تمارين وحلول خاصة بالوحدة الاولى المتابعة الزمنية لتحول كيميائي في وسط مائي

‫المجلة األولى‪ :‬المتابعة الزمنية لتحول كيميائي في وسط مائي‬ ‫مجلة‬ ‫ملكي‬

‫األستاذ ملكي علي والية تبسة (‪)6..67.0700770‬‬

‫‪1‬‬


‫كلمة ترحيب‬ ‫تراقصت الطيور بحضوركم‬

‫وأنشدت بأصواتها أجمل ألوان الترحيب‬ ‫ورقص الغزالن على تلك الحقول‬

‫وتساقط من السماء أمطار التحية‬ ‫والياسمين فرحا بقدومكم‬ ‫أهال وسهال بكم‬

‫ومرحبا بحبركم على أوراق صفحات مجلتنا الجديدة‬ ‫متمنين لكم قضاء وقتا ممتعا‬

‫وان شاء اهلل تفيدكم وتستفيدون منها‬ ‫عبر حدائق صفحاتها‬


‫‪2‬‬

‫المجلة األولى‪ :‬المتابعة الزمنية لتحول كيميائي في وسط مائي‬ ‫مجلة‬

‫ملخص الوحدة‬

‫ملكي‬

‫كمية المادة ‪: n‬‬ ‫‪m‬‬

‫حالة صلب‪:‬‬

‫‪M‬‬

‫= 𝑛 حيث ‪ m‬كتلة العينة بـ ‪ g‬و ‪ M‬الكتلة المولية وحدتها ‪7g/mol‬‬

‫حالة سائل ‪ 𝑛 = 𝐶. 𝑉 :‬حيث ‪ C‬التركيز المولي وحدته ‪ mol/L‬و ‪ V‬حجم المحلول وحدته ‪7L‬‬ ‫حالة غاز ‪:‬‬

‫‪Vg‬‬

‫‪Vm‬‬

‫= 𝑛 حيث ‪ Vg‬حجم الغاز وحدته ‪ L‬و ‪ Vm‬الحجم المولي ‪7‬‬

‫الثنائية مؤكسد ‪ /‬مرجع‪:‬‬

‫هي مجموعة مكونة من مؤكسد ومرجع مرافق ونرمز بالشكل‪ Ox / Red :‬وتتميز الثنائية‬

‫االلكترونية‬

‫‪ Ox / Red‬بنصف المعادلة‬

‫= ‪Ox + ne-‬‬

‫‪Red‬‬

‫*المؤكسد‪ oxydant :‬هو كل نوع كيميائي قادر على اكتساب إلكترون أو أكثر ويسمى النوع الناتج المرجع المرافق‪7‬‬ ‫‪Oxydant + ne- = réducteur‬‬

‫*‪ -‬المرجع‪ réducteur :‬هو كل نوع كيميائي قادر على فقد إلكترون أو أكثر ويسمى النوع الناتج المؤكسد المرافق‪7‬‬ ‫‪Réducteur = ne- + oxydant‬‬

‫تفاعل األكسدة اإلرجاعية ‪:‬‬

‫خالل تفاعل األكسدة – إرجاع يحدث تبادل الكتروني بين الثنائيتين مؤكسد ‪ /‬مرجع )‪ (Ox1/ red1‬و)‪ (Ox2/ red2‬حيث‬ ‫يحدث انتقال لاللكترونات من المرجع ‪ Red2‬الى المؤكسد ‪7 Ox1‬ولكتابة معادلة التفاعل الحاصلة نكتب نصفي المعادلة‬

‫االلكترونية وننجز المجموع ‪:‬‬

‫‪n2× ( Ox1 + n1 e- ) = Red1‬‬ ‫)‪n1 × Red2 = ( Ox2 + n2 e-‬‬ ‫‪n2 Ox1 + n1 Red2 = n2 Red1 + n1 Ox2‬‬

‫مثال ‪ :‬تفاعل األكسدة اإلرجاعية بين الثنائيتين ‪:‬‬

‫‪ MnO4- / Mn2+‬و ‪Fe3+ / Fe2+‬‬

‫) ‪5×( Fe2+ = Fe3+ + 1e-‬‬ ‫‪MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4 H2O‬‬ ‫)‪+5 Fe2+ (aq) +8H+ (aq) = Mn2+ (aq) +5 Fe3+ (aq) +4 H2O (l‬‬

‫)‪MnO4-(aq‬‬

‫المتابعة الزمنية لتحول كيميائي ‪:‬‬ ‫جدول تقدم التفاعل‬ ‫‪d D‬‬

‫‪+‬‬

‫‪cC‬‬

‫‪bB‬‬

‫=‬

‫‪+‬‬

‫معادلة التفاعل‬

‫‪aA‬‬

‫التق ّدم‬

‫كمية الم ـ ــادة (‪)mol‬‬ ‫‪6‬‬

‫‪6‬‬

‫‪n2‬‬

‫‪n1‬‬

‫‪6‬‬

‫𝒇𝒙 ‪d‬‬

‫𝒇𝒙 ‪c‬‬

‫𝒇𝒙 ‪n2- b‬‬

‫𝒇𝒙 ‪n1 - a‬‬

‫𝒇𝒙‬

‫حـالة الجملة‬ ‫الحالة االبتدائية‬ ‫الحالة النهائية‬

‫‪ ‬المتفاعل المحد ‪ :‬هو المتفاعل الذي ينفذ أوال ‪7‬‬

‫‪ ‬التقدم األعظمي ‪ :‬يمثل أصغر قيمة للتقدم و يحسب من خالل جدول التقدم ‪7‬‬ ‫األستاذ ملكي علي والية تبسة (‪)6..67.0700770‬‬

‫‪3‬‬


‫‪ ‬زمن نصف التفاعل ‪ 𝒕𝟏/𝟐 :‬هو المدة الالزمة لبلوغ التفاعل نصف تقدمه النهائي ‪7‬‬ ‫‪ ‬الشرط الستيكومتري محقق اذا كان‪:‬‬

‫‪:1-2‬أنواع التحوالت الكيميائية‪:‬‬

‫𝟐𝐧‬ ‫𝐛‬

‫=‬

‫ملكي‬

‫𝟏𝒏‬ ‫𝐚‬

‫أ*‪ -‬التحوالت الكيميائية السريعة‪:‬‬

‫هي تحوالت آنية تحدث بمجرد تالمس المتفاعلين خالل مدة قصيرة جدا بحيث ال يمكن متابعتها بالعين المجردة‬

‫ب*‪ -‬التحوالت الكيميائية البطيئة‪:‬‬

‫يمكن متابعتها بالعين المجردة أو باستعمال وسائل القياس المعتادة‪7‬‬

‫جـ*‪ -‬التحوالت الكيميائية البطيئة جدا‪:‬‬

‫نتائج تطور الجملة الكيميائية ال تالحظ إال بعد عدة أيام أو أشهر‬

‫‪ :2-2‬طرق المتابعة الزمنية لتحول كيميائي‪:‬‬ ‫أهم طرق المتابعة الزمنية لتحول كيميائي هي‪:‬‬

‫أ*‪ -‬طرق فيزيائية‪:‬‬

‫تستعمل الطريقة الفيزيائية عندما تكون إحدى المقادير الفيزيائية القابلة للقياس في الوسط التفاعلي تتعلق بتركيز بعض األنواع‬

‫الكيميائية الموجودة في هذا الوسط نذكر منها‪:‬‬

‫ قياس الناقلية (الوسط التفاعلي يحتوي على شوارد تخضع لتحول كيميائي ) ‪7‬‬‫ قياس الحجم أو الضغط إذا كان التفاعل ينتج أو يستهلك غازات ‪7‬‬‫‪ -‬قياس ‪ Ph‬إذا كان الوسط التفاعلي يحتوي على شوارد الهيدونيوم‬

‫)‪(aq‬‬

‫‪+‬‬

‫‪ H3O‬تخضع لتحول كيميائي ‪7‬‬

‫ب*‪ -‬طرق كيميائية‪:‬‬

‫ترتكز الطرق الكيميائية على معايرة أحد األنواع الكيميائية خالل التفاعل ’ حيث يكون تفاعل المعايرة سريع جدا أمام التفاعل‬

‫الحادث ’ تنجز الدراسة بصفة متقطعة بحيث تتم العملية على عينات تؤخذ من الوسط التفاعلي‪7‬‬

‫‪ : .-2‬متابعة تطور جملة عن طريق المعايرة ‪:‬‬

‫المعايرة تمكن من المتابعة الزمنية لتطور جملة كيميائية و تهدف إلى إيجاد تركيز مجهول بواسطة تركيز معلوم‬ ‫جدول تقدم التفاعل ‪:‬‬ ‫‪λ D‬‬

‫‪+‬‬

‫‪µC‬‬

‫‪βB‬‬

‫=‬

‫‪+‬‬

‫‪αA‬‬

‫التق ّدم‬

‫كمية الم ـ ــادة (‪)mol‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪λ Xeq‬‬


‫‪6‬‬

‫‪C2V2‬‬

‫‪C1V1‬‬

‫‪6‬‬

‫‪µ Xeq‬‬

‫‪C2V2 - β Xeq‬‬

‫‪C1V1 - α Xeq‬‬

‫‪Xeq‬‬


‫حـالة الجملة‬ ‫الحالة االبتدائية‬ ‫الحالة النهائية‬

‫‪4‬‬


‫نضيف الماء البارد للعينة لتوقيف التفاعل‬

‫البروتوكول التجريبي الذي يمكن إتباعه في عملية المعايرة ‪7‬مثال معايرة ثنائي اليود بواسطة محلول ثيوكبريتات الصوديوم‬

‫ملكي‬

‫سحاحة‬ ‫تيوكبريتات‬ ‫الصوديوم‬

‫المزيج يحتوي على ‪I2‬‬

‫*‬

‫مخالط مغناطيسي‬

‫‪ : 4-2‬متابعة تطور جملة عن طريق قياس الناقلية ‪:‬‬ ‫قياس الناقلية تمكن من المتابعة الزمنية لتطور جملة كيميائية‬

‫‪ -.‬سرعة التفاعل‪:‬‬

‫تعبر عن تغير كمية المادة المتشكلة أو المختفية لنوع كيميائي في وحدة الزمن‪7‬‬

‫‪ -*4‬زمن نصف التفاعل ‪t1/2:‬‬

‫هي زمن بلوغ التفاعل نصف تقدمه النهائي ‪7 Xf /2‬قيمته تحسب من البيان ‪7‬‬

‫‪* 4‬العوامل‬

‫الحركية‪:‬‬

‫نسمي عامال حركيا لتفاعل كيميائي كل ما يغير من سرعة التفاعل‪ 7‬وأهمها ‪:‬‬

‫‪ -‬درجة الحرارة‪ :‬بزيادة درجة الحرارة تزداد سرعة التفاعل ‪7‬‬

‫ التراكيز االبتدائية ‪ :‬بزيادة التراكيز االبتدائية تزداد سرعة الفاعل‬‫‪ -‬الوسيط ‪ :‬وجود الوسيط المناسب يعمل على تسريع التفاعل ‪7‬‬


‫‪5‬‬


‫التمرين األول‬

‫محلول لحمض كلور الهيدروجين تركيزه ‪ C1  4mol .L1‬نأخذ منه حجما ‪ V 1  10mL‬ونضيف إليه حجما ‪ V 2  40mL‬من‬

‫ثيوكبريتات الصوديوم ‪  2Na   S 2O32 ‬تركيزه ‪C 2  0.5mol .L1‬‬

‫فيحدث التحول المنمذج بالتفاعل ذي المعادلة ‪:‬‬

‫‪S 2O32aq   2H aq   S S   SO 2aq   H 2O l ‬‬ ‫سمحت عملية المتابعة الزمنية للتحول من معرفة تركيز شوارد ثيوكبريتات المتبقية كما مبينة في الجدول‪:‬‬ ‫‪360‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪240‬‬

‫‪300‬‬

‫‪180‬‬

‫‪120‬‬

‫‪60‬‬

‫‪90‬‬

‫‪45‬‬

‫‪0.16 0.11 0.07 0.03 0.02 0.01‬‬

‫‪30‬‬

‫‪0.2‬‬

‫‪15‬‬

‫‪0‬‬

‫‪0.4 0.33 0.26‬‬

‫‪t s ‬‬ ‫‪S 2O32aq    mol .L1 ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪x  mmol ‬‬

‫‪ -1‬كيف تصنف هذا التحول من حيث مدة استغراقه؟‬

‫‪ -2‬ما نوع التحول ؟ استنتج الثنائيات الداخلة في التحول ‪7‬‬

‫‪ -3‬بعد اإلضافة مباشرة احسب تركيزا شوارد ‪ H ‬و ‪ S 2O32‬االبتدائيين‪7‬‬ ‫‪ -4‬أنشئ جدوال لتقدم التفاعل ‪7‬‬

‫‪ -5‬هات عبارة التقدم ‪ x‬بداللة ‪ S 2O32aq  ‬و ‪ S 2O32aq  ‬حجم المزيج االبتدائي ‪7V‬‬ ‫‪i‬‬ ‫‪ -6‬أكمل الخانة األخيرة من الجدول ثم ارسم البيان ‪x  f t ‬‬ ‫‪ -7‬استنتج سرعة اختفاء شوارد ‪ S 2O 32‬بداللة سرعة التفاعل‪7‬ثم احسبها عند ‪t  0‬‬

‫‪ -8‬علما أن التحول تام ‪ ,‬اوجد ‪:‬‬ ‫أ‪ -‬المتفاعل المحد ‪7‬‬

‫ب‪ t 1 -‬زمن نصف التفاعل‪7‬‬ ‫‪2‬‬

‫ج ‪ -‬نعيد نفس التجربة‪ 1‬السابقة ولكن ثيوكبريتات الصوديوم ‪‬‬ ‫لو كان تحت التجربة ‪ 1‬و‪ 2‬ورقة بها عالمة‬ ‫في أي التجربتين تختفي العالمة‬

‫‪x‬‬

‫‪x‬‬

‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬

‫‪  2Na  S 2O‬بتركيز‬ ‫‪‬‬

‫‪1‬‬

‫‪C 3  1mol .L‬‬

‫كما في الشكل وأجريتا معا في وقت واحد‪7‬‬

‫أوال ؟مع التعليل‪7‬‬

‫اختر البيان الموافق لكل تجربة مع التعليل‪7‬‬

‫‪A‬‬ ‫‪B‬‬

‫حل التمرين األول‬ ‫األستاذ ملكي علي والية تبسة (‪)6..67.0700770‬‬

‫‪6‬‬

‫ المتابعة الزمنية لتحول كيميائي في وسط مائي‬:‫المجلة األولى‬ ‫مجلة‬

SO / S O  S O / S 

S 2O 32  H 2O  2SO 2  2H   4e  ‫ملكي‬

2

S 2O 32  6H   4e   2S  3H 2O

S 2O

2 3 aq 

7‫ التحول الكيميائي بطيء‬-1

 2H

2 3

‫ المعادلة النصفية‬: ‫ تفاعل أكسد ارجاعية‬-2

2 3

2



2

 S S   SO 2aq   H 2O l 

aq 

‫باالختصار‬

: ‫ حساب التراكيز‬-.

