Transcript انحلال پذیری گازها در آب - وبلاگ گروه شیمی دبیرستان خیاط زاده

‫بخش ‪3‬‬
‫محلول ها‬
‫شیمی سوم‬
‫دبیرستان دکتر علی خیاط زاده‬
‫دسته بندی مواد‪:‬‬
‫الف) خالص‪:‬‬
‫‪ )1‬عنصر‬
‫‪ )2‬ترکیب‬
‫ب) ناخالص‪:‬‬
‫‪ )1‬همگن (محلول)‬
‫‪ )2‬ناهمگن‪:‬‬
‫‪ )I‬کلوئید‬
‫‪ )II‬سوسپانسیون‬
‫‪... )III‬‬
‫پرسش ‪:1‬‬
‫کدام عبارت درست است؟‬
‫الف) مواد مرکب را نمی توان به روش های شیمیایی به عناصر تشکیل دهنده آن ها تبدیل کرد‪.‬‬
‫ب) مواد مخلوط را نمی توان به روش های فیزیکی به عناصر تشکیل دهنده آن ها تبدیل کرد‪.‬‬
‫ج) مواد مخلوط را تنها به روش های فیزیکی می توان به عناصر تشکیل دهنده آن ها تبدیل کرد‪.‬‬
‫د) مواد مرکب را نمی توان به روش های فیزیکی به عناصر تشکیل دهنده آن ها تبدیل کرد‬
‫پرسش ‪:2‬‬
‫شکل زیر اتم های سه ماده را نشان می دهد‪ .‬کدام گزینه صحیح است؟‬
‫الف) ماده نشان داده شده در شکل ‪ a‬یک عنصر است‬
‫ب) ماده نشان داده شده در شکل ‪ b‬یک ترکیب است‬
‫ج) ماده نشان داده شده در شکل ‪ a‬یک ترکیب است‬
‫د) ماده نشان داده شده در شکل ‪ c‬یک ترکیب است‬
‫پرسش ‪:3‬‬
‫شکل های زیر‪ ،‬نمای مولکولی ‪ 4‬مخلوط را نشان می دهد‪ .‬کدام گزینه غلط است؟‬
‫الف) مخلوط ‪ a‬شامل یک عنصر و دو ترکیب است‬
‫ب) مخلوط ‪ b‬شامل ‪ 2‬نوع ماده است‬
‫ج) مخلوط ‪ c‬شامل ‪ 2‬نوع ماده است‬
‫د) مخلوط ‪ d‬شامل ‪ 2‬نوع ماده است‬
‫فاز‪:‬‬
‫قسمتی از یک سامانه که در تمام نقاط آن ترکیب شیمیایی مواد‪ ،‬خواص شدتی و حالت‬
‫فیزیکی یکسان باشد؛‬
‫»» در مواد خالص تعریف فاز و حالت فیزیکی یکسان می شود؛‬
‫»» منظور از تغییر فاز‪ ،‬یک تغییر فیزیکی است؛‬
‫»» مخلوط های همگن‪ ،‬شامل یک فاز هستند؛‬
‫»» مخلوط های ناهمگن‪ ،‬شامل حداقل ‪ 2‬فاز هستند که مزر میان فازها (فصل مشترک)‬
‫قابل تشخیص است‪.‬‬
‫اجزای محلول ها (محلول های مایع)‪:‬‬
‫‪ )1‬حالل‪ :‬جزئی که تغییر حالت نمی دهد و معمول دارای درصد بیشتری است؛‬
‫‪ )2‬حل شونده‪ :‬جزئی که ذرات آن در بین ذرات حالل پراکنده می شود‪.‬‬
‫‪. . . )3‬‬
‫»» تشخیص حالل‪ - :‬تغییر حالت نمی دهد؛‬
‫ مقدار بیشتری نسبت به حل شونده دارد؛‬‫‪ -‬حالل معروفتری نسبت به حل شونده است‪.‬‬
‫محلول های آبی‪ :‬محلول هایی که حالل آن ها آب است؛‬
