### ب) نسبت دادن نمودارها به اسیدها * **نمودار $\text{HX}$ (یونش کامل):** به **هیدروکلریک اسید ($ ext{HCl}$)** نسبت داده می‌شود. * **چرا؟** $\text{HCl}$ یک **اسید قوی** است و انتظار می‌رود یونش آن در محلول آبی نزدیک به $100\%$ باشد. بنابراین، نموداری که یونش کامل را نشان می‌دهد (تبدیل تمام $\text{HX}$ به یون)، به آن اختصاص دارد. * **نمودار $\text{HA}$ (یونش جزئی):** به **هیدروفلوئوریک اسید ($ ext{HF}$)** نسبت داده می‌شود. * **چرا؟** $\text{HF}$ یک **اسید ضعیف** است و تنها درصد کمی از مولکول‌های آن در آب یونیده می‌شوند و با یون‌های تولیدشده به حالت **تعادل** می‌رسند. بنابراین، نموداری که نشان می‌دهد بیشتر مولکول‌ها به صورت $\text{HA}$ دست‌نخورده باقی مانده‌اند، به آن اختصاص دارد.

پاسخ تشریحی و گام به گام با هم بیندیشیم صفحه 18 شیمی دوازدهم **درجه یونش ($lpha$)** شاخصی برای اندازه‌گیری **قوت اسیدها و بازها** است. هر چقدر $\alpha$ به $1$ نزدیک‌تر باشد، اسید قوی‌تر است. --- ### آ) درجه یونش $\text{HCl}$ **پیش‌بینی $\alpha$:** درجه یونش برای $\text{HCl}$ تقریباً **یک ($lpha \approx 1$)** است. **چرا؟** همان‌طور که در سؤال ۲ دیدیم، هیدروکلریک اسید ($ ext{HCl}$) یک **اسید قوی** است و یونش آن در آب **نزدیک به $100\%$** است. در نتیجه، شمار مولکول‌های یونیده شده تقریباً برابر با شمار کل مولکول‌های حل شده است و نسبت آن‌ها به یک نزدیک می‌شود. $$\alpha_{\text{HCl}} = \frac{\text{شمار مولکول‌های یونیده شده}}{\text{شمار کل مولکول‌های حل شده}} \approx \frac{\text{شمار کل}}{\text{شمار کل}} \approx 1$$ --- ### ب) محاسبه درجه و درصد یونش $\text{HF}$ * **داده‌های مسئله:** * شمار مولکول‌های یونیده شده $= 24$ * شمار کل مولکول‌های حل شده $= 1000$ **محاسبه درجه یونش ($lpha$):** $$\alpha = \frac{24}{1000} = 0.024$$ **محاسبه درصد یونش:** $$\text{درصد یونش} = \alpha \times 100$$ $$\text{درصد یونش} = 0.024 \times 100 = 2.4\%$$ **نتیجه‌گیری:** چون درجه یونش هیدروفلوئوریک اسید ($lpha = 0.024$) بسیار کوچک‌تر از یک است، این اسید یک **اسید ضعیف** محسوب می‌شود.