C .V 4 10  H    1 1   0.8mol .L1 i V 1 V 2 50 . 2 0.5  40 S 2O 32aq    C 2 V   0.4mol .L1   i V V 50 1 2

: ‫ جدول التقدم‬-4 ‫المعادلة‬ ‫حالة ابتدائية‬ ‫حالة انتقالية‬ ‫حالة نهائية‬

S 2O32aq   2H S 2O 32aq   V  i . S 2O 32aq   V  i .  x S 2O32aq   V   i .  x max



aq 

 S S   SO 2aq   H 2O  l 

 H   .V i

0

0

‫بوفرة‬

 H   V .  2x i

x

x

‫بوفرة‬

 H   V .  2x max i

x max

x max

‫بوفرة‬

:‫ من جدول التقدم لدينا‬: ‫ العالقة‬-7 2 S 2O 32aq   V   . x   .  S 2O 3 aq   i V







x  S 2O 32aq    S 2O 32aq   V . i



x  0.4  S 2O32aq   V  mol 

 x   0.4  S O x   0.4  S O

:‫ إكمال الجدول‬-0

   50.10  mol     50  mmol  

x  0.4  S 2O 32aq   V  mol  2

2 3  aq 

2

2 3  aq 

3

‫مم سبق لدينا‬

:‫ ونحسب نجد‬S 2O32aq   ‫من خالل هذه العالقة يمكن إكمال الجدول فقط في كل مرة نعوض عن‬ t s  S 2O32aq    mol .L1    x  mmol 

0

15

30

0.4 0.33 0.26 0

3.5

7

45

60

90

120

180

240

300 360

0.2 0.16 0.11 0.07 0.03 0.02 0.01

0

10

20

12

14.5 16.5 18.5

19

19.5

:‫ بداللة سرعة الحجمية التفاعل‬S 2O32 ‫استنتج السرعة الحجمية الختفاء شوارد‬ :‫ باشتقاق الطرفين بالنسبة للزمن نجد‬nS O  S 2O32aq   V .  x : ‫ من جدول التقدم‬-. i 2 2 3

7

)6..67.0700770( ‫األستاذ ملكي علي والية تبسة‬

‫المجلة األولى‪ :‬المتابعة الزمنية لتحول كيميائي في وسط مائي‬ ‫‪dx‬‬ ‫‪dt‬‬

‫‪ 0‬‬

‫‪dx‬‬ ‫‪dt‬‬

‫‪‬‬

‫‪d n S O 2‬‬

‫مجلة‬

‫‪dt‬‬

‫ملكي‬

‫‪2 3‬‬

‫‪d n S O 2‬‬ ‫‪2 3‬‬

‫‪dt‬‬

‫‪S O   v  x ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬

‫‪v‬‬

‫‪2‬‬

‫‪ -0‬أ) المتفاعل المحد ‪:‬‬ ‫‪x max  S 2O 32  V‬‬ ‫‪aq   i .‬‬ ‫‪ S 2O 32  V‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪max‬‬ ‫‪aq   i‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ ‬‬ ‫‪ H   .V‬‬ ‫‪i‬‬ ‫‪.  2x max‬‬ ‫‪  H  i V‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ max‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪x max  2.102 mol  20mmol‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪x max  2.10 mol  20mmol‬‬ ‫إذن المزيج في حالة ستوكيومترية ‪x max  20mmol‬‬

‫ب)‬

‫‪2‬‬

‫‪ t 1‬زمن نصف التفاعل‪ :‬من البيان أو من الجدول مباشرة الن القيمة موجودة وواضحة ومنه ‪t 1  45s‬‬ ‫‪2‬‬

‫ج) تختفي العالمة أوال في التجربة ‪ 2‬الن التركيز االبتدائي من العوامل الحركية‪7‬البيان ‪A‬تجربة ‪ 1‬و البيان ‪ B‬تجربة ‪2‬‬

‫التمرين الثاني‪:‬‬ ‫‪ /I‬الماء األكسيجيني التجاري عبارة عن محلول مائي لـبيرو كسيد الهيدروجين (‪ )H2O2‬يستعمل كمطهر للجروح ‪ ،‬لـ ـ‪H2O2‬‬

‫ثنائيتان ‪ Ox/Red‬هما‪.(O2 (g) / H2O2 (aq) )،(H2O2 (aq) / H2O (aq)) :‬‬

‫يتفكك بيروكسيد الهيدروجين ذاتيا وينمذج هذا التحول بمعادلة التفاعل الكيميائي التالية ‪:‬‬ ‫) ‪) 1 (77777 2H 2 O 2 (aq) = 2H 2 O(l ) + O2( g‬‬

‫هذا التحول الكيميائي بطيئ وتام ويمكن تسريعه باستخدام وسيط مناسب ‪7‬‬

‫‪ -1‬أكتب المعادلتين النصفيتين الداخلتين في التفاعل المنمذج بالمعادلة (‪7)1‬‬ ‫‪ -2‬أكمل جدول تقدم التفاعل‬


‫) ‪2H 2 O 2 (aq) = 2H 2 O(l ) + O2( g‬‬

‫كميات المادة بـ ‪mol‬‬ ‫بكثرة‬

‫التقدم)‪x(t‬‬

‫حالة الجملة‬

‫‪6‬‬

‫ح ‪7‬اإلبتدائية‬

‫بكثرة‬

‫)‪x(t‬‬

‫ح‪7‬اإلنتقالية‬

‫بكثرة‬

‫‪xmax‬‬

‫ح‪7‬النهائية‬

‫) ‪n0 ( H 2 O 2‬‬

‫‪ -.‬أعط تعريفا للوسيط ‪ ،‬وما نوع الوساطة عندما نستخدم شوارد الحديد الثالثية ‪ Fe 3+‬وذلك بإضافة محلول كلور الحديد الثالثي للماء‬ ‫األكسيجيني‪7‬‬ ‫‪ /II‬لدراسة تطور هذا التفاعل عند درجة حرارة ثابة نضيف عند اللحظة ‪ t = 0‬كمية قليلة من أكسيد المنغنيز ‪ MnO2‬و نتابع تغيرات كمية‬ ‫المادة للماء االكسيجيني المتبقي عند لحظات نتحصل على النتائج الممثلة في البيان ) ‪7 [ H 2 O2 ] = f (t‬‬ ‫‪ -1‬عبر عن تقدم التفاعل )𝐭(𝐱 بداللة ) ‪( n ( H 2 O 2‬كمية مادة ‪ H 2 O 2‬في اللحظة ‪ ) t‬و ) ‪7 n0 ( H 2 O 2‬‬ ‫] ‪1 d [ H 2 O2‬‬ ‫‪v vol = - .‬‬ ‫‪ -2‬بين أنه يمكن التعبير عن السرعة الحجمية للتفاعل بالعبارة ‪:‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪dt‬‬


‫‪8‬‬


‫‪ -.‬أحسب السرعة الحجمية في اللحظات ‪ t =0:‬و ‪ ، t = 25 mn‬كيف تتطور؟‬ ‫‪ -4‬ما العامل الحركي الذي لعب دورا في هذا التطور؟‬ ‫‪ -7‬أعط تعريفا لزمن نصف التفاعل ‪7 t1/2‬‬ ‫‪ -0‬بين أنه عند اللحظة ‪ t = t1/2‬أن‪:‬‬

‫‪[ H 2 O2 ]0‬‬ ‫‪2‬‬

‫= ‪[ H 2 O2 ]t 1 / 2‬‬

‫و استنتج قيمته ‪ t1/2‬بيانيا‬

‫حل التمرين الثاني ‪:‬‬ ‫‪ -1‬المعادلتان النصفيتان الداخلتان في التفاعل ‪:‬‬

‫‪+‬‬ ‫)‪ 777777777 H 2 O 2 (aq) + 2H (aq‬م ‪ 7‬ن لإلرجاع‬ ‫) ‪+ 2e - = 2H 2 O(l‬‬

‫‪+‬‬ ‫)‪ 7777777777 H 2 O 2 (aq) = O2( g ) + 2H (aq‬م ‪ 7‬ن لألكسدة‬ ‫‪+ 2e -‬‬

‫‪ -2‬جدول تقدم التفاعل ‪:‬‬ ‫) ‪2H 2 O 2 (aq) = 2H 2 O(l ) + O2( g‬‬

‫كميات المادة بـ ‪mol‬‬

‫التقدم)‪x(t‬‬

‫‪6‬‬

‫بكثرة‬

‫) ‪n0 ( H 2 O 2‬‬

‫)‪x(t‬‬

‫بكثرة‬

‫) ‪n0 ( H 2 O 2 )  2 x (t‬‬

‫)‪x(t‬‬

‫‪n0 ( H 2 O 2 )  2 x (t ) max‬‬

‫‪xmax‬‬

‫‪ xmax‬بكثرة‬ ‫‪-3‬‬

‫معادلة التفاعل‬ ‫حالة الجملة‬

‫‪6‬‬

‫ح ‪7‬اإلبتدائية‬ ‫ح‪7‬اإلنتقالية‬ ‫ح‪7‬النهائية‬

‫الوسيط نوع كيميائي يضاف بكمية قليلة للمزيج التفاعلي كي يسرع التفاعل الكيميائي وال يظهر في المعادلة‪7‬‬ ‫نوع الوساطة متجانسة ألن الوسيط والمتفاعل من طور واحد‪7‬‬ ‫‪/II‬‬

‫‪ -1‬عبارة تقدم التفاعل‪ :‬من جدول التقدم‪n( H 2 O 2 ) = n0 ( H 2 O 2 )  2 x (t ) :‬‬

‫ومنه‬ ‫‪ -2‬عبارة السرعة الحجمية 𝐥𝐨𝐯𝐯 ‪ :‬بإدخال‬

‫𝐝‬ ‫𝐭𝐝‬

‫) ‪n0 ( H 2 O2 )  n( H 2 O2‬‬ ‫‪:‬‬ ‫‪2‬‬

‫= )‪x(t‬‬

‫على طرفي المعادلة السابقة ثم القسمة على حجم المزيج ‪7 V‬‬

‫‪1 d‬‬ ‫) ‪1 d n0 ( H 2 O2 )  n( H 2 O2‬‬ ‫= )‪x(t‬‬ ‫‪V dt‬‬ ‫‪V dt‬‬ ‫‪2‬‬ ‫) ‪1 dx(t ) 1 dn0 ( H 2 O2 ) 1 d n( H 2 O2‬‬ ‫‪1 d H 2 O2 ‬‬ ‫=‬ ‫‪‬‬ ‫=‬‫‪V dt‬‬ ‫‪V‬‬ ‫‪dt‬‬ ‫‪2 dt‬‬ ‫‪V‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪dt‬‬


‫‪9‬‬

‫المجلة األولى‪ :‬المتابعة الزمنية لتحول كيميائي في وسط مائي‬ ‫‪1 d H 2 O2 ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪dt‬‬

‫مجلة‬

‫‪vvol = -‬‬

‫‪d H 2 O2 ‬‬ ‫‪1‬‬ ‫ثم الضرب في‬ ‫‪ -.‬تحسب السرعة الحجمية من ميل المماس للمنحنى عند كل لحظة مطلوبة‬ ‫‪dt‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪-‬‬

‫عند اللحظة ‪:t = 0‬‬

‫‪ -‬عند اللحظة ‪:t = 25 mn‬‬

‫‪:-‬‬

‫‪1 d H 2 O2 ‬‬ ‫‪1  7,5 . 10 2 ‬‬ ‫‪ = 5,14.10 -3 mol/L.mn‬‬ ‫‪= -  ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪dt‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪7,3 ‬‬ ‫‪1 d H 2O2 ‬‬ ‫‪1  3,5 . 102 ‬‬ ‫‪ = 5.10-4 mol/L. mn‬‬ ‫‪= -  ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪dt‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪35,2 ‬‬

‫ملكي‬

‫‪vvol (0) = -‬‬

‫‪vvol (25) = -‬‬

‫نالحظ تناقص السرعة الحجمية للتفاعل مع مرور الزمن ‪7‬‬ ‫‪ -4‬العامل الذي لعب دورا في هذا التناقص هو التركيز المولي لـ ‪ H 2 O2‬حيث تتناقص السرعة الحجمية للتفاعل بتناقص التركيز المولي‬ ‫لـ ‪7 H 2 O2‬‬ ‫‪ -7‬زمن نصف التفاعل هو المدة الزمنية الالزمة ليصل تقدم التفاعل إلى نصف تقدمه النهائي ‪ ،‬وعندما يكون التفاعل تاما فإن التقدم النهائي‬ ‫‪xf‬‬

‫‪x max‬‬ ‫يساوي التقدم األعظمي‪ 7‬عند ‪ t = t1/2‬فإن ‪:‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪x‬‬ ‫) ‪n (H O‬‬ ‫) ‪n (H O‬‬ ‫‪ -0‬من جدول التقدم‪ xmax = 0 2 2 :‬وعندما ‪ t = t1/2‬فإن‪x(t)t1/2 = max = 0 2 2 :‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪2‬‬ ‫) ‪n0 ( H 2 O2 ) n0 ( H 2 O2‬‬ ‫‪(n( H 2 O 2 )) t1/2 = n0 ( H 2 O2 )  2 xt1 / 2 = n0 ( H 2 O2 )  2‬‬ ‫=‬ ‫‪4‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪H 2O2 0‬‬ ‫= ‪ 7 H 2 O2 t1/2‬من البيان ‪t1/2 ≈ 9mn :‬‬ ‫بالقسمة على حجم المزيج ‪: V‬‬ ‫‪2‬‬ ‫=‬

‫= ‪x(t)t1/2‬‬

‫التمرين الثالث‪:‬‬ ‫من أجل دراسة التفاعل بين شوارد البيروكسيد ‪ S 2 O82‬و شوارد اليود ‪7 I ‬‬

‫نمزج في اللحظة ‪ t  0‬حجما قدره ‪ V1  50mL‬من محلول يود البوتاسيوم ‪ K   I  ‬تركيزه ‪ C1  0.1mol / l‬مع حجما‬

‫قدره ‪ V2  50mL‬من محلول لبيروكسوديكبريتات البوتاسيوم ‪  2K   S2O82 ‬تركيزه ‪ C 2‬مجهول ‪7‬‬

‫‪‬‬

‫‪-1‬‬

‫أكتب المعادلتين النصفيتين لألكسدة واإلرجاع ثم استنتج المعادلة اإلجمالية ‪ 7‬تعطى الثنائيات ‪/ SO42 ،  I 2 / I  ‬‬