‫محلول های غیر آبی‪ :‬محلول هایی که حالل آن ها مواد آلی است‪.‬‬
‫انحالل پذیری مواد در آب‪:‬‬
‫پرسش ‪:4‬‬
‫پرسش ‪:5‬‬
‫پیش بینی کنید که در هر مورد ماده ی حل شدنی در کدام حالل بیشتر حل می شود‪ .‬با ذکر‬
‫دلیل؛‬
‫الف) متان در آب یا بنزن‬
‫ب) برم در آب یا بنزن‬
‫ج) پتاسیم کلرید در آب یا کربن تترا کلرید‬
‫د) شکر در آمونیاک مایع یا کربن تترا کلرید‬
‫ه) ید در آمونیاک مایع یا بنزن‬
‫پرسش ‪:6‬‬
‫از هفت ماده ی زیر‪ 4 ،‬ماده به صورت نامحدود در آب حل می شوند‪ .‬انحالل پذیری سه ماده ی دیگر در ‪100‬‬
‫گرم آب برابر ‪ 08/1 ،97/4‬و ‪ 07/0‬گرم است‪ .‬جدول زیر را تکمیل کنید؛‬
‫نام ماده‬
‫فرمول شیمیایی‬
‫پروپانوئیک اسید‬
‫‪CH3CH2COOH‬‬
‫هگزانوئیک اسید‬
‫‪CH3CH2CH2CH2CH2COOH‬‬
‫‪CH3CH2CH2CH2COOH‬‬
‫‪HCOOH‬‬
‫‪CH3CH2CH2COOH‬‬
‫‪CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2COOH‬‬
‫‪CH3COOH‬‬
‫پنتانوئیک اسید‬
‫متانوئیک اسید‬
‫بوتانوئیک اسید‬
‫اکتانوئیک اسید‬
‫اتانوئیک اسید‬
‫انحالل پذیری‬
‫آنتالپی انحالل‪:‬‬
‫آب پوش ی‪:‬‬
‫جدا شدن مولکول های آب از یکدیگر و فرا گرفتن‬
‫کاتیون ها و آنیون ها‪.‬‬
‫»» آب پوش ی در مجموع گرماده است؛‬
‫»» میزان آنتالپی آب پوش ی با بار یون رابطه مستقیم‬
‫و با شعاع یون رابطه عکس دارد؛‬
‫»» آنتالپی انحالل یک ترکیب یونی = آنتالپی آب‬
‫پوش ی کاتیون و آنیون آن ‪ +‬انرژی شبکه‪.‬‬
‫پرسش ‪:7‬‬
‫با استفاده از مقادیر آنتالپی شبکه (‪ 822‬کیلوژول بر مول) و آنتالپی آب پوش ی (‪ -799‬کیلو ژول بر مول) نقره‬
‫نیترات‪ ،‬آنتالپی انحالل آن را محاسبه نمایید‪.‬‬
‫پرسش ‪:8‬‬
‫شکل روبرو‪ ،‬بار و شعاع نسبی چهار یون را نشان می دهد‪.‬‬
‫ارقام ‪ -608 ، -412 ، -343‬و ‪ -1657‬کیلو ژول بر مول‪،‬‬
‫مقادیر گرمای آب پوش ی این یون هاست (اعداد به ترتیب‬
‫نیست)‪ .‬اگر گرمای شبکه ی کلسیم کلرید برابر ‪2260‬‬
‫کیلوژول بر مول باشد (یون های سازنده ی کلسیم کلرید‬
‫جزء ‪ 4‬یون مشخص شده در شکل می باشند)‪ ،‬گرمای‬
‫انحالل آن را محاسبه کنید‪.‬‬
‫پرسش ‪:9‬‬
‫حل شدن پتاسیم کلرید در آب شامل دو مرحله است که هم زمان انجام می شوند‪ .‬با توجه به مراحل داده شده‬
‫به پرسش ها پاسخ دهید؛‬
‫الف) هر یک از مراحل ‪ 1‬و ‪ 2‬چه نام دارند؟‬
‫ب) آنتالپی انحالل پتاسیم کلرید را محاسبه کنید‪.‬‬
‫پرسش ‪:10‬‬
‫حل شدن پتاسیم هیدروکسید در آب یک فرایند گرماده است که در سه مرحله هم زمان رخ می دهند؛‬
‫الف) واکنش ‪ a‬چه مرحله ای را نشان می دهد؟‬
‫ب) مرحله ی ‪ b‬گرماده است یا گرماگیر؟ چه نوع نیرویی بین یون ها و مولکول های آب پدید می آید؟‬
‫ج) افزایش دما چه تأثیری بر انحالل پذیری پتاسیم هیدروکسید در آب دارد؟‬
‫پرسش ‪:11‬‬
‫با توجه به جدول به پرسش ها پاسخ دهید؛‬
‫ماده‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪C‬‬
‫‪D‬‬
‫انحالل پذیری در ‪25⁰C‬‬
‫‪36‬‬
‫‪32‬‬
‫‪95‬‬
‫‪62‬‬
‫انحالل پذیری در ‪100⁰C‬‬
‫‪40‬‬
‫‪103‬‬
‫‪90‬‬
‫‪84‬‬
‫الف) انحالل پذیری کدام ماده درآب گرماده و کدام گرماگیر است؟‬
‫ب) دما بر انحالل کدام ماده تأثیر کمتری دارد؟‬
‫آنتروپی انحالل‪:‬‬
‫»» جامد در مایع‪ :‬افزایش آنتروپی؛‬
‫»» مایع در مایع‪ :‬افزایش آنتروپی؛‬
‫»» گاز در مایع‪ :‬کاهش آنتروپی‪.‬‬
‫پرسش ‪:12‬‬
‫پرسش ‪:13‬‬
‫فکر کنید ص ‪85‬‬
‫انواع انحالل از نظر آنتروپی و آنتالپی‪:‬‬
‫»» آنتروپی و آنتالپی مساعد » همیشه خود به خودی‬
‫حل شدن کلسیم کلرید در آب‬
‫»» آنتروپی و آنتالپی نامساعد » همیشه غیر خود به خودی‬
‫حل شدن گازهای نجیب در آب‬
‫»» آنتالپی مساعد و آنتروپی نامساعد » در دماهای پایین خود به خودی‬
‫حل شدن آمونیاک در آب‬
‫»» آنتالپی نامساعد و آنتروپی مساعد » در دماهای بال خود به خودی‬
‫حل شدن شکر در آب‬
‫نمودار انحالل پذیری‪:‬‬
‫پرسش ‪ 17 ،16 ،15 ،14‬و ‪:18‬‬
‫است‪:‬‬
‫گزینه‬
‫که‬
‫کنید‬
‫مشخص‬
‫محلونیتل‬
‫سلسیوس ‪50‬‬
‫‪70‬‬
‫دمای‬
‫جه) در‬
‫‪KNO3‬‬
‫محلولیرات‬
‫درنیت‬
‫پتاسیم‬
‫سیرشده‬
‫گرم گرم‬
‫‪360‬‬
‫‪115‬‬
‫پرسش‪ ::‬در‬
‫در‬
‫‪100‬‬
‫سلسیوس در‬
‫‪70‬‬
‫‪100‬‬
‫دمای‬
‫نوع) را‬
‫در‬
‫‪KNO3‬‬
‫چهرا‬
‫‪)KCl‬‬
‫ات (‬
‫کلرید (‬
‫هرر‬
‫پتاسیم‬
‫پتاسیم‬
‫‪100‬گرم‬
‫‪50‬‬
‫پرسش‬
‫جهدر‬
‫دماید(ر‬
‫‪80‬‬
‫دمای‬
‫پاییندر‬
‫سلسیوسآب‬
‫است؟گرم‬
‫شدهدتاردر‬
‫کلرید (‬
‫جهآب‪50‬‬
‫‪)100‬‬
‫الف‬
‫شده‬
‫حل‬
‫‪KCl‬ل)نیت ار‬
‫پتاسیم‬
‫پتاسیم‪ .‬گرم‬
‫چند‬
‫سلسیوس‪،‬‬
‫در‬
‫می‪.‬‬
‫پایینریم‬
‫آو‬
‫سلسیوسمی‬
‫‪100‬جه‬
‫جه‬
‫‪50‬‬
‫اتل را‬
‫حلتا‬
‫محلو‬
‫محلو‬
‫دمای‬
‫دمای‬
‫کنیم‪.‬‬
‫کنیم‬
‫حل می‬
‫گرممی‬
‫آب‬
‫گرمحل‬
‫گرم‬
‫‪ 50‬در‬
‫جه‬
‫دآورر‬
‫کند؟می کند؟‬
‫ات رمیسوب‬
‫سوب‬
‫پتاسیمرنیتر‬
‫سلسیوس؛ کلرید‬
‫پتاسیم‬
‫چند گرم‬
‫یم‪.‬گرم‬
‫چند‬
‫ب) ‪ 90‬گرم سدیم نیترات (‪ )NaNO3‬حل شده در ‪ 100‬گرم آب در دمای ‪30‬‬
‫درجه سلسیوس؛‬
‫ج) ‪ 30‬گرم پتاسیم کلرید (‪ )KCl‬حل شده در ‪ 100‬گرم آب در دمای ‪10‬درجه‬
‫سلسیوس؛‬
‫پرسش ‪:19‬‬
‫قواعد انحالل پذیری ترکیب های یونی در آب‬
‫جدول ص ‪87‬‬
‫خود را بیازمایید ص‪88‬‬
‫انحالل پذیری گازها در آب‪:‬‬
‫»» عوامل مؤثر بر میزان انحالل پذیری گازها در آب‪:‬‬
‫ نوع گاز (نیروهای بین مولکولی گاز)‪:‬‬‫»» انحالل پذیری گازهای با مولکول قطبی نسبت به ناقطبی بیشتر است؛‬
‫»» انحالل پذیری گازهای ناقطبی با جرم آن ها را بطه مستقیم دارد‪.‬‬
‫»» نیروهای بین مولکولی قوی تر » انحالل پذیری بیشتر در آب‪.‬‬
‫ دما‪:‬‬‫»» انحالل پذیری گازها در آب با دما رابطه عکس دارد؛‬
‫»» انحالل پذیری همه گازها در ‪ 100‬درجه سانتیگراد برابر صفر گرم است‪.‬‬
‫ فشار‪:‬‬‫»» قانون هنری‪ :‬انحالل پذیری یک گاز (‪ )c‬با فشار (‪ )p‬رابطه مستقیم و خطی دارد‬
‫‪C1/P1 = C2/P2‬‬
‫پرسش ‪:20‬‬
‫در یک نوشابه ی گازدار پس از باز شدن در نوشابه‪ ،‬غلظت کربن دی اکسید به ‪ 28/1×10-5‬مولر رسیده است‪ .‬فشار‬
‫گاز ‪ CO2‬در محیط برابر با ‪ 4×10-4‬اتمسفر و فشار این گاز در نوشابه ی در بسته‪ 5 ،‬اتمسفر است‪ .‬غلظت این گاز را‬
‫در نوشابه ی دربسته محاسبه کنید‪.‬‬
‫از بین آب و كربن تتراكلريد ‪ ،‬براي حل كردن هريك از موارد زير كدام را انتخاب مي كنيد ؟‬
‫الف) ‪Ca(NO3)2‬‬
‫ب) ‪CH3COOH‬‬
‫پ) اكتان ‪C8H18‬‬
‫ت) ‪CS2‬‬
‫ث) ‪NaCl‬‬
‫ج) ‪HF‬‬
‫چ) ‪I2‬‬
‫پرسش الکیس‬
‫حل شدن آمونيم نيترات )‪ NH4NO3(aq‬در آب گرماگیر است ‪ .‬با ذكر دليل توضيح دهيد‬
‫كه انرژي شبكه بلور آن بيشتر است يا مجموع انرژي آب پوش ي يونهاي آمونیوم و نیترات؟‬
‫پرسش الکیس‬
‫افزايش فشار چه اثري بر ‪:‬‬
‫الف) انحالل پذيري جامد در مايع دارد ؟‬
‫ب) انحالل پذيري گاز در مايع دارد ؟‬
‫پرسش الکیس‬
‫درستي يا نادرستي هريك از عبارات زير را با بيان علت مشخص كنيد ‪.‬‬
‫الف) حالليت گازها با افزايش دما ‪ ،‬افزايش مي يابد‪.‬‬
‫ب) میزان آبپوش ي يون ‪ Mg2+‬از ‪ Ca2+‬بيشتر است‪.‬‬
‫پرسش الکیس‬
‫درستی و نادرستی عبارت های زیر را تعیین کنید؛‬
‫الف) میزان حل شدن همه ی مواد جامد در یک مایع‪ ،‬محدودیت دارد؛‬
‫ب) میزان حل شدن همه ی مواد مایع در یک مایع‪ ،‬محدودیت دارد؛‬
‫ج) میزان حل شدن همه ی مواد گاز در یک مایع‪ ،‬محدودیت دارد؛‬
‫پرسش الکیس‬
‫با استفاده از نمودار زیر به پرسش های داده شده‬
‫پاسخ دهید؛‬
‫الف) انحالل پذیری گاز ‪ CO2‬را در دمای ‪ 40‬درجه‬
‫سلسیوس بنویسید؛‬
‫ب) محلولی که شامل ‪ 3/0‬گرم کلر در ‪ 100‬گرم آب‬
‫باشد‪ ،‬در دمای ‪ 45‬درجه ی سلسیوس چه حالتی‬
‫دارد‪ :‬سیر شده‪ ،‬سیر نشده یا فراسیرشده؟‬
‫ج) از این نمودارها چه نتیجه ای می گیرید؟‬
‫پرسش الکیس‬
‫از شش ماده ی زیر‪ 3 ،‬ماده به صورت نامحدود در آب حل می شوند‪ .‬انحالل پذیری سه ماده‬
‫ی دیگر در ‪ 100‬گرم آب برابر ‪ 4/2 ،3/8‬و ‪ 6/0‬گرم است‪ .‬جدول زیر را تکمیل کنید؛‬
‫نام ماده‬
‫اتانول‬
‫‪-1‬هگزانول‬
‫‪-1‬پنتانول‬
‫متانول‬
‫‪-1‬پروپانول‬
‫‪-1‬بوتانول‬
‫فرمول شیمیایی‬
‫انحالل پذیری‬
‫‪CH3CH2OH‬‬
‫‪CH3CH2CH2CH2CH2CH2OH‬‬
‫‪CH3CH2CH2CH2CH2OH‬‬
‫‪CH3OH‬‬
‫‪CH3CH2CH2OH‬‬
‫‪CH3CH2CH2CH2OH‬‬
‫پرسش الکیس‬
‫انحالل پذیری نیتروژن در آب در دمای صفر درجه سانتیگراد و فشار یک اتمسفر برابر ‪23/53‬‬
‫میلی لیتر در یک لیتر آب است‪ .‬در دمای صفر درجه سانتیگراد در چه فشاری انحالل پذیری‬
‫نیتروژن در آب به ‪ 100‬میلی لیتر در یک لیتر آب می رسد؟‬
‫پرسش الکیس‬
‫تعیین کنید که آیا هر یک از ویتامین های زیر در آب حل می شوند یا خیر؟‬
‫پرسش الکیس‬
‫غلظت‪:‬‬
‫مقدار ماده حل شونده موجود در مقدار معینی محلول‬
‫انواع غلظت‪:‬‬
‫»» درصد‬
‫»» ‪ppm‬‬
‫»» ‪ppb‬‬
‫»» غلظت معمولی‬
‫»» مولر‬
‫»» مولل‬
‫درصد‪:‬‬
‫»» جرمی (‪ :)pw‬برای بیان غلظت مواد جامد حل شده در یک مایع که تعداد ذرات حل شده اهمیت ندارد استفاده‬
‫می شود؛‬
‫‪) × 100‬جرم محلول ‪ /‬جرم حل شونده( = ‪Pw‬‬
‫»» حجمی (‪ :)pv‬برای بیان غلظت یک مایع حل شده در مایع دیگر و یا غلظت یک گاز حل شده در گاز دیگر که تعداد‬
‫ذرات حل شده اهمیت ندارد؛‬
‫‪) × 100‬حجم محلول ‪ /‬حجم حل شونده( = ‪Pv‬‬
‫»» واحد به کار برده شده برای جرم یا حجم در فرمول های بال اهمیت ندارد‪ ،‬فقط واحد به کار برده شده برای حل‬
‫شونده و حالل باید یکسان باشد؛‬
‫»» هر کجا به طور خالصه واژه درصد به کار رود منظور درصد جرمی است‪.‬‬