حل سوال های (1تا 4) تمرین دوره ای فصل اول شیمی دوازدهم

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۱ تمرین دوره ای فصل اول شیمی دوازدهم این سؤال به دلایل بنیادی در طبقه‌بندی اسیدها و بازها و خواص محلول‌های الکترولیت می‌پردازد. --- ## الف) پاسخ و توضیح شیمی دوازدهم صفحه 41 **دلیل:** اسیدها و بازهایی که ثابت یونش کوچک ($ ext{K}_a$ یا $ ext{K}_b$ کوچک) دارند، تنها به میزان **جزئی** یونیده می‌شوند ($lpha \ll 1$). از آنجایی که رسانایی الکتریکی به غلظت یون‌های آزاد در محلول بستگی دارد، یونش جزئی، **غلظت یون‌های بسیار کمی** تولید می‌کند. بنابراین، این مواد الکترولیت‌های ضعیف محسوب می‌شوند. ### ب) پاسخ و توضیح شیمی دوازدهم صفحه 41 **دلیل:** بیشتر اسیدها و بازهای شناخته شده، به‌ویژه **ترکیبات آلی** (مانند اسید استیک، آمین‌ها و...)، ضعیف هستند. تعداد این ترکیبات آلی بسیار زیاد است. تنها تعداد محدودی از اسیدهای معدنی رایج (مانند $\text{HCl}$، $\text{HNO}_3$) و هیدروکسیدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی، جزو اسیدها و بازهای قوی هستند. ### پ) پاسخ و توضیح شیمی دوازدهم صفحه 41 **دلیل:** نیتریک اسید ($ ext{HNO}_3$) یک **اسید قوی** است و یونش آن در آب **کامل** ($im 100\%$) است: $$\text{HNO}_3(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l}) \longrightarrow \text{H}_3\text{O}^+(\text{aq}) + \text{NO}_3^-(\text{aq})$$ چون نسبت مولی $\text{HNO}_3$ به $\text{NO}_3^-$ یک به یک است، غلظت یون نیترات ($eft[\text{NO}_3^-\right]$) در محلول عملاً برابر با غلظت اولیه اسید ($0.1\text{ M}$) خواهد بود. ### ت) پاسخ و توضیح شیمی دوازدهم صفحه 41 **دلیل:** فرمیک اسید ($ ext{HCOOH}$) یک **اسید ضعیف** است. در محلول‌های اسیدهای ضعیف، تعادل شیمیایی به شدت به نفع **واکنش‌دهنده‌ها** (مولکول‌های یونیده نشده) است. بنابراین، غلظت مولکول‌های $\text{HCOOH}$ در حالت تعادل، به‌طور قابل توجهی از غلظت یون‌های $\text{H}^+$ (یا $ ext{H}_3\text{O}^+$) که از یونش جزئی تولید شده‌اند، **بیشتر** است.

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۲ تمرین دوره ای فصل اول شیمی دوازدهم این سؤال یک تمرین تحلیلی برای استفاده همزمان از دو خاصیت محلول‌ها (اسیدیته و رسانایی) است. --- ## پاسخ و توضیح شیمی دوازدهم صفحه 41 **ماده حل شونده:** ماده حل شونده می‌تواند **فرمیک اسید ($ ext{HCOOH}$)** باشد. **توضیح دلایل انتخاب:** 1. **خاصیت اسیدی (رنگ سرخ $\text{pH}$):** رنگ سرخ کاغذ $\text{pH}$ نشان‌دهنده **خاصیت اسیدی** است ($\text{pH} < 7$). این امر گزینه‌های **بازی** ($ ext{KOH}$, $ ext{NH}_3$) و **خنثی** ($ ext{CH}_3\text{OH}$) را حذف می‌کند. (باید یک اسید باشد: $ ext{HCOOH}$ یا $ ext{HCl}$). 2. **رسانایی الکتریکی (کمتر از $ ext{NaCl}$):** سدیم کلرید ($ ext{NaCl}$) یک **الکترولیت قوی** است. رسانایی کمتر محلول مورد نظر به معنای آن است که این ماده یک **الکترولیت ضعیف** است. * **$ ext{HCl}$** یک اسید قوی و **الکترولیت قوی** است (رسانایی بالا $pprox ext{NaCl}$). * **$ ext{HCOOH}$** یک **اسید ضعیف** و **الکترولیت ضعیف** است (رسانایی پایین). **نتیجه:** تنها گزینه‌ای که هم **اسیدی** است و هم **الکترولیت ضعیف** است (رسانایی پایین دارد)، **فرمیک اسید ($ ext{HCOOH}$)** است.

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۳ تمرین دوره ای فصل اول شیمی دوازدهم این تمرین به شما می‌آموزد که چگونه **قدرت اسید** را از روی **نمای ذره‌ای (درجه یونش)** و مقدار **ثابت یونش ($ ext{K}_a$)** تشخیص دهید. --- ## پاسخ و توضیح شیمی دوازدهم صفحه 41 **تحلیل نمودارهای ذره‌ای:** * **شکل (۳):** تقریباً تمام مولکول‌های حل شونده به یون‌های جداگانه تفکیک شده‌اند. $mplies$ **یونش کامل / اسید قوی** ($athbf{K_a}$ بسیار بزرگ). * **شکل (۱) و (۲):** بخش عمده‌ای از مولکول‌ها دست‌نخورده باقی مانده‌اند و یون‌های کمی تولید شده است. $mplies$ **یونش جزئی / اسید ضعیف** ($athbf{K_a}$ کوچک). * (۲) یون‌های کمی بیشتر از (۱) دارد، بنابراین اسیدی قوی‌تر است. **تطبیق با محلول‌ها:** 1. **ب) محلول هیدروبرمیک اسید ($ ext{HBr}$):** چون $ ext{K}_a$ آن بسیار بزرگ است، یک **اسید قوی** است. بنابراین به **شکل (۳)** تعلق دارد. 2. **پ) محلول هیدروسیانیک اسید ($ ext{HCN}$):** چون $ ext{K}_a = 4.9 \times 10^{-10}$ است، یک **اسید بسیار ضعیف** است. 3. **آ) محلول استیک اسید ($ ext{CH}_3\text{COOH}$):** چون $ ext{K}_a = 1.8 \times 10^{-5}$ است، یک **اسید ضعیف** است، اما از $ ext{HCN}$ (با $ ext{K}_a$ کوچک‌تر) قوی‌تر است. **نتیجه‌گیری نهایی:** * $athbf{ ext{HBr}} \quad \longrightarrow \quad \mathbf{(3)}$ (یونش کامل) * $athbf{ ext{CH}_3\text{COOH}} \quad \longrightarrow \quad \mathbf{(2)}$ (یونش ضعیف‌تر از $ ext{HBr}$، قوی‌تر از $ ext{HCN}$) * $athbf{ ext{HCN}} \quad \longrightarrow \quad \mathbf{(1)}$ (یونش جزئی‌تر از $ ext{CH}_3\text{COOH}$)

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۴ تمرین دوره ای فصل اول شیمی دوازدهم رنگ گل ادریسی یک شاخص طبیعی برای $\text{pH}$ خاک است. برای محاسبه $\text{pH}$ هر دو خاک از رابطه $\text{pH} = -\log \left[\text{H}^+\right]$ استفاده می‌کنیم. (از تقریب $\log 2 \approx 0.30$ و $\log 4 \approx 0.60$ استفاده می‌شود). --- ## پاسخ و توضیح شیمی دوازدهم صفحه 41 ### ۱. محاسبه $\text{pH}$ خاک آبی (Blue Soil) * $$\left[\text{H}^+\right]_{\text{آبی}} = 2.0 \times 10^{-5}\text{ M}$$ * $$\text{pH}_{\text{آبی}} = -\log(2.0 \times 10^{-5}) = -(\log 2.0 + \log 10^{-5})$$ * $$\text{pH}_{\text{آبی}} \approx -(0.30 - 5) = \mathbf{4.70}$$ ### ۲. محاسبه $\text{pH}$ خاک سرخ (Red Soil) * $$\left[\text{H}^+\right]_{\text{سرخ}} = 4.0 \times 10^{-4}\text{ M}$$ * $$\text{pH}_{\text{سرخ}} = -\log(4.0 \times 10^{-4}) = -(\log 4.0 + \log 10^{-4})$$ * $$\text{pH}_{\text{سرخ}} \approx -(0.60 - 4) = \mathbf{3.40}$$ **نتیجه:** گل ادریسی در $\text{pH}$ **اسیدی قوی‌تر** ($ ext{pH}=3.40$) به رنگ **سرخ** و در $\text{pH}$ **اسیدی ضعیف‌تر** ($ ext{pH}=4.70$) به رنگ **آبی** شکوفا می‌شود.