‫‪-2‬‬

‫مثل جدول تقدم التفاعل ‪7‬‬

‫‪-.‬‬

‫‪S O‬‬

‫‪2‬‬ ‫‪8‬‬

‫‪2‬‬

‫البيان المقابل يمثل تغيرات كمية المادة لشوارد ‪ I ‬بداللة الزمن ‪ ، nI  f t ‬باالعتماد على البيان حدد‪:‬‬ ‫‪‬‬

‫أ‪ 7‬المتفاعل المحدد؟ مع التعليل ‪7‬‬

‫‪6‬‬

‫ب‪ 7‬التقدم األعظمي ‪7 xmax‬‬

‫‪5‬‬

‫‪ -4‬استنتج قيمة التركيز ‪7 C 2‬‬

‫‪4‬‬

‫‪ -7‬عرف زمن نصف التفاعل ‪ t1 / 2‬؟ ثم حدد قيمته بيانيا‪7‬‬

‫‪ -0‬أكتب العالقة بين كمية مادة شوارد اليود ‪ n I‬وتقدم التفاعل ‪7 x‬‬

‫‪3‬‬

‫‪‬‬

‫‪-.‬‬

‫‪2‬‬

‫أ‪ -‬أحسب سرعة اختفاء شوارد اليود ‪ I ‬عند اللحظة ‪t  10 min‬‬

‫‪1‬‬

‫ب‪ -‬استنتج سرعة التفاعل عند نفس اللحظة‪7‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪50‬‬


‫‪45‬‬

‫‪40‬‬

‫‪35‬‬

‫‪30‬‬

‫‪25‬‬

‫‪20‬‬

‫‪15‬‬

‫‪10‬‬

‫‪5‬‬

‫‪0‬‬

‫‪1‬‬


‫‪ -0‬أعد رسم البيان ‪ nI  f t ‬وذلك عند أخذ قيمة التركيز ‪ 7 C1  0.3mol / l‬مع التعليل ؟‬ ‫‪‬‬

‫‪ -9‬أرسم منحنى كمية مادة شوارد ‪ S 2 O82‬بداللة الزمن ‪ nS O  f t ‬مع التعليل‬

‫ملكي‬

‫‪2‬‬ ‫‪2 8‬‬

‫حل التمرين الثالث ‪:‬‬ ‫‪ -1‬المعادلتين النصفيتين والمعادلة اإلجمالية ‪:‬‬ ‫‪S 2O82aq   2e   2SO 42aq ‬‬ ‫‪2I aq   I 2aq   2e ‬‬

‫‪S2O82aq   2Iaq   I 2 aq   2SO42aq ‬‬

‫‪ -2‬جدول تقدم التفاعل ‪7‬‬ ‫معادلة التفاعل‬

‫‪S 2O82aq   2I aq   I aq 2  2SO 42aq ‬‬

‫التقدم‬

‫حالة اجلملة‬

‫‪ mmol‬كمية املادة‬ ‫‪0‬‬

‫‪0‬‬

‫‪n1  C1.V1  5‬‬

‫‪n2‬‬

‫‪0‬‬

‫ح‪ .‬ابتدائية‬

‫‪2x‬‬

‫‪x‬‬

‫‪n1-2x‬‬

‫‪n2-x‬‬

‫‪x‬‬

‫ح‪ .‬انتقالية‬

‫‪xmax‬‬

‫‪xmax‬‬

‫‪n1-2xmax=1‬‬

‫‪n2-xmax‬‬

‫‪xmax =10‬‬

‫ح‪ .‬هنائية‬

‫‪ -3‬البيان المقابل ‪، nI  f t ‬‬ ‫‪‬‬

‫أ‪ -‬المتفاعل المحد شوارد البيروكسيد‬

‫‪S2O82aq ‬‬

‫‪xmax  2mmol x max‬‬ ‫‪7‬‬ ‫ب‪ -‬التقدم األعظمي‬

‫‪-4‬‬

‫استنتج قيمة‬

‫التركيز ‪C2  0,04mol / l 7 C 2‬‬

‫‪n1  2 xmax  1  5  2 xmax  1 ‬‬ ‫‪C2V2  xmax  0  C2  xmax V2  C2  2 50 ‬‬

‫‪-5‬‬

‫زمن نصف التفاعل ‪ : t1 / 2‬الزمن الالزم لبلوغ تقدم التفاعل نصف قيمته العظمى ‪7‬بيانيا‪:‬‬

‫‪-6‬‬

‫أكتب العالقة بين كمية مادة شوارد اليود ‪ n I ‬وتقدم التفاعل ‪nI   5  2 x 7 x‬‬

‫‪n(t1 2 )  2mmol  t1 2  5,5min‬‬ ‫‪-7‬‬

‫أ‪ -‬حسب سرعة إختفاء شوارد اليود ‪ I ‬عند اللحظة‬

‫‪40‬‬ ‫‪ 0, 2 mmol / min‬‬ ‫‪0  20‬‬

‫‪t  10 min‬‬

‫ب‪ -‬استنتج سرعة التفاعل عند نفس اللحظة‪7‬‬ ‫‪v  0,1 mmol / min‬‬

‫‪ ‬‬

‫‪dx‬‬ ‫‪dx‬‬ ‫‪1 dnI ‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ v  v I ‬‬ ‫‪dt‬‬ ‫‪dt‬‬ ‫‪2 dt‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪ 2‬‬

‫‪dnI ‬‬ ‫‪dt‬‬

‫‪‬‬

‫‪dnI ‬‬ ‫‪dt‬‬

‫‪‬‬

‫‪10‬‬

‫‪ ‬‬

‫‪v I‬‬

‫‪nI   5  2 x ‬‬

‫‪ -8‬أعد رسم البيان ‪ nI  f t ‬وذلك عند أخذ قيمة التركيز ‪7 C1  0.3mol / l‬‬ ‫‪‬‬

‫التعليل كلما كان التركيز اكبر كان تواتر االصطدامات الفعالة أكبر و كان التحول أسرع‬ ‫‪-9‬‬

‫أرسم منحنى كمية مادة شوارد ‪ S 2 O82‬بداللة الزمن ‪ 7 nS O  f t ‬مع التعليل‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2 8‬‬

‫‪nS2O82  C2V2  x  2  x nS2O82  2   5  nI   / 2‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ nS O2   nI   1 / 2‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪2 8‬‬ ‫‪x   5  nI   / 2‬‬ ‫‪nI   5  2 x‬‬ ‫‪‬‬


‫‪1‬‬


‫التمرين الرابع‪:‬‬ ‫إن اماهة ‪ - 2‬كلورو‪ -2 -‬ميثيل بروبان هو تفاعل بطيء وتام ‪ 7‬معادلة التفاعل هي‪:‬‬ ‫‪(CH3)3C-OH + H3O+ + Cl-‬‬

‫‪(CH3)3C – Cl + 2H2O‬‬

‫في اللحظة ‪ t = 0‬ندخل كمية ‪ no = 3 ,7.10-3 mol‬من ‪ -2‬كلور ‪ - 2 -‬ميثيل بروبان في بيشر يحتوي على ‪ 150ml‬من‬ ‫الماء المقطر (كمية زائدة) ثم ندخل في المحلول خلية قياس الناقلية في اللحظة ‪ t = 0‬وجدنا الناقلية النوعية للمحلول ‪σo = 0‬‬

‫وفي اللحظة ‪ t= 400s‬وجدنا الناقلية النوعية النهائية ‪ σf = 9,1ms.cm-1‬وبقيت ثابتة بعد ذلك‪7‬‬ ‫‪ -1‬أنشيء جدول التقدم‪7‬‬

‫‪ -2‬حدد قيمة التقدم األعظمي‪7‬‬

‫‪ -.‬نذكر أن الناقلية النوعية لمحلول شاردي تعطى بالعالقة ]‪ σ =∑λi [ Xi‬حيث ]‪ [ Xi‬هي التراكيز المولية لألفراد الكيميائية‬ ‫الشاردية و ‪ λi‬الناقلية النوعية المولية الشاردية لمختلف هذه األفراد‪7‬‬

‫ بين انه يمكن كتابة الناقلية النوعية على الشكل )‪ σ = K . x(t‬وحدد وحدة الثابت ‪ ( 7K‬مالحظة‪ K:‬ليس ثابت الخلية)‪7‬‬‫‪ t n0‬‬ ‫‪ -4‬بين انه في اللحظة ‪ t‬يعطى التقدم بالعالقة‪7‬‬ ‫‪f‬‬

‫‪xt  ‬‬

‫‪ -7‬أ) في اللحظة ‪ t1‬كانت الناقلية النوعية للمزيج ‪ σ1 = 5,1 mS.cm-1‬احسب التقدم )‪x(t1‬‬

‫ب) استنتج كتلة ‪ -2‬كلورو‪ -2 -‬ميثيل بروبان غير المميه عند هذه اللحظة ‪(M = 92,5g /mol).‬‬

‫حل التمرين الرابع ‪:‬‬ ‫‪ /1‬جدول التقدم ‪:‬‬ ‫‪ 2H 2Ol  CH 3 3 C  OH aq  H 3O   Cl ‬‬ ‫الكمية ب ‪mmole‬‬

‫‪aq ‬‬

‫‪CH  C  Cl‬‬


‫‪3 3‬‬

‫التقدم‪x‬‬

‫حالةالجملة‬

‫‪0‬‬

‫‪0‬‬

‫‪0‬‬

‫بزيادة‬

‫‪7.3‬‬

‫‪0‬‬

‫الحالة االبتدائية‬

‫‪x‬‬

‫‪x‬‬

‫‪x‬‬

‫بزيادة‬

‫‪xf‬‬

‫‪xf‬‬

‫‪xf‬‬

‫بزيادة‬

‫‪3.7  x‬‬ ‫‪3.7  x f‬‬

‫‪x‬‬

‫خالل التفاعل‬

‫‪xf‬‬

‫الحالة النهائية‬

‫‪ /2‬من جدول التقدم‬

‫‪ x f  xmax  3.7mmol . 3.7  x f  0‬‬

‫‪/.‬كتابة الناقلية النوعية على الشكل ‪  Kxt ‬‬


‫‪xmax  3.7 10 3 mole‬‬

‫الشوارد المتواجدة هي ‪H 3O  , Cl ‬‬

‫‪1‬‬

‫المجلة األولى‪ :‬المتابعة الزمنية لتحول كيميائي في وسط مائي‬ ‫و منه ‪   H O H 3O   CL Cl  ‬نالحظ ان‬ ‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪3‬‬

‫و منه‬ ‫‪ t n0‬‬ ‫‪ /4‬تبيان ان‬ ‫‪f‬‬

‫‪n0 t ‬‬ ‫و منه‬ ‫‪x f  H O   Cl ‬‬

‫‪‬‬

‫‪ ‬‬

‫‪xt  ‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪H 3O ‬‬

‫‪‬‬

‫‪V‬‬

‫‪ : xt  ‬من (‪ ).‬لدينا‬

‫بالضرب و القسمة على ‪ n0‬يصبح‬

‫‪3‬‬

‫‪ CL .xt ‬‬

‫‪H O   Cl   Vx‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪n0 t V‬‬ ‫‪n0 H O   Cl ‬‬

‫و لدينا ‪ ‬‬ ‫‪3‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪ t  ‬‬

‫‪ t V‬‬ ‫‪H O  Cl‬‬ ‫‪3‬‬

‫‪‬‬

‫حيث ‪‬‬

‫‪ CL . x f‬‬

‫‪3‬‬

‫‪ CL‬‬

‫‪H 3O ‬‬

‫‪‬‬

‫‪V‬‬

‫‪K‬‬

‫ملكي‬

‫‪xt  ‬‬

‫‪ xt  ‬حيث‬ ‫‪H 3O ‬‬

‫مجلة‬

‫‪‬‬

‫‪x   nV‬‬

‫‪0‬‬

‫‪f‬‬

‫‪  f ‬و منه‬

‫‪n0 t ‬‬

‫‪f‬‬

‫‪xt  ‬‬

‫‪5.1‬‬ ‫‪ 2.07 10 3 mole‬‬ ‫‪ /7‬ايجاد ‪ xt ‬في اللحظة ‪t1‬‬ ‫‪9.1‬‬ ‫‪m‬‬ ‫*كتلة الحمض ‪ m  M .n(t1 ) :‬‬ ‫‪m  92.5  2.07 103  0.192 g n1  xt1  ‬‬ ‫‪M‬‬ ‫‪xt1   3.7 10 3.‬‬

‫و منه ‪xt1   2.07 10 3 mole‬‬

‫التمرين الخامس‪:‬‬

‫يسمى المحلول المائي لبروكسيد الهيدروجين ‪ " H2O2‬الماء األكسيجيني" وهو عديم اللون‪ 7‬يلعب ‪ H2O2‬في بعض التفاعالت‬ ‫الكيميائية دور المؤكسد وفي أخرى دور المرجع ‪ ،‬فهو يشارك في الثنائيتين مر‪/‬مؤ التاليتين ‪O2/H2O2 ، H2O2/H2O :‬‬

‫لدينا معادالت التفاعالت المنمذجة لتحوالت كيميائية ‪:‬‬ ‫)‪H2O2(aq) + 2I-(aq) + 2H+(aq) = I2(aq) + 2H2O(l‬‬ ‫‪2+‬‬ ‫‪+‬‬ ‫‪5H2O2(aq) + 2MnO−‬‬ ‫)‪(aq) + 5O2(g) + 8H2O(l‬‬ ‫‪4 (aq) + 6H (aq) = 2Mn‬‬ ‫)‪2H2O2(aq) = O2(g) + 2H2O(l‬‬

‫أ ‪ /‬التفاعالن ‪ 2 ، 1‬يتمان في وسط حامضي ‪ ،‬أما التفاعل ‪ .‬يتسرع بوجود شوارد الحديد الثالثية )‪ Fe3+(aq‬التي تلعب دور‬ ‫وسيط ‪ 7‬مانوع الوساطة في التفاعل ‪ .‬؟ ‪ 7‬وهل الشوارد )‪ H+ (aq‬في التفاعلين ‪ 2 ، 1‬لعبت دور وسيط ؟‬

‫ب‪ /‬ماالدور الذي لعبه )‪ ( H2O2(aq‬مؤكسد أم مرجع ) في التفاعالت السابقة ؟ مع التعليل ‪7‬‬ ‫جـ ) لغرض متابعة كمية اليود الناتجة عن التفاعل الكيميائي رقم ‪1‬‬

‫نشكل عند اللحظة ‪t = 0‬‬

‫مزيجا مؤلفا من المحاليل التالية ‪:‬‬

‫‪ -‬محلول ‪ H2O2‬حجمه ‪ ،V1 = 40mL‬تركيزه المولي بـ ‪C1 = 2,0.10-1mol/L H2O2‬‬

‫‪ -‬محلول )‪ ( K+ +I-‬حجمه ‪ ، V2 = 50mL‬تركيزه المولي بشوارد ‪C2 = 1,0.10-1mol/L : I-‬‬

‫‪ -‬محلول حمض الكبريت حجمه ‪ ، V3 = 10mL‬تركيزه المولي بشوارد ‪C3 = 1,0 mol/L : H+‬‬

‫عند اللحظة ‪ t = 5min‬نضيف للمزيج حجما ‪ V4 = 100mL‬من بارد جدا ونعاير اليود الناتج بواسطة محلول تيوكبريتات‬ ‫‪ ، C = 2,0 .10-1mol/L : S2 O2−‬حجم التكافؤ ‪7VE = 20mL‬‬ ‫الصوديوم تركيزه المولي بشوارد ‪3‬‬ ‫‪ -1‬ما سبب إضافة الماء البارد للمزيج التفاعلي ؟ ما العوامل الحركية التي لعبت دورا في هذا ؟‬

‫‪2−‬‬ ‫‪7 S4 O2−‬‬ ‫‪ -2‬أكتب معادلة تفاعل المعايرة تعطى الثنائيتان المشركتان مر‪ /‬مؤ ‪، I2 / I- :‬‬ ‫‪6 /S2 O3‬‬

‫‪ -7‬أحسب عند اللحظة ‪ t = 5min‬كمية المادة في المزيج لكل من ‪. H+ ، H2O2 ، I- ، I2 :‬‬ ‫‪ -4‬أحسب السرعة المتوسطة لتشكل اليود ‪ I2‬خالل المدة الزمنية السابقة‪7‬‬


‫‪1‬‬


‫حل التمرين الخامس‬

‫ملكي‬

‫أ‪ /‬نوع الوساطة في التفاعل الكيميائي ‪ :.‬متجانسة‪7‬‬

‫الشوارد ‪ H+‬ليست وسيطا ألن الوسيط ال يكتب في المعادلة ‪7‬‬ ‫ب‪ /‬التفاعل ‪ H2O2 : 1‬مؤكسـِد ألنه تفاعل مع المرجع ‪I-‬‬

‫‪2 I –(aq) = I2(aq) +2é‬‬ ‫)‪H2O2(aq) +2H+(aq)+2é =2H2O(l‬‬

‫التفاعل ‪ H2O2 :2‬مرجـِع ألنه تفاعل‬

‫مع المؤكسد ‪.MnO4-‬‬

‫)‪MnO4- (aq)+8H+(aq)+5é= Mn2++4H2O(l‬‬ ‫‪H2O2(aq) = O2(g) +2H+(aq)+2é‬‬

‫التفاعل‪ 3:‬دور مؤكسد ومرجع‪7‬‬

‫)‪H2O2(aq) +2H+(aq)+2é =2H2O(l‬‬ ‫‪H2O2(aq) = O2(g) +2H+(aq)+2é‬‬

‫مالحظة فقط ‪:‬يمكن في التعليل ذكر الثنائيات مر‪ /‬مؤ ‪7‬‬

‫جـ ‪/‬‬

‫‪ -1‬سبب إضافة الماء البارد توقيف التفاعل ‪7‬‬

‫العامالن الحركيان هما ‪ :‬تراكيز المتفاعالت درجة الحرارة‬

‫عملية تخفيف‪ ،‬وتبريد ( ‪) trempe‬‬ ‫‪ -2‬معادلة تفاعل المعايرة‪:‬‬ ‫م ن لإلرجاع‬

‫)‪= 2 I –(aq‬‬

‫م ن لألكسدة ‪2‬‬

‫‪-3‬‬

‫عدد موالت ‪: I2‬‬

‫‪I2(aq) +2é‬‬

‫‪S2O32-(aq) = S4O62-(aq) + 2é‬‬ ‫)‪I2(aq) + 2S2O32-(aq) = 2 I –(aq) + S4O62-(aq‬‬

‫حسب معادلة تفاعل المعايرة ‪:‬‬

‫)‪1mol (I2 ) → 2mol (S2O32-‬‬ ‫‪n (I2) → C VE‬‬ ‫𝐄𝐕‪𝐂 .‬‬

‫ومنه ‪:‬‬

‫𝟐‬

‫‪= 2.10-3 mol‬‬

‫= )‪n (I2‬‬

‫‪2.10−1 .20.10−3‬‬ ‫‪2‬‬

‫= )‪n (I2‬‬

‫جدول التقدم ‪ :‬التفاعل ‪ 1‬كميات المادة مقدرة بـ ‪mol‬‬ ‫)‪H2O2(aq) + 2I-(aq) + 2H+(aq) = I2(aq) + 2H2O(l‬‬ ‫بكثرة‬ ‫بكثرة‬

‫‪0‬‬ ‫‪xf‬‬

‫‪C3V3‬‬

‫‪C2V2‬‬

‫‪C1V1‬‬

‫‪C1V1 -xf C2V2 -2xf C3V3 -2xf‬‬

‫‪t =0‬‬ ‫‪t=5min‬‬

‫عدد موالت ‪: I-‬‬

‫‪xf = n(I2) = 2.10-3 mol‬‬ ‫‪n(I-) = C2V2 – 2xf‬‬


‫‪1‬‬


‫‪n(I-) = 0,1.50.10-3 – 2.2.10-3 =10-3 mol‬‬ ‫عدد موالت ‪: H2O2‬‬ ‫‪n( H2O2) = C1V1- xf‬‬ ‫‪n( H2O2) =2.10-1.40.10 -3- 2.10-3= 6.10-3 mol‬‬ ‫عدد موالت ‪: H+‬‬ ‫‪n(H+) = C3V3 – 2xf‬‬ ‫‪n(H+) =1 .10.10-3 – 2.2.10-3 =6 .10-3 mol‬‬ ‫‪ -4‬السرعة املتوسطة‪= 4.10 -4 mol/min :‬‬

‫‪2.10−3‬‬ ‫‪5‬‬

‫=‬

‫) ‪∆ n( I2‬‬ ‫‪∆t‬‬

‫ملكي‬

‫= ‪vmoy‬‬

‫التمرين السادس‪:‬‬ ‫نمزج في اللحظة ‪ t=0‬حجما ‪ V1=100ml‬من محلول ليود البوتاسيوم ))‪ (K+(aq)+ I-(aq‬تركيزه المولي ‪ C1‬م ــع حجم ‪ V2‬من‬

‫الماء االوكسيجيني ‪ H2O2‬تركيزه المولي ‪.C2=0.3mol/L‬‬

‫متابعة تغيرات كمية المادة للمتفاعالت )‪ nt(H2O2‬و)‪ nt (I-‬في الوسط التفاعلي في لحظات زمنية مختلفة مكنتنا من الحصول‬

‫على المنحنيين ( ‪ nt (H2O2 )= f (t‬و )‪ nt (I-) = g(t‬الممثلين في الوثيقة ‪71‬‬

‫‪ / 1‬اكتب معادلة التفاعل المنمذجة للتحول الكيميائي الحاصل علما أن الثنائيتين )‪ (ox/red‬المشاركتين في التفاعل‬ ‫هما‪:‬‬

‫))‪) (H2O2(aq)/H2O(l‬‬

‫و)‪. (I2(aq)I-(aq‬‬

‫‪ /2‬انشئ جدوال لتقدم التفاعل‪7‬‬ ‫‪ /3‬اعتمادا على البيان و جدول التقدم ‪7‬‬ ‫أ‪ /‬استنتج المتفاعل المحد‪7‬‬ ‫ب‪ /‬انسب لكل منحنى البيان الموافق من بين البيانين ‪ 1‬و‪7 2‬‬ ‫جـ‪ /‬احسب كل من ‪ C1‬و ‪7V2‬‬ ‫د‪ /‬اكمل رسم البيان ‪71‬‬ ‫‪ /4‬أ ‪/‬عرف السرعة الحجمية للتفاعل ‪ vvol‬في اللحظة ‪7t‬‬ ‫ب‪/‬بين ان عبارتها تكتب على الشكل‪:‬‬ ‫* ‪ -‬أحسب قيمتها عند ‪7 t  0‬‬ ‫جـ‪ /‬عرف زمن نصف التفاعل ‪t1/2‬و أحسب قيمته‪7‬‬


‫‪1‬‬


‫حل التمرين السادس‪:‬‬

‫ملكي‬

‫‪ – 1‬معادلة التفاعل ‪:‬‬

‫‪2I   I 2  2e ‬‬

‫‪H 2 O2  2H   2e   2H 2 O‬‬ ‫‪H 2 O2  2I   2H   2H 2 O  I 2‬‬

‫‪ – 2‬جدول التقدم ‪:‬‬ ‫املعادلة‬

‫‪H 2 O2  2I   2H   2H 2 O  I 2‬‬ ‫كمية املادة ب ـ ـ ‪mol‬‬

‫‪ ‬‬ ‫‪n H   2 x‬‬ ‫‪n H   2 x‬‬

‫‪0‬‬

‫بوفرة‬

‫‪n0 H ‬‬

‫‪x‬‬

‫بوفرة‬

‫‪‬‬

‫‪xf‬‬

‫بوفرة‬

‫‪0‬‬

‫‪ ‬‬ ‫‪n I   2 x‬‬ ‫‪n0 I ‬‬ ‫‪‬‬

‫‪0‬‬

‫‪f‬‬

‫‪ – .‬أ ) المتفاعل المحد ‪:‬‬

‫‪   2x‬‬ ‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪0‬‬

‫‪n0 H 2O2 ‬‬

‫‪f‬‬

‫‪n0 I‬‬

‫التقدم‬


‫‪0‬‬


‫‪x‬‬

‫الحالة االنتقالية‬

‫‪n0 H 2 O2   x‬‬ ‫‪n 0  H 2 O2   x f‬‬


‫‪xf‬‬

‫‪ ‬‬

‫من البيانين نالحظ أن ‪n0 I   n0 H 2 O2   6  10 2 mol‬‬

‫‪ ‬‬

‫‪n 0 H 2 O2  n 0 I ‬‬ ‫و نالحظ أيضا أن ‪:‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫ب ) البيان (‪ )2‬يوافق‪ nt I  :‬ألنه ينتهي كليا‬

‫و منه المتفاعل المحد هو ‪7 I   :‬‬

‫البيان (‪ )1‬يوافق‪ nt H 2 O2  :‬ألنه بزيادة‬

‫جـ ) حساب كل من ‪ C1‬و ‪V 2‬‬

‫‪ ‬‬

‫‪n0 I ‬‬ ‫‪6  10 2‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ C1  6  10 1 mol / L‬‬ ‫‪V1‬‬ ‫‪0.1‬‬

‫‪ ‬‬

‫‪n0 I   C1  V1  C1 ‬‬

‫‪n0 H 2 O2  6  10 2‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ V2  2  10 1  200mL‬‬ ‫‪C2‬‬ ‫‪0.3‬‬

‫‪n 0 H 2 O2   C 2  V 2  V 2 ‬‬

‫د – إكمال الرسم‬ ‫‪1 dx‬‬ ‫‪ – 4‬أ ) السرعة الحجمية للتفاعل ‪ :‬هي سرعة التفاعل في وحدة الحجوم ‪.‬‬ ‫‪V dt‬‬ ‫‪n I   nt I ‬‬ ‫‪x 0‬‬ ‫نشتق بالنسبة للزمن فنجد ‪:‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1 dnt I ‬‬ ‫‪v vol  ‬‬ ‫‪.‬‬ ‫ب ) من جدول التقدم نجد أن ‪:‬‬ ‫‪2.V‬‬ ‫‪dt‬‬

‫‪ ‬‬

‫‪v vol ‬‬

‫‪ ‬‬

‫‪ ‬‬

‫قيمتها عند ‪: t  0‬‬

‫‪ ‬‬

‫‪1 nt I ‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪ 6  10 2‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ vvol  10  2 mol / L. min‬‬ ‫‪2.V‬‬ ‫‪t‬‬ ‫‪2  0.3‬‬ ‫‪10‬‬

‫‪vvol  ‬‬

‫جـ ) زمن نصف التفاعل ‪ :‬هو الزمن الالزم لبلوغ التفاعل نصف تقدمه النهائي أو األعظمي ‪7‬‬

‫‪ ‬‬

‫‪n0 I ‬‬ ‫قيمته بيانيا ‪ 3  10  2 mol :‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪nt 1 ‬‬ ‫‪2‬‬


‫‪x max‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪t  t1  x ‬‬ ‫‪2‬‬

‫باإلسقاط على محور الزمن ‪t 1  7.5 min‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪1‬‬


‫التمرين السابع‪:‬‬

‫عند دراسة تركيب الغالف الجوي و تلوث الهواء نالحظ أنه من بين الغازات الملوثة للجو غاز ثانـ ــي أكســيد الكبريت ‪ SO2‬حيث ترتفع‬

‫نسبته بسبب محركات الدييزل ‪ ،‬مصانع حمض الكبريت ‪ ،‬محطات إنتاج الكهرباء ‪ 7777‬ويتشكل عندما تتأكسد الشوائب المحتواة‬ ‫‪3‬‬ ‫على الكبريت بواسطة أكسجين الهواء و يكون ملوثا إذا تجــاوزت كمية ‪ SO2‬المقدار ‪ 20g‬لكل ‪ 1m‬من الهواء ‪7‬‬

‫يعطى ( ‪7 ) M S  32 g / mol, M O  16 g / mol‬‬

‫لمعرفة مدى تلوث هواء مدينة نحل ‪ 2m3‬من الهواء في ‪ 250mL‬من الماء المقطر‪ ،‬بحيث يتحلل ‪ SO2‬فـ ــي الماء فنحصل على‬

‫محلول مائي ‪ 7 S ‬ثم نعاير المحلول ‪ S ‬بواسطة محلول ‪ S0 ‬لبرمنغنات البوتاسي ـ ــوم ‪ K   MnO4  aq‬تركيزه المولي ‪:‬‬ ‫‪7 C0  104 mol / L‬‬

‫‪ – 1‬لماذا نختار عملية المعايرة ؟‬

‫‪ -2‬ننمذج التفاعل الحادث في المعايرة بالمعادلة ‪2MnO4  5SO2  2H 2O  4H   5SO4  2Mn2 :‬‬ ‫‪‬‬

‫‪2‬‬

‫‪ /‬أ– متى نصل نقطة التكافؤ ‪7‬‬

‫‪ /‬ب – اعتمادا على جدول التقدم ‪ ،‬بين أنه عند التكافؤ لدينا ‪7 5nMnO4   2nSO2  :‬‬

‫‪ /‬جـ ‪ -‬استنتج كمية مادة ثاني أكسيد الكبريت في المحلول ‪ S ‬علم ــا أن حج ــم البرمنغن ــات الالزم للتكافؤ ‪Veq  8.8mL :‬‬

‫‪ – .‬أوجد كتلة غاز ‪ SO2‬في ‪ 1m3‬من الهواء ‪ 7‬هل يعتبر جو المدينة ملوثا حسب المقياس السابق‬

‫حل التمرين السابع‪:‬‬ ‫‪ – 1‬نختار عملية المعاير ة من أجل تعيين كمية المادة للنوع الكيميائي المجهول ‪7‬‬ ‫‪ – 2‬أ ) نصل نقطة التكافؤ عندما يتغير اللون ‪7‬‬ ‫ب ) جدول التقدم ‪:‬‬

‫‪2‬‬

‫المعادلة‬

‫‪‬‬

‫‪2MnO4  5SO2  2H 2O  4H   5SO4  2Mn2‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪2 xeq‬‬

‫‪n2 SO2 ‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪5 xeq‬‬

‫‪‬‬

‫عند التكافؤ لدينا ‪:‬‬ ‫و‬

‫‪n2  5 xeq‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫التقدم‬

‫‪‬‬

‫‪n1 MnO4‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪xeq‬‬

‫‪n1  2 xeq‬‬

‫‪‬‬

‫حالة الجملة‬ ‫الحالة االبتدائية‬ ‫حالة التكافؤ‬

‫‪‬‬

‫‪n MnO4‬‬ ‫‪n MnO4  2 xeq  0  xeq ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪nSO2 ‬‬ ‫‪nSO2   5xeq  0  xeq ‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪‬‬ ‫و منه ‪ 1 5n MnO4  2nSO2  :‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫جـ ) كمية مادة ثاني أكسيد الكبريت الموجودة في المحلول ‪: S ‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬ ‫‪5 xC0 xVeq‬‬ ‫‪5n MnO4‬‬ ‫من العالقة ‪ 1‬نجد ‪:‬‬ ‫‪nSO2  ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪5 x1048.8 x103‬‬ ‫‪nSO2  ‬‬ ‫و منه ‪ nSO2   22 x10 7 mol :‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪ – .‬كتلة ‪ SO2‬في ‪ 1m3‬من الهواء ‪:‬‬


‫‪1‬‬

‫المجلة األولى‪ :‬المتابعة الزمنية لتحول كيميائي في وسط مائي‬ ‫لدينا ‪:‬‬

‫مجلة‬

‫‪22 x107 mol  2m3‬‬

‫ملكي‬

‫‪n  1m3‬‬ ‫و منه ‪n  11x107 mol :‬‬

‫إذن كتلة ‪ SO2‬في ‪ 1m3‬هي ‪mSO2   nxM SO2 :‬‬

‫و منه ‪mSO2   11x107 x64  70.4 x106 g  70.4g :‬‬

‫و عليه يعتبر هواء المدينة ملوثا حسب المقياس المعطى ألن الكتلة تفوق ‪7 20g‬‬

‫التمرين الثامن‪:‬‬

‫يتفاعل محلول حمض كلور الهيدروجين مع الزنك وفق المعادلة التالية ‪:‬‬

‫)‪Zn (s) +2H+(aq) = Zn2+(aq) +H2(g‬‬

‫في اللحظة ‪ t = 0‬نضع كتلة ‪ m = 1 g‬من الزنك في حوجلة و نضيف لها حجما ‪ V = 40 ml‬من محلول حمض كلور‬

‫الهيدروجين تركيزه المولي ‪ ,C = 0.5 mol/l‬ولمتابعة تطور التفاعل الكيميائي الحادث نقيس حجم غاز الهيدروجين ‪ VH2‬المنطلق‬ ‫في الشروط التجريبية حيث الحجم المولي ‪ ,Vm = 25 l/mol‬فتحصلنا على النتائج التالية ‪:‬‬ ‫‪350‬‬

‫‪500‬‬

‫‪400‬‬

‫‪700‬‬

‫‪250‬‬

‫‪200‬‬

‫‪150‬‬

‫‪100‬‬

‫‪50‬‬

‫‪0‬‬

‫)‪t (s‬‬

‫‪200‬‬

‫‪130‬‬

‫‪154‬‬

‫‪172‬‬

‫‪120‬‬

‫‪104‬‬

‫‪68‬‬

‫‪84‬‬

‫‪78‬‬

‫‪0‬‬

‫)‪v (ml‬‬

‫‪ -1‬ما هي نواتج هذا التفاعل ؟‬

‫دون هذه النتائج في جدول ‪7‬‬ ‫‪ -2‬احسب في كل لحظة ‪ t‬كمية المادة ‪ nH2‬للهيدروجين و ّ‬ ‫‪ -3‬احسب كميات المادة االبتدائية للمتفاعالت ‪7‬‬

‫‪ -4‬أنجز جدوال لتقدم التفاعل واستنتج العالقة بين التقدم ‪ x‬و‬

‫‪7nH2‬‬

‫‪ -5‬ارسم البيان )‪ (7 x = f(t‬استعمل مقياس الرسم ‪)1cm→1mmol ,1cm→50s‬‬

‫‪ -6‬ما هي قيمة السرعة الحجمية للتفاعل في اللحظات ‪ t = 50 s‬و ‪ t = 400s‬؟ ما ذا تالحظ ؟ برر ذلك ‪7‬‬ ‫‪ -7‬إذا كان التفاعل تاما فأوجد‬ ‫أ ـ المتفاعل المحد‬

‫ب ـ التقدم األعظمي ‪7 xmax‬‬ ‫تعطى ‪M(Zn) = 65.4 g/mol‬‬

‫ج ـ زمن نصف التفاعل ‪7t1/2‬‬

‫حل التمرين الثامن‪:‬‬ ‫‪ -1‬نواتج هذا التفاعل هي ‪ :‬شوارد الزنك الثنائية ‪ Zn2+(aq‬و غاز الهيدروجين )‪ H2(g‬و الماء (‪7 H2O)l‬‬

‫تدوين هذه النتائج في جدول‪ :‬لدينا ‪nH2= VH2 / Vm‬‬ ‫‪ -2‬حساب في كل لحظة ‪ t‬كمية المادة ‪ nH2‬للهيدروجين و ّ‬

‫فنحصل على النتائج التالية‬

‫‪50‬‬

‫‪0‬‬

‫‪350‬‬

‫‪500‬‬

‫‪400‬‬

‫‪700‬‬

‫‪250‬‬

‫‪200‬‬

‫‪150‬‬

‫‪100‬‬

‫‪6‬‬

‫‪8.6‬‬

‫‪8.18‬‬

‫‪5.26‬‬

‫‪4.6‬‬

‫‪4.18‬‬

‫‪7.44‬‬

‫‪0 1.44 2.58‬‬

‫)‪t (s‬‬ ‫‪nH2mmol‬‬

‫‪ -.‬حساب كميات المادة اإلبتدائية للمتفاعالت ‪n (H+) = C.V = 0.5. 40 = 2.10-2 mol :‬‬ ‫‪n (Zn)= 1/65.4 = 1.53 10-2 mol‬‬


‫‪1‬‬


‫‪ -4‬انجاز جدول لتقدم التفاعل واستنتاج العالقة بين التقدم ‪ x‬و ‪nH2‬‬

‫جدول تقدم التفاعل‬

‫)‪+ H2(g‬‬

‫)‪→ Zn2+(aq‬‬

‫)‪2H+(aq‬‬

‫‪Zn (s) +‬‬


‫‪n (Zn2+) mol‬‬

‫‪n (H+) mol‬‬

‫‪n(Zn) mol‬‬


‫‪0‬‬

‫‪2 10-2‬‬

‫‪1.53 10-2‬‬

‫ابتدائية‬

‫‪x‬‬

‫‪2 10-2 -2x‬‬

‫‪1.53 10-2-x‬‬

‫وسطية‬

‫‪xf‬‬

‫‪2 10-2 -2 xf‬‬

‫‪1.53 10-2-xf‬‬

‫هنائية‬

‫ملكي‬

‫العالقة بين التقدم ‪ x‬و ‪ :nH2‬نالحظ من خالل جدول تقدم التفاعل أن‪nH2 = x :‬‬

‫‪ -7‬أرسم البيان )‪ (7 x = f(t‬باستعمال مقياس الرسم ‪)1cm→1mmol ,1cm→50s‬‬ ‫‪ -0‬قيمة السرعة الحجمية للتفاعل في اللحظات‬

‫‪v = 5.66 10-4 mol/l.s : t = 50 s‬‬ ‫‪v = 1.95 10-4 mol/l.s t = 400s‬‬

‫نالحظ أن السرعة الحجمية للتفاعل تناقصت وذلك لتناقص تركيز المتفاعالت‬

‫‪ -.‬إذا كان التفاعل تاما ( ‪ )Xmax = Xf‬فإن ‪ 1.53 10-2-xf = 0:‬أو ‪2 10-2 -2 xf = 0‬‬

‫هذا يعني أن ‪Xmax= 1.53 10-2 mol‬‬

‫‪ Xmax = 1.0 10-2 mol‬وقيمة ‪Xmax‬التي تحقق المتراجحتين ‪Xmax≥ 0‬‬

‫‪ Xmax = 1.0 10-2 mol‬إذا المتفاعل المحد هو شوارد ‪H+‬‬

‫أما زمن نصف التفاعل فهو الزمن الموافق ل ‪X = Xmax/2 = 5. 10-3 mol :‬‬

‫و بعد رسم المنحنى نجده حوالي‪:‬‬

‫‪t1/2= 270 s‬‬

‫التمرين التاسع‪:‬‬ ‫في اللحظة ‪ ، t  0‬نمزج حجما ‪ V1  500 mL‬من من محلول ‪ S1‬لبيروكسو ديكبريتات البوتاسيوم‬

‫) ) ‪ (2K  ( aq )  S2 O82 ( aq‬ذي التركيز المولي ‪ c1  1,5 10 2 mol / L‬مع حجم ‪ V2  500 mL‬من محلول ‪S 2‬‬

‫ليود البوتاسيوم ) ) ‪ (K  ( aq )  I  ( aq‬ذي التركيز المولي ‪7 c 2‬‬

‫في لحظات مختلفة ‪ ،‬نقوم بأخذ أجزاء متساوية من المزيج و نبردها بوضعها في الجليد الذائب ‪ 7‬نعاير ثنائي اليود المتشكل خالل‬

‫التحول الكيميائي ‪ ،‬ثم نرسم المنحنى الذي يمثل تغيرات التركيز المولي ] ) ‪ [I 2 ( aq‬بداللة الزمن ‪7‬‬ ‫‪ -1‬لماذا نبرد األجزاء في الجليد ؟‬

‫‪ -2‬ما هي الثنائية )‪ (Ox / Re d‬الداخلة في التفاعل‬ ‫المدروس‪7‬‬

‫‪ -.‬ما هو النوع الكيميائي المرجع ؟ علل ‪7‬‬

‫‪ -4‬ما هو النوع الكيميائي المؤكسد ؟ علل ‪7‬‬

‫‪ -7‬أكتب معادلة تفاعل األكسدة ارجاع الحادث ‪7‬‬ ‫‪ -0‬عين كميات المادة اإلبتدائية للمتفاعالت ‪7‬‬


‫‪1‬‬

‫المجلة األولى‪ :‬المتابعة الزمنية لتحول كيميائي في وسط مائي‬ ‫مجلة بها‬ ‫‪ -.‬أنجز جدوال لتقدم التفاعل و بين أن البيان الممثل لتغيرات تقدم التفاعل ‪ x‬بداللة الزمن يتطور بنفس الطريقة التي يتطور‬

‫ملكي‬

‫البيان ) ‪ [I 2( aq ) ]  f ( t‬الممثل في الشكل‪7‬‬ ‫‪ -0‬أحسب السرعة الحجمية للتفاعل المدروس في اللحظة ‪7 t  25 mn‬‬ ‫‪ -9‬عين التركيز المولي النهائي لثنائي اليود ] ) ‪ ، [I 2 ( aq‬ثم استنتج المتفاعل المحد ‪7‬‬ ‫‪-16‬‬

‫عرف زمن نصف التفاعل ‪ t 1‬و عين قيمته‪7‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪ -11‬أحسب التركيز المولي ‪ c 2‬لمحلول يود البوتاسيوم ‪7‬‬

‫حل التمرين التاسع‪:‬‬ ‫‪ -1‬نبرد األجزاء في الجليد لنوقف التفاعل‪ ،‬و بالتالي يمكن تعيين كمية مادة اليود المتشكلة في كل لحظة ‪7‬‬ ‫‪ -2‬الثنائية )‪ (Ox / Re d‬الداخلة في التفاعل المدروس‬

‫المتفاعالت هي ‪ :‬شوارد البيروكسو دي كبريتات ) ‪ S2 O82 ( aq‬و شوارد اليود ) ‪ I  ( aq‬حيث ‪:‬‬ ‫) ‪ S2 O82 ( aq )  2 e   2 SO24 ( aq‬و منه الثنائية الموافقة هي ‪7 (S2 O82 ( aq ) / SO 24 ( aq ) ) :‬‬ ‫‪ 2 I  ( aq )  I 2 ( aq )  2 e ‬و منه الثنائية الموافقة هي ‪7 (I 2 ( aq ) / I  ( aq ) ) :‬‬ ‫‪ -.‬النوع الكيميائي المرجع هو ) ‪ S2 O82 ( aq‬ألنه اكتسب الكترونات ‪7‬‬ ‫‪ -4‬النوع الكيميائي المؤكسد هو ) ‪ I  ( aq‬ألنه فقد الكترونات‪7‬‬ ‫‪ -7‬معادلة تفاعل األكسدة ارجاع الحادث ‪7‬‬ ‫بجمع المعادلتين السابقتين ينتج ‪:‬‬

‫) ‪S2 O82 ( aq )  2 I  ( aq )  2 SO24 ( aq )  I 2 ( aq‬‬

‫‪ -0‬كميات المادة اإلبتدائية للمتفاعالت ‪7‬‬ ‫‪ c1  V1  7,5  10 3 mol‬‬ ‫‪ c 2  V2  0,5  c 2 mol‬‬

‫‪2‬‬ ‫‪8 ( aq ) ) i‬‬

‫‪( aq ) ) i‬‬

‫‪‬‬

‫‪n (S O‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪n (I‬‬

‫‪ -.‬جدول تقدم التفاعل‬

‫نبين أن البيان الممثل لتغيرات تقدم التفاعل ‪ x‬بداللة الزمن يتطور بنفس الطريقة التي يتطور بها البيان ) ‪ [ I 2( aq) ]  f (t‬الممثل في‬ ‫الشكل‪ 7‬نالحظ من جدول تقدم التفاعل أن‪ n( I ) (t )  x(t ) :‬و من جهة أخرى‬

‫) ‪n( I 2 ) (t‬‬

‫‪[ I 2 ( aq) ] ‬‬

‫‪V‬‬ ‫إذن ‪ [ I 2 ( aq) ] :‬و ) ‪ x(t‬يتناسبان طرديا و منه البيان ) ‪ [ I 2 ( aq) ]  f (t‬و البيان ) ‪ x(t )  g (t‬يتطوران بنفس الطريقة مع الزمن‬ ‫‪2‬‬

‫‪ -0‬حساب السرعة الحجمية للتفاعل المدروس في اللحظة ‪7 t  25 mn‬‬

‫) ‪1 d x(t ) d ( x(t ) / V ) d [ I 2 ](t‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪V‬‬ ‫‪dt‬‬ ‫‪dt‬‬ ‫‪dt‬‬

‫‪ (t ) ‬‬

‫و منه فالسرعة عند اللحظة ‪ t  25 mn‬هي ميل المماس للمنحني في النقطة الموافقة لهذه اللحظة ‪7‬‬ ‫األستاذ ملكي علي والية تبسة (‪)6..67.0700770‬‬

‫‪2‬‬

‫المجلة األولى‪ :‬المتابعة الزمنية لتحول كيميائي في وسط مائي‬ ‫‪ (25 min)  1,1mmol  L1  min 1‬‬

‫مجلة‬

‫‪ -9‬التركيز المولي النهائي لثنائي اليود ] ) ‪ [I 2 ( aq‬من المنحنى البياني نجد ‪[I 2( aq ) ]f  6 mmol / L :‬‬

‫ملكي‬

‫استنتاج المتفاعل المحد لدينا ‪x f  [I 2( aq ) ]f  V  6  10 3  1  6  10 3 mol :‬‬

‫و من جهة أخرى ‪ 7,5  10 3 mol :‬‬

‫‪2‬‬ ‫‪8 ( aq ) ) i‬‬

‫‪n (S O‬‬ ‫‪2‬‬

‫نالحظ أن كمية ) ‪ S2 O82 ( aq‬اإلبتدائية أكبر من ‪ x f‬إذن المتفاعل المحد هو شوارد ) ‪7 I  ( aq‬‬ ‫‪ -11‬تعريف زمن نصف التفاعل ‪ t 1‬هو المدة الزمنية التي يبلغ فيها التفاعل نصف تقدمه النهائي‬ ‫‪2‬‬

‫‪[ I 2 ]f‬‬ ‫من البيان‪ :‬اللحظة الموافقة لـ‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪ -11‬حساب التركيز المولي ‪ c 2‬لمحلول يود البوتاسيوم بما أن‬ ‫هي‪7 t 1  17 min :‬‬

‫) ‪ I  ( aq‬هو المتفاعل المحد فإن ‪:‬‬ ‫‪0,5  c 2  2  x f  0‬‬ ‫‪2  x f 2  6  10 3‬‬ ‫‪c2 ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ 2,4  10 2 mol / L‬‬ ‫‪0,5‬‬ ‫‪0,5‬‬

‫التمرين العاشر ‪:‬‬

‫‪ -I‬محلول الماء األكسوجيني ( ‪ ) H2O2‬تركيزه ‪ ، C0 = 0.1 mol / L‬تم تـمديـده ‪ F‬مرة‪ ،‬نأخذ حجما قدره ‪V1 = 20 mL‬‬

‫من المحلول الممدد للماء األكسوجيني الذي تركيزه المولي ( ‪ ) C1‬و نعايره بوجود حمض الكبريت المركز بواسطة محلول برمنغنات‬

‫البوتاسيوم ( ‪ )K+ + MnO4-‬تركيزه ‪C2 = 0.02 mol /L.‬‬

‫نحصل على نقطة التكافؤ بعد إضافة حجم قدره ‪ V2= 10 ml‬من محلول برمنغنات البوتاسيوم ‪،‬المعادلة المنمذجة لتفاعل المعايرة‬

‫الحادثة هي ‪:‬‬

‫) ‪2MnO -4 (aq) + 5H2O 2 (aq) + 6H +(aq) = 2 Mn 2 +(aq) + 5 O 2 (g) + 8 H 2O (l‬‬

‫‪ -1‬حدد الثنائيتين ( ‪ ) Ox / Red‬الداخلتين في التفاعل ‪7‬‬ ‫‪ -2‬أنجز جدول التقدم لتفاعل المعايرة الحادثة ‪7‬‬ ‫‪ -.‬اكتب عبارة ‪ C1‬بداللة ‪7V2 ، V1 ، C2‬‬

‫‪ -4‬احسب ‪ ، C1‬ثم استنتج معامل التمديد ‪7 F‬‬

‫‪ -II‬الماء األكسوجيني يتفكك ببطء شديد ‪ ،‬معادلة هذا التفاعل هي ‪:‬‬ ‫)‪(l‬‬

‫‪+ 2 H 2O‬‬

‫)‪(g‬‬

‫‪= O2‬‬

‫)‪(aq‬‬

‫‪2 H 2O 2‬‬

‫إن إضافة محلول كلور الحديد الثالثي يسرع التفاعل ‪ 7‬عند اللحظة ‪ t = 0 s‬نمزج حجم ‪ V 0 = 80 mL‬من الماء‬

‫األكسجيني تركيزه ‪ ، C0=0.1mol.L-1‬مع حجم ‪ V = 20 mL‬من محلول كلور الحديد الثالثي‬ ‫البيان التالي يبين تطور كمية المادة لغاز ثنائي األكسجين بداللة الزمن‪n(O2) = f ( t ). :‬‬ ‫‪ -1‬أنجز جدول التقدم لهذا التفاعل ‪7‬‬

‫‪ -2‬استنتج العالقة الموجودة بين تقدم التفاعل و كمية مادة غاز‬

‫ثنائي األكسجين‪7‬‬

‫‪ -.‬استنتج التقدم النهائي للتفاعل ‪7‬‬ ‫‪ -4‬عيّن بيانيا زمن نصف التفاعل‬

‫‪7t1/2‬‬

‫‪ -7‬اكتب عبارة سرعة التفاعل عند اللحظة ) ‪ ) t‬وأحسب قيمتها‬

‫عند اللحظة ) ‪7) t = 0 s‬‬


‫‪2‬‬


‫‪ – 0‬استنتج قيمة السرعة الحجمية إلختفاء الماء األكسجيني عند‬

‫ملكي‬

‫اللحظة ‪7 t = 0 s‬‬

‫‪ - .‬ما هي العوامل الحركية في هذا التحول ؟‬

‫حل التمرين العاشر‪:‬‬ ‫‪MnO4- (aq) + 8H+(aq) + 5e- =Mn2+(aq) + 4H2O(l) -1‬‬ ‫ ‪H2O2(aq) = O2(g) + 2H+(aq) + 2e‬‬‫الثنائيتني‪MnO4- (aq) / Mn2+ (aq) ; O2 (g) / H2O2 (aq) :‬‬ ‫‪-2‬‬

‫جدول التقدم لتفاعل المعايرة الحادثة‪:‬‬


‫‪2 MnO4- (aq) + 5 H2O2(aq) =2 Mn2+(aq) + 5 O2(g‬‬

‫الحالة‬

‫كميات املادة ( ‪) mol‬‬ ‫‪00‬‬

‫‪00‬‬

‫‪C2V2‬‬

‫‪C1V1‬‬

‫‪C2V2- 2 XE‬‬

‫‪C1V1-5XE 2XE 5XE‬‬

‫‪0‬‬

‫ح ابتدائية‬

‫‪XE‬‬

‫ح التكافؤ‬

‫‪ -.‬عند نقطة التكافؤ المزيج يكون وفق الشروط الستيكيومترية أي ‪ C2V2 – 2 X E = 0 :‬و ‪C1V1 – 5 X E = 0‬‬ ‫و منه نجد ‪C1 = 5 C2V2 / 2 V1 :‬‬

‫) ‪C1 = ( 5. 0.02. 10 ) / ( 2. 20‬‬ ‫‪ II‬ـ‬

‫‪C1 = 0.025 mol.L-1‬‬

‫‪ -4‬معامل التمديد ‪F = 0.1 / 0.025 = 4 :‬‬

‫‪ -1‬جدول التقدم لتفاعل التفكك الذاتي للماء االكسيجيني ‪:‬‬ ‫‪= O2 (g) + 2 H2O‬‬


‫)‪2 H2O2 (aq‬‬

‫كميات املادة ( ‪) m .mol‬‬

‫التقدم‬

‫الحالة‬

‫‪0‬‬

‫‪C0V0 = 8‬‬

‫‪0‬‬

‫ح ابتدائية‬

‫‪//‬‬

‫)‪X (t‬‬

‫)‪8 – 2 X (t‬‬

‫)‪X(t‬‬

‫ح انتقالية‬

‫‪//‬‬

‫‪X‬‬

‫‪8–2Xf‬‬

‫‪Xf‬‬

‫ح نهائية‬

‫بوفرة‬ ‫‪f‬‬

‫‪ -2‬من الجدول لدينا ‪n (O2) = X (t ) :‬‬ ‫‪ -.‬من جدول التقدم او من البيان نجد ‪:‬‬

‫‪X f = n f (O2) = 4 mmol = 4.10-3 mol‬‬

‫‪ -4‬من البيان ‪ t = t1/2 : X1/2 = Xf / 2 = 2 m.mol :‬باإلسقاط على البيان وعلى محور الزمن نجد‪t1/2 = :‬‬ ‫‪10min‬‬

‫‪ -7‬سرعة التفاعل‪:‬‬

‫‪V(t)=dX/dt‬‬

‫‪t = 0 s: V0 = tang α = 4 / 14 = 0.28 m.mol .min-1‬‬ ‫‪ -0‬السرعة الحجمية الختفاء ‪ H2O2‬عند ‪: t = 0‬‬

‫‪ Vvol (H2O2) = - d[ H2O2] / dt‬حيث‬

‫‪ [ H2O2] = ( 8 – 2 X ) / Vtot‬ومنه ‪:‬‬

‫) ‪Vvol (t) = ( 2 / Vtot ) ( d X / dt‬‬ ‫‪t = 0 : Vvol (0) = ( 2 / 0.1 ) . 0.28 = 5.6 m.mol.L-1.min-1‬‬ ‫‪ -.‬التراكيز المولية ‪ ،‬الوسيط ; وساطة متجانسة) محلول ‪7 ) FeCl3‬‬


‫‪2‬‬


‫التمرين الحادي عشر‪:‬‬

‫ملكي‬

‫أراد أحد التالميذ دراسة التحول الكيميائي الذي يحدث للجملة ( محلول حمض كلور الهيدروجين ‪ ،‬الزنك ) و الذي ينمذج بتفاعل‬

‫كيميائي معادلته ‪:‬‬

‫)‪Zn + 2H+ (aq) = Zn2+ (aq) +H2(g‬‬

‫في اللحظة ‪ t = 0‬وضع كتلة ‪ m = 1 g‬من الزنك في حوجلة و أصاف لها حجما ‪ V = 40 ml‬من محلول حمض كلور‬

‫الهيدروجين تركيزه المولي ‪ ,C = 5.10-1 mol/l‬ولمتابعة تطور التفاعل الكيميائي الحادث قام بقياس حجم غاز الهيدروجين‬

‫‪ VH2‬المنطلق في الشروط التجريبية حيث الحجم المولي ‪ ، Vm = 25 L/mol‬فتحصل على النتائج التالية ‪:‬‬ ‫‪350‬‬

‫‪500‬‬

‫‪400‬‬

‫‪700‬‬

‫‪250‬‬

‫‪200‬‬

‫‪150‬‬

‫‪100‬‬

‫‪50‬‬

‫‪0‬‬

‫)‪t (s‬‬

‫‪180‬‬

‫‪130‬‬

‫‪154‬‬

‫‪172‬‬

‫‪120‬‬

‫‪104‬‬

‫‪68‬‬

‫‪84‬‬

‫‪78‬‬

‫‪0‬‬

‫)‪v(ml‬‬

‫)‪n H2 (mmol‬‬ ‫دون هذه النتائج في جدول‪7‬‬ ‫‪ -1‬أحسب في كل لحظة ‪ t‬كمية المادة ‪ n H 2‬لثنائي الهيدروجين و ّ‬ ‫‪ -2‬أحسب كميات المادة اإلبتدائية للمتفاعالت ‪7‬‬

‫‪ -.‬أنجز جدوال لتقدم التفاعل واستنتج العالقة بين التقدم ‪ x‬و ‪7 n H 2‬‬

‫‪ -4‬أرسم البيان )‪ ( 7 x = f(t‬إستعمل مقياس الرسم ‪)1cm→1mmol , 1cm→50s‬‬

‫‪ -7‬ما هي قيمة السرعة الحجمية للتفاعل في اللحظات ‪ t = 50 s‬و ‪ t = 400s‬؟ ما ذا تالحظ ؟ برر ذلك‬ ‫‪ -0‬إذا كان التفاعل تاما فأوجد ‪:‬‬ ‫أ ـ المتفاعل المحد‪7‬‬ ‫تعطى ‪:‬‬

‫ب ـ التقدم األعظمي ‪7 xmax‬‬

‫ج ـ زمن نصف التفاعل ‪7 t1/2‬‬

‫‪M(Zn) = 65,4 g/mol‬‬

‫حل التمرين الحادي عشر‪:‬‬ ‫تدوين هذه النتائج في جدول لدينا ‪nH2= VH2 / Vm‬‬ ‫‪ -1‬حساب في كل لحظة ‪ t‬كمية المادة ‪ nH2‬للهيدروجين و ّ‬ ‫‪50‬‬

‫‪350‬‬

‫‪500‬‬

‫‪400‬‬

‫‪700‬‬

‫‪250‬‬

‫‪200‬‬

‫‪150‬‬

‫‪100‬‬

‫‪7.2‬‬

‫‪8.6‬‬

‫‪8.18‬‬

‫‪5.26‬‬

‫‪4.6‬‬

‫‪4.18‬‬

‫‪7.44‬‬

‫‪1.44 2.58‬‬

‫‪0‬‬

‫)‪t (s‬‬

‫‪0‬‬

‫‪nH2mmol‬‬

‫‪ -2‬حساب كميات المادة االبتدائية للمتفاعالت ‪:‬‬ ‫‪n(H+) =C.V = 0.5. 40 = 2.10-2 mol‬‬ ‫‪n(Zn)= 1/65.4 = 1.53 10-2 mol‬‬

‫‪ -.‬انجاز جدول لتقدم التفاعل واستنتاج العالقة بين التقدم ‪ x‬و ‪: nH2‬‬


‫‪2‬‬


‫جدول تقدم التفاعل‬ ‫)‪2H+(aq) → Zn2+(aq‬‬

‫‪Zn (s)+‬‬


‫‪0‬‬

‫‪0‬‬

‫‪2 .10-2‬‬

‫‪1.53 10-2‬‬

‫الحالةاالبتدائية‬

‫‪x‬‬

‫‪x‬‬

‫‪2. 10-2 -2x‬‬

‫‪1.53 10-2-x‬‬

‫الحالةانتقالية‬

‫‪xf‬‬

‫‪xf‬‬

‫‪2. 10-2 -2 xf‬‬

‫‪1.53 10-2-xf‬‬

‫الحالةالنهائية‬

‫)‪+ H2(g‬‬

‫ملكي‬

‫‪ -4‬العالقة بين التقدم ‪ x‬و ‪ :nH2‬نالحظ من خالل جدول تقدم التفاعل أن‪7 n H = x :‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪ -7‬ارسم البيان )‪ (7 x = f(t‬باستعمل مقياس الرسم ‪1cm→1mmol ,1cm→50s‬‬

‫‪ -0‬السرعة الحجمية للتفاعل في اللحظات ‪:‬‬

‫‪1 dx‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪V dt‬‬

‫‪v‬‬

‫‪dx‬‬ ‫حيث‬ ‫‪dt‬‬

‫يمثل ميل المماس للمنحنى عند اللحظات المعتبرة‪:‬‬

‫‪v = 5.66 10-4 mol/l.s : t = 50 s‬‬ ‫‪v = 1.95 10-4 mol/l.s t = 400s‬‬

‫نالحظ أن السرعة الحجمية للتفاعل تناقصت وذلك لتناقص تركيز المتفاعالت‬

‫ إذا كان التفاعل تاما( ‪ )Xmax = Xf‬فإن ‪ 1.53 10-2-xf = 0:‬أو ‪2 10-2 -2 xf = 0‬‬‫‪ -‬هذا يعني أن ‪ Xmax= 1.53 10-2 mol‬أو‬

‫ه ـ ـ ـ ــي‪:‬‬

‫ وقيمة ‪ Xmax‬التي تحقق المتراجحتين‬‫‪Xmax = 1.0 10-2 mol‬‬

‫‪Xmax = 1.0 10-2 mol‬‬

‫‪ 1.53 10-2-xf ≥ 0‬و ‪2 10-2 -2 xf ≥ 0‬‬

‫إذا المتفاعل المحد هو شوارد ‪H+‬‬

‫زمن نصف التفاعل فهو الزمن الموافق ل‪ X = Xmax/2 = 5. 10-3 mol :‬و من المنحنى نجده حوالي ‪t1/2=275 s :‬‬

‫التمرين الثاني عشر ‪:‬‬ ‫نتابع زمنيا حركية التفاعل البطيء ألكسدة شوارد اليود )‪ I −(aq‬في وسط حمضي بواسطة الماء األكسجيني )‪7H2 O2 (aq‬‬

‫‪- l‬نمزج في اللحظة ‪ t=0‬حجما ‪ V1 = 50 ml‬من الماء األكسجيني تركيزه المولي ‪ C1 = 0,056 mol/l‬مع‬

‫حجم ‪ V2 = 50 ml‬من محلول يود البوتاسيوم )𝐪𝐚() ‪ (K + + I −‬تركيزه المولي ‪ C2 = 0,2 mol/l‬مع قطرات من حمض‬ ‫التحول الكيميائي بالمعادلة ‪:‬‬ ‫الكبريت المركز‪ 7‬ننمذج ّ‬ ‫)‪2I −(aq) + H2 O2 (aq) + 2H +(aq) → I2 (aq) + 2H2 O(ℓ‬‬ ‫‪ -1‬حدد الثنائيتين )‪ (OX/RED‬المشاركتين في هذا التفاعل‬ ‫‪ -2‬احسب كمية المادة االبتدائية لكل متفاعل‪7‬‬ ‫‪ -.‬أنشئ جدول تقدم التفاعل‪7‬‬

‫‪ -1‬احسب التقدم األعظمي وحدد المتفاعل المح ّد‪7‬‬

‫‪ –ll‬لتعيين كمية مادة ثنائي اليود الناتج في الوسط التفاعلي عند لحظة زمنية )‪ (t‬نستعمل المعايرة اللونية‪ 7‬من أجل هذا نأخذ في كل‬ ‫مرة ( لحظة ‪ )t‬بواسطة ماصة عيارية حجما ‪ Vp = 10 ml‬من الوسط التفاعلي نضيف إليه قطرتين من محلول صمغ النشاء ونبرده‬


‫‪2‬‬

‫المجلة األولى‪ :‬المتابعة الزمنية لتحول كيميائي في وسط مائي‬ ‫مجلةلبلوغ‬ ‫بالجليد ونعايره بمحلول ثيوكبريتات الصوديم تركيزه المولي ‪ C3 = 0,04 mol/l‬ونسجل حجم ثيوكبريتات الصوديوم ‪ VE‬الالزم‬

‫الجدول التالي‪:‬‬ ‫التكافؤ‪ ،‬نسجل النتائج في‬ ‫ّ‬ ‫‪1080 1440 1800‬‬

‫‪900‬‬

‫‪12,5‬‬

‫‪11,5‬‬

‫‪14,0‬‬

‫‪13,5‬‬

‫ملكي‬

‫‪720‬‬

‫‪510‬‬

‫‪360‬‬

‫‪270‬‬

‫‪160‬‬

‫‪60‬‬

‫‪0‬‬

‫)‪t(s‬‬

‫‪10,5‬‬

‫‪9,0‬‬

‫‪7,5‬‬

‫‪6,5‬‬

‫‪4,8‬‬

‫‪2,2‬‬

‫‪0,0‬‬

‫)‪VE(ml‬‬

‫‪ -1‬اكتب المعادلة المنمذجة لتفاعل المعايرة علما أن الثنائيتان )‪ (OX/RED‬هما‪(I2 (aq) /I −(aq) ) :‬‬

‫‪2−‬‬ ‫‪(S4 O2−‬‬ ‫و ) )‪6 (aq) /S2 O3 (aq‬‬

‫‪ -2‬صنف هذا التفاعل من حيث مدته الزمنية‬ ‫‪ -.‬ما هو دور كل من الجليد وصمغ النشاء‪7‬‬ ‫‪ -4‬أنشئ جدول التقدم لتفاعل المعايرة‪7‬‬

‫‪ -7‬نرمز للتقدم األعظمي عند التكافؤ بـ ‪7 XE‬‬

‫‪ -‬اكتب عبارة ‪ XE‬عند التكافؤ‪7‬‬

‫ استنتج عبارة كمية مادة ثنائي اليود بداللة‪:‬‬‫( ‪ C3‬و ‪.) VE‬‬

‫‪ -0‬استنتج أن كمية مادة ثنائي اليود في الوسط‬ ‫التفاعلي تعطى بالعالقة ‪75C3 . VE‬‬

‫ثم نرسم البيان )‪7n(I2 ) = f(t‬‬ ‫‪ –lll‬باستعمال العالقة الواردة في السؤال ‪ ‬نحسب كمية مادة ثنائي اليود في كل لحظة ّ‬ ‫ثم حدد قيمته من البيان‪7‬‬ ‫‪ -1‬عرف زمن نصف التفاعل ّ‬

‫ثم احسب قيمتها عند اللحظة ‪7t=600 s‬‬ ‫‪ -2‬عرف السرعة الحجمية للتفاعل ّ‬

‫‪ -.‬احسب عند اللحظة ‪t=360 s‬كمية مادة كل نوع من األنواع الكيميائية المتواجدة في الوسط التفاعلي‪7‬‬ ‫‪ -4‬لو أجرينا التفاعل البطيء السابق عند درجة حرارة أكبر‪ ،‬فما هو الثابت والمتغيّر في هذه الحالة؟‬

‫حل التمرين الثاني عشر‪:‬‬

‫‪ -1‬الثنائيتان )‪(OX/RED‬في هذا التفاعل‪:‬‬

‫) ‪ (I2 /I −‬و )‪(H2 O2 /H2 O‬‬

‫‪ -2‬حساب كمية المادة االبتدائية للمتفاعالت‪:‬‬ ‫‪n(H2 O2 ) = C1 . V1 = 2,8 mmol‬‬ ‫‪n(I − ) = C2 . V2 = 10 mmol‬‬ ‫‪ -.‬انشاء جدول التقدم ‪:‬‬

‫)‪2I −(aq) + H2 O2 (aq) + 2H +(aq) → I2 (aq) + 2H2 O(ℓ‬‬ ‫التقدم‪X‬‬ ‫كمية املادة ( ‪) mmol‬‬

‫املعادلة‬ ‫احلالة‬

‫وفرة‬

‫‪0‬‬

‫وفرة‬

‫‪2,8‬‬

‫‪10‬‬

‫‪0‬‬


‫وفرة‬

‫‪X‬‬

‫وفرة‬

‫‪2,8-X‬‬

‫‪10-2X‬‬

‫‪X‬‬

‫وسطية‬

‫وفرة‬

‫‪Xmax‬‬

‫وفرة‬

‫‪2,8-Xmax‬‬

‫‪10-2Xmax‬‬

‫‪Xmax‬‬

‫هنائية‬

‫‪ -4‬حساب ‪ Xmax‬وتحديد المتفاعل المحد‪:‬‬

‫جدول التقدم نجد ‪ Xmax=2,8 mmol :‬والمتفاعل المحد هو‪ :‬الماء األكسجيني‪7‬‬ ‫من ّ‬ ‫األستاذ ملكي علي والية تبسة (‪)6..67.0700770‬‬

‫‪2‬‬


‫الجزء لثاني‬

‫ملكي‬

‫لتحول المعايرة‪:‬‬ ‫‪ -1‬معادلة التفاعل الكيميائي المنمذج ّ‬

‫‪−‬‬ ‫‪2−‬‬ ‫‪I2 (aq) + 2S2 O2−‬‬ ‫)‪3 (aq) → 2I (aq) + S4 O6 (aq‬‬ ‫‪ -2‬يصنف تفاعل المعايرة على أنه سريع جدا‪7‬‬

‫‪ -.‬دور الجليد توقيف التفاعل من أجل المعايرة ودور صمغ النشاء تحديد نقطة التكافؤ عند تغيّر لون المحلول‬ ‫‪−‬‬ ‫‪2−‬‬ ‫‪I2 (aq) + 2S2 O2−‬‬ ‫)‪3 (aq) → 2I (aq) + S4 O6 (aq‬‬

‫املعادلة‬

‫التقدم‬ ‫‪X‬‬

‫احلالة‬

‫‪0‬‬

‫‪0‬‬

‫‪C3.V3‬‬

‫) ‪n(I2‬‬

‫‪0‬‬


‫‪X‬‬

‫‪2X‬‬

‫‪C3.VE-2X‬‬

‫‪n(I2 )-X‬‬

‫‪X‬‬

‫وسطية‬

‫‪XE‬‬

‫‪2XE‬‬

‫‪C3.VE-2XE‬‬

‫‪n(I2 )-XE‬‬

‫‪XE‬‬

‫هنائية‬

‫كمية املادة ( ‪) mmol‬‬

‫جدول التقدم‪:‬‬ ‫‪ -4‬عبارة ‪ XE‬عند التكافؤ‪ :‬من ّ‬ ‫ومنه عبارة كمية مادة ثنائي اليود ‪:‬‬

‫𝐄𝐕‪𝐂𝟑 .‬‬ ‫𝟐‬

‫الجزء الثالث‪:‬‬

‫= ) ‪n(I2‬‬

‫‪C3 . VE‬‬ ‫‪2‬‬

‫= ) ‪XE = n(I2‬‬

‫فتكون كمية مادة ثنائي اليود في الوسط التفاعلي هي‪:‬‬

‫‪C3 . VE 100‬‬ ‫×‬ ‫‪= 5C3 . VE‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪10‬‬

‫= ) ‪n(I2‬‬

‫‪ -1‬زمن النصف التفاعل هو الزمن الالزم الستهالك نصف كمية المتفاعل المحد‪7‬‬

‫من البيان زمن نصف التفاعل يوافق فاصلة النقطة ذات الترتيب ‪= 1,4 mmol‬‬ ‫‪ -2‬السرعة الحجمية للتفاعل تعرف بالعبارة‪:‬‬

‫‪1 dx‬‬ ‫×‬ ‫‪V dt‬‬

‫𝟖‪𝟐,‬‬ ‫𝟐‬

‫وهي‪𝐭 𝟏/𝟐 = 𝟑𝟑𝟎 𝐬 :‬‬

‫=‪v‬‬

‫لحساب السرعة الحجمية للتفاعل عند اللحظة ‪ t=600 s‬نرسم المماس للمنحنى في النقطة ذات الفاصلة السابقة‪7‬‬ ‫علما أن ‪ X = n(I2 ) :‬فيكون‪:‬‬

‫) ‪1 dn(I2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2−1‬‬ ‫‪mmol‬‬ ‫×‬ ‫=‬ ‫×‬ ‫‪= 1,67 × 10−2‬‬ ‫‪V‬‬ ‫‪dt‬‬ ‫‪0,1 600‬‬ ‫‪L. s‬‬

‫=‪v‬‬

‫‪ -.‬حساب كمية المادة لكل نوع عند اللحظة ‪.t=360 s‬‬ ‫‪n(I2 ) = 5C3 . V3 = 5.0,04.7.5 = 1,5 mmol‬‬ ‫‪n(H2 O2 ) = 2,8 − X = 2,8 − 1,5 = 1,3 mmol‬‬ ‫‪n(I− ) = 10 − 2X = 10 − 2 × 1,5 = 7 mmol‬‬ ‫‪ -4‬عند إجراء التفاعل السابق عند درجة حرارة أكبر فإن‪:‬‬

‫ كميات المادة االبتدائية للمتفاعالت ال تتغيّر وبالتالي فإن الحالة النهائية للجملة ال تتغيّر‪7‬‬‫ درجة الحرارة عامل حركي يزيد من سرعة التفاعل وبالتالي ينقص زمن نصف التفاعل‪7‬‬‫التجربة ‪:2‬‬

‫‪ -1‬تختفي أسرع في التجربة ‪ 2‬الن ‪ C 3 C 2‬وكما يعلم الجميع أن تأثير تركيز المتفاعالت من العوامل الحركية وبالتالي‬ ‫زيادة تركيز احد المتفاعلين تؤدي حتما إلى زيادة سرعة التفاعل ‪7‬‬

‫‪ -2‬البيان ‪ A‬يوافق التجربة ‪ 1‬والبيان ‪ B‬يوافق التجربة ‪ 2‬الن هذا األخير يوافق سرعة اختفاء اكبر وهذا ناتج عن زيادة في‬ ‫تركيز احد المتفاعلين وكما سبق الذكر تأثير تركيز المتفاعالت من العوامل الحركية ( بعد رسم البيانات بالطبع)‬


‫‪2‬‬


‫التمرين الثالث عشر‪:‬‬

‫ملكي‬

‫يتفاعل محلول حمض كلور الهيدروجين مع الزنك وفق المعادلة التالية ‪ZnS   2H aq   Zn2aq   H 2 g  :‬‬

‫في اللحظة ‪ t  0‬نضع كتلة ‪ m  1 g‬من الزنك في حوجلة و نضيف لها حجما ‪ V  40ml‬من محلول حمض كلور‬

‫الهيدروجين تركيزه المولي ‪ , C  0,5 mol / l‬ولمتابعة تطور التفاعل الكيميائي الحادث نقيس حجم غاز الهيدروجين ‪V H 2‬‬

‫المنطلق في الشروط التجريبية حيث الحجم المولي ‪, V M  25 l / mol‬فتحصلنا على النتائج التالية ‪:‬‬ ‫‪750‬‬

‫‪500‬‬

‫‪400‬‬

‫‪300‬‬

‫‪250‬‬

‫‪200‬‬

‫‪150‬‬

‫‪100‬‬

‫‪50‬‬

‫‪0‬‬

‫‪t s ‬‬

‫‪200‬‬

‫‪170‬‬

‫‪154‬‬

‫‪132‬‬

‫‪120‬‬

‫‪104‬‬

‫‪86‬‬

‫‪64‬‬

‫‪36‬‬

‫‪0‬‬

‫‪V  ml ‬‬ ‫) ‪n H 2 (mmol‬‬

‫‪ -1‬ما هي نواتج هذا التفاعل ؟‬

‫دون هذه النتائج في جدول ‪7‬‬ ‫‪ -2‬أحسب في كل لحظة ‪ t‬كمية المادة ‪ n H‬للهيدروجين و ّ‬ ‫‪2‬‬

‫‪ -.‬أحسب كميات المادة االبتدائية للمتفاعالت ‪ ،‬مع تحديد المتفاعل المحد إن وجد ‪7‬‬ ‫‪7‬‬

‫‪ -4‬انجز جدوال لتقدم التفاعل واستنتج العالقة بين التقدم ‪ x‬و ‪n H 2‬‬

‫‪) 1cm ‬‬ ‫‪ 1mmol , 1cm ‬‬ ‫‪ -7‬ارسم البيان ‪ ( 7 x  f t ‬استعمل مقياس الرسم ‪ 50s ‬‬ ‫‪ -0‬ما هي قيمة السرعة الحجمية للتفاعل في اللحظات ‪ t  50s‬و ‪ t  400s‬؟ ما ذا تالحظ ؟ برر ذلك ‪7‬‬ ‫‪ -‬أوجد قيمة ‪ x max‬واستنتج المتفاعل المحد و كذا زمن نصف التفاعل ‪t 1/2‬‬

‫حل التمرين الثالث عشر‪:‬‬ ‫‪Zn 2aq ‬‬

‫‪ -1‬نواتج هذا التفاعل هي ‪ :‬شوارد الزنك الثنائية‬

‫و غاز الهيدروجين‬

‫‪H 2 g ‬‬

‫و الماء‬

‫‪H 2O  l ‬‬

‫تدوين هذه النتائج في جدول ‪ :‬لدينا‬ ‫‪ -2‬حساب في كل لحظة ‪ t‬كمية المادة ‪ n H‬للهيدروجين و ّ‬ ‫‪2‬‬

‫فنحصل على النتائج التالية ‪:‬‬ ‫‪750‬‬

‫‪500‬‬

‫‪400‬‬

‫‪300‬‬

‫‪250‬‬

‫‪200‬‬

‫‪150‬‬

‫‪100‬‬

‫‪50‬‬

‫‪0‬‬

‫‪8‬‬

‫‪6,8‬‬

‫‪6,16‬‬

‫‪5, 28‬‬

‫‪4,8‬‬

‫‪4,16‬‬

‫‪3, 44‬‬

‫‪2,56‬‬

‫‪1, 44‬‬

‫‪0‬‬

‫‪V H2‬‬ ‫‪VM‬‬

‫‪nH 2 ‬‬

‫‪t s ‬‬ ‫‪n H 2  mmol ‬‬

‫‪ -.‬حساب كميات المادة اإلبتدائية للمتفاعالت ‪n  H    2 102 mol  n  H    C V  0,5  40 :‬‬ ‫‪m‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪M 65‬‬

‫‪n  Zn   1,53 102 mol  n  Zn  ‬‬

‫‪ -4‬جدول لتقدم التفاعل واستنتاج العالقة بين التقدم ‪ x‬و ‪n H 2‬‬

‫‪H 2 g ‬‬

‫‪Zn2aq ‬‬

‫‪‬‬

‫‪2H aq ‬‬

‫‪‬‬

‫‪0‬‬

‫‪0‬‬

‫‪2 102‬‬

‫‪x‬‬

‫‪x‬‬

‫‪2 102  2x‬‬

‫‪xf‬‬

‫‪xf‬‬

‫‪2‬‬

‫‪2 10  2x f‬‬

‫‪ZnS ‬‬


‫‪1,53 102‬‬

‫حالة ابتدائية‬

‫‪‬‬

‫‪2‬‬

‫‪1,53 10  x‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪1,53 10  x f‬‬

‫حالة انتقالية‬ ‫حالة نهائية‬

‫استنتاج العالقة بين التقدم ‪ x‬و ‪ : n H 2‬نالحظ من خالل جدول تقدم التفاعل أن ‪n H 2  x :‬‬

‫‪) 1cm ‬‬ ‫‪ 1mmol , 1cm ‬‬ ‫‪ - 7‬ارسم البيان ‪ ( 7 x  f t ‬استعمل مقياس الرسم ‪ 50s ‬‬ ‫‪ - 0‬قيمة السرعة الحجمية للتفاعل في اللحظات‬


‫‪2‬‬

‫المجلة األولى‪ :‬المتابعة الزمنية لتحول كيميائي في وسط مائي‬ ‫‪v  5,88 104 mol / l .s ‬‬ ‫** ‪ t  50s‬‬

‫مجلة‬

‫‪v  1,95 104 mol / l .s ‬‬ ‫** ‪ t  400s‬‬

‫ملكي‬

‫نالحظ أن السرعة الحجمية للتفاعل تناقصت وذلك لتناقص تركيز المتفاعالت‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫كان التفاعل تاما ‪  x max  x f ‬فإن ‪ :‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫إذا المتفاعل المحد هو شوارد ‪ H  ‬‬

‫‪1,53 102  x f  0‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ ‬و هذا يعني أن ‪x max  1,0 102 mol :‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪2 10  2x f  0‬‬

‫‪x max‬‬ ‫ أما زمن نصف التفاعل فهو الزمن الموافق لـ ‪ 5 103 mol :‬‬‫‪2‬‬

‫‪ x t1/2  ‬و من المنحنى نجده حوالي ‪t1/2  270 s :‬‬

‫التمرين الرابع عشر‪:‬‬ ‫نريد دراسة حركية التحول البطيء لتفكك الماء األكسجيني بواسطة شوارد اليود في وجود حمض الكبريت‪ ،‬نعتبر التحول تامّ وننمذجه‬

‫بتفاعل األكسدة‪-‬إرجاع ذي المعادلة‪:‬‬

‫)‪H2O2(aq) + 2 I–(aq) + 2 H3O+(aq) = I2(aq) + 4 H2O(l‬‬ ‫‪ -1‬انطالقا من معادلة التفاعل‪ ،‬ح ّدد الثنائيتين مؤكسد\مرجع واكتب المعادلتين النصفيتين المرافقتين لهما‪7‬‬

‫‪ -2‬في اللحظة ‪ ،t = 0‬نمزج ‪ 20,0 mL‬من محلول يود البوتاسيوم تركيزه ‪ 0,10 mol.L-1‬محمض بزيادة بحمض‬ ‫الكبريت مع ‪ 8,0 mL‬من الماء و ‪ 2,0 mL‬من الماء األكسجيني تركيزه ‪.0,10 mol.L-1‬‬

‫بطريقة فيزيائية مناسبة‪ ،‬تمكنّا من متابعة تطور تركيز ثنائي اليود المتشكل‪ ،‬فحصلنا على الجدول التالي‪:‬‬ ‫‪‬‬

‫‪........‬‬

‫‪1420‬‬

‫‪1178‬‬

‫‪930‬‬

‫‪682‬‬

‫‪434‬‬

‫‪126‬‬

‫‪0‬‬

‫‪6,53‬‬

‫‪6,26‬‬

‫‪5,84‬‬

‫‪5,16‬‬

‫‪4,06‬‬

‫‪1,74‬‬

‫‪0,00‬‬

‫)‪t (s‬‬

‫)‪[I2] (mmol.L–1‬‬

‫‪ - 172‬هل المزيج اإلبتدائي ستوكيومتري؟‬ ‫‪ - 272‬أنشئ جدول تقدم التفاعل‬

‫‪ - .72‬أوجد العالقة بين ]‪ [I2‬وتقدم التفاعل ‪7x‬‬

‫‪ - 472‬عيّن التقدم األعظمي‪ ،‬واستنتج تركيز ثنائي اليود المتشكل عند انتهاء التحول‪7‬‬ ‫‪ -.‬المنحنى المقابل يمثل تغيرات تقدم التفاعل بداللة الزمن‪:‬‬

‫‪ - 17.‬عرف السرعة الحجمية للتفاعل‪ ،‬كيف تتغير هذه‬ ‫السرعة بمرور الزمن؟ علل‪7‬‬

‫‪ - 27.‬احسب قيمة السرعة الحجمية للتفاعل في اللحظة‬

‫‪t = 750s‬‬

‫‪ - .7.‬أوجد تركيب المزيج في اللحظة ‪7t = 750s‬‬ ‫عرف زمن نصف التفاعل وح ّدد قيمته‪7‬‬ ‫‪ّ - 47.‬‬


‫‪2‬‬


‫حل التمرين الرابع عشر‪:‬‬ ‫‪ -1‬المعادلتين النصفيتين‪:‬‬

‫)‪H2O2(aq)/H2O(l) : H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e– = 2 H2O(l‬‬ ‫–‪I2(aq) / I–(aq) : 2 I–(aq) = I2(aq) + 2e‬‬

‫ملكي‬

‫) ‪n( I ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪ – 172‬حسب المعادلة‪ ،‬النسبة الستوكيومترية هي‪  2 :‬‬ ‫‪n( H 2 O 2 ) 1‬‬ ‫‪n( I  ) i‬‬ ‫‪C .V‬‬ ‫‪0,10  20,0 2,0‬‬ ‫‪ 1 1 ‬‬ ‫‪‬‬ ‫نسبة المتفاعلين في المزيج‪ 10  2 :‬‬ ‫‪ ،‬إذن‪ :‬المزيج االبتدائي ليس ستوكيومترياً‬ ‫‪n( H 2 O2 ) C 2 .V2‬‬ ‫‪0,10  2,0 0,2‬‬

‫‪ - 272‬جدول التقدم‪:‬‬ ‫)‪2 I–(aq‬‬

‫)‪+ 2 H3O+(aq) = I2(aq) + 4 H2O(l‬‬

‫)‪H2O2(aq‬‬


‫بوفرة‬

‫‪0‬‬

‫بزيادة‬

‫‪C1V1=2,0 mmol‬‬

‫‪C2V2=0,2 mmol‬‬


‫بوفرة‬

‫‪x‬‬

‫بزيادة‬

‫‪2,0 – 2x‬‬

‫‪0,2 – x‬‬

‫الحالة االنتقالية‬

‫بوفرة‬

‫‪xf‬‬

‫بزيادة‬

‫‪2,0 – 2xf‬‬

‫‪0,2 – xf‬‬


‫بوفرة‬

‫‪0,09‬‬

‫بزيادة‬

‫‪2,0 – 20,09 =1,8‬‬

‫‪0,20–0,09=0.11‬‬

‫‪t = 270 s‬‬

‫‪ - 7.2‬العالقة بني ]‪ [I2‬و ‪:x‬‬

‫‪x‬‬ ‫‪VT‬‬

‫= ])‪ ، [I2(aq‬حيث‪:‬‬

‫‪+‬‬

‫‪VT = 20,0 + 8,0 + 2,0 = 30 mL‬‬

‫‪ - 472‬حساب ‪ xmax‬و ‪: [I2(aq)]f‬‬

‫‪ -‬إذا كان ‪ I2‬محداً فإن‪ 2,0 – 2x max = 0 :‬وتكون‪xmax = 1,0 mmol :‬‬

‫ إذا كان ‪ H2O2‬محداً فإن‪ 0,2 – xmax = 0 :‬وتكون‪xmax = 0,2 mmol :‬‬‫إذن المتفاعل المحد هو‪ ، H2O2 :‬والتقدم األعظمي‪xmax = 0,2 mmol :‬‬

‫‪xmax 0,2‬‬ ‫=‬ ‫‪= 6,7.10 –3 mol.L-1 = 6,7 mmol.L–1‬‬ ‫‪VT‬‬ ‫‪30‬‬ ‫‪dx‬‬ ‫‪1 dx‬‬ ‫يمثل ميل مماس المنحنى )‪ ،x(t‬بمرور الزمن تتناقص السرعة‬ ‫‪ ،‬حيث‬ ‫‪ - 17.‬السرعة الحجمية للتفاعل‪v = :‬‬ ‫‪dt‬‬ ‫‪VT dt‬‬

‫= ‪[I2(aq)]f‬‬

‫الحجمية للتفاعل حتى تنعدم نظراً لتناقص ميل المماس‪ ،‬وهذا راجع لتناقص تراكيز المتفاعالت‪7‬‬

‫‪ - 27.‬حساب ‪ v‬عند ‪:t = 750s‬‬

‫‪(1,6  0,9).10 4‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ 3,110 6 mol.L1 .s 1‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪750  0‬‬ ‫‪30 10‬‬

‫=‪v‬‬

‫‪ -.7.‬تركيب المزيج عند ‪ :t = 750s‬من المنحنى نجد‪x(270) = 0,910-4mol = 0,09mmol :‬‬

‫بالتعويض عن )‪ x(270‬في الحالة االنتقالية نجد تركيب المزيج عند ‪( t = 750s‬أنظر جدول التقدم)‬ ‫‪ - 47.‬زمن نصف التفاعل هو الزمن الذي يبغ فيه التقدم نصف قيمته النهائية‪ 7‬أي‬ ‫‪2,0  104‬‬ ‫‪= 110 4 mol  0,1mmol‬‬ ‫‪2‬‬


‫‪xf‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪x(t1 / 2 ) ‬‬

‫= )‪ ، x(t1/2‬باإلسقاط في المنحنى نجد‪t1/2 = 300 s :‬‬

‫‪2‬‬


‫التمرين الخامس عشر‪:‬‬ ‫في وسط حمضي نجري أكسدة لشوارد اليود‬

‫)‪(aq‬‬

‫‪‬‬

‫‪ I‬بواسطة شوارد البيروكسوديكبريