Transcript دروس و تمارين للدعم و التقوية تصحيح امتحانات البكالوريا بالصوت و الصورة تستعمل حلمأة اإلستيرات في وسط قاعدي لتحضير الكحوالت انطالقا من مواد.

‫دروس و تمارين للدعم و التقوية‬
‫تصحيح امتحانات البكالوريا‬
‫بالصوت و الصورة‬
‫تستعمل حلمأة اإلستيرات في وسط قاعدي لتحضير الكحوالت انطالقا من مواد طبيعية ولها‬
‫أيضا تطبيقات أخرى في ميدان الطب والصناعة‪.‬‬
‫يهدف هذا التمرين إلى تتبع تطور تفاعل ميثانوات المثيل مع محلول هيدروكسيد الصوديوم‬
‫بقياس المواصلة وإلى دراسة عمود ذي محروق )‪.(pile à combustible‬‬
‫الجزء ‪ : 1‬دراسة حلمأة إستر في وسط قاعدي‬
‫المعطيات ‪:‬‬
‫ تمت جميع القياسات عند ‪. 25°C‬‬‫ يعبر عن المواصلة ‪ G‬عند لحظة ‪ t‬بالعالقة ‪ ، G  K i Xi  :‬حيث ‪ λi‬الموصلية المولية‬‫األيونية لأليون ‪ Xi‬و ]‪ [Xi‬تركيزه في المحلول و ثابتة الخلية قيمتها ‪. K=0,01 m‬‬
‫ يعطي الجدول التالي قيم الموصلية األيونية لأليونات المتواجدة في الوسط التفاعلي ‪:‬‬‫األيون‬
‫)‪Na+(aq‬‬
‫)‪HO-(aq‬‬
‫)‪HCO-2 (aq‬‬
‫)‪λ(S.m2.mol-1‬‬
‫‪5,01.10-3‬‬
‫‪19,9.10-3‬‬
‫‪5,46.10-3‬‬
‫ نهمل تركيز أيونات ‪ H3O+‬أمام باقي تراكيز األيونات المتواجدة في الوسط التفاعلي ‪.‬‬‫نصب في كأس حجما ‪ V = 2.10-4m3‬من محلول ‪ SB‬لهيدروكسيد‬
‫‪to‬‬
‫الصوديوم‬
‫) )‪ ( Na+(aq) + HO-(aq‬تركيزه ‪ CB = 10 mol.m-3‬؛‬
‫ونضيف إليه ‪ ،‬عند لحظة نعتبرها‪nE‬‬
‫أصال للتواريخ ‪ ،‬كمية المادة لميثانوات‪nB‬المثيل‬
‫‪SB‬‬
‫مساوية لكمية المادة‬
‫‪= 2.10‬‬
‫أصل‪ V‬التواريخ ‪.‬‬
‫لهدروكسيد الصوديوم في المحلول ‪-4m3‬عند‬
‫)‪.‬‬
‫( نعتبر أن حجم الخليط يبقى ثابتا‬
‫مكنت الدراسة التجريبية من الحصول على المنحنى‬
‫الممثل لتغيرات المواصلة بداللة الزمن ( الشكل ‪. )1‬‬
‫ننمذج التحول المدروس بالمعادلة الكيميائية التالية ‪:‬‬
‫)‪HCO2-(aq) + CH3OH(aq‬‬
‫)‪HCO2CH3(aq) + HO-(aq‬‬
‫‪ -1.1‬اجرد األيونات المتواجدة في الخليط عند لحظة ‪ 0,75 ) . t‬ن (‬
‫‪ -1.1‬األيونات المتواجدة في الخليط عند لحظة ‪ t‬هما ‪ 0,75 .‬ن (‬
‫ )‪ : HCO2-(aq‬أيونات الميثانوات الناتجة عن التفاعل عند اللحظة ‪. t‬‬‫)‬
‫ )‪ : HO-(aq‬أيونات الهيدروكسيد المتبقية من التفاعل عند اللحظة ‪. t‬‬‫ )‪ : Na+(aq‬أيونات الصوديوم الناتجة عن محلول هيدروكسيد الصوديوم( أيونات غير نشيطة ) ‪.‬‬‫ )‪ : HO3+(aq‬أيونات ااألكسونيوم الناتجة عن التحليل البروتوني الذاتي للماء‬‫( أيونات تراكيزها مهملة أمام باقي تراكيز األيونات المتواجدة في الوسط التفاعلي)‬
‫‪1‬ن( ‪.‬‬
‫‪ -‬أنشئ الجدول الوصفي لتطور هذا التحول الكيميائي ‪.‬‬
‫‪ ( 1. 2‬نرمز ب ‪ x‬لتقدم التفاعل عند لحظة ‪) t‬‬
‫‪ -1. 2‬إنشاء الجدول الوصفي ‪.‬‬
‫)‪HCO2-(aq) + CH3OH(aq‬‬
‫)‪HO-(aq‬‬
‫)‬
‫‪HCO2CH3(aq) +‬‬
‫ب )‪(mol‬‬
‫)‪(x‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪nB = CBV = 2.10-3‬‬
‫‪nE = 2.10-3‬‬
‫‪x=0‬‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪nB - x‬‬
‫‪nE - x‬‬
‫‪x‬‬
: ‫ تحقق العالقة‬t ‫ في الوسط التفاعلي عند لحظة‬G ‫ ب ّين أن المواصلة‬-1.3
( ‫ ن‬1 G = - 0,72x + 2,5.10-3 (S)
: ‫ تحقق العالقة‬t ‫ في الوسط التفاعلي )عند لحظة‬G ‫ أب ّين أن المواصلة‬-1.3
G = - 0,72x + 2,5.10-3 (S)

GK 






Na


HCO


HO
2
 HCO2 

Na  
HO 

‫ إذن‬G  K i Xi 

‫لدينا‬
nB  x 
 nB
 K
x

G  K      
    n B   x    n B  x   
Na
HCO2
HO
Na
HCO2
HO
V
V
V

 V
K
  x       n B      
HCO2
HO
HO
Na 
V

G
 




0,01
3
3
3
3
3
x
5,46.10

19,9.10

2.10
19,9.10

5,01.10
2.104
G  0,72x  2,5.103 (S)


: ‫تطبيق عددي‬
‫‪ -1.4‬علل تناقص المواصلة ‪ G‬أثناء التفاعل ‪ 0,5 .‬ن (‬
‫)‬
‫‪ -1.4‬أعلل تناقص المواصلة ‪ G‬أثناء التفاعل ‪.‬‬
‫خالل التفاعل ُتستهلك المتفاعالت ومن بينهما أيونات الهيدروكسيد )‪ HO-(aq‬بينما‬
‫تتكون النواتج ومن بينهما أيونات الميثانوات )‪ HCO2-(aq‬وبما أن الموصلية المولية‬
‫األيونية أليون الهيدروكسيد ))‪ λ(HO-(aq‬أكبر من الموصلية المولية األيونية أليون‬
‫الميثانوات ))‪ (λ (HCO2CH3(aq))< λ(HO-(aq))) λ (HCO2-(aq‬و المواصلة يعبر عنها‬
‫بالعالقة ‪ G  K i Xi  :‬فإن المواصلة تتناقص أثناء التفاعل ‪.‬‬
‫‪ -1.5‬أوجد زمن نصف التفاعل ‪ 1 . t1/2‬ن (‬
‫)‬
‫‪ -1.5‬إجاد زمن نصف التفاعل ‪. t1/2‬‬
‫الجزء ‪ : 2‬دراسة عمود ذي محروق‬
‫يتكون هذا العمود من مقصورتين يفصل بينهما‬
‫إلكتروليت حمضي يلعب دور القنطرة األيونية‬
‫و إلكترودين ‪ A‬و ‪.B‬‬
‫عند اشتغال العمود يتم تزويده بالميثانول السائل وغاز ثنائي األكسجين ‪ ( .‬الشكل ‪) 2‬‬
‫المعطيات ‪ - :‬ثابتة فاراداي ‪F = 96500 C.mol-1 :‬‬
‫ الكتلة الحجمية للميثانول السائل ‪ρ = 0,79 g.cm-1 :‬‬‫ الكتلة المولية للميثانول ‪M(CH3OH) :‬‬‫ المزدوجتان ( مختزل‪/‬مؤكسد ) المتدخلتان في هذا التحول هما ‪:‬‬‫((‪ (CO2 (g)/CH3OH)ℓ‬و ((‪(O2(g) /H2O)ℓ‬‬
‫عند اشتغال العمود ‪ ،‬يحدث عند أحد اإللكترودين تحول ننمذجه بالمعادلة الكيميائية التالية‬
‫‪CH OH + H O‬‬
‫‪CO + a. H++ b.e- .‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪ -2.1‬حدد المعاملين ‪ a‬و ‪. b‬‬
‫‪ 0,5‬ن (‬
‫)‬
‫‪ -2.2‬ع ّين من بين اإللكترودين ‪ A‬و ‪( B‬الشكل ‪ )2‬اإللكترود الذي يحدث عنده هذا التفاعل‬
‫علل الجواب ‪ 0,5 .‬ن (‬
‫)‬
‫‪A‬‬
‫‪ -2.3‬اكتب المعادلة المنمذجة للتحول الحاصل عند اإللكترود اآلخر ‪ ،‬وأعط اسمي‬
‫اإللكترودين ‪ A‬و ‪ 0,75 . B‬ن (‬
‫)‬
‫‪ -2.4‬يزود العمود الدارة الخارجية بتيار كهربائي شدته ‪ I = 45 mA‬خالل مدة زمنية‬
‫‪Δt = 1h30‬‬
‫‪min‬‬
‫االشتغال ‪.‬‬
‫من‬
‫أوجد الجحم ‪ V‬للميثانول المستهلك خالل ‪1 . Δt‬ن(‬
‫)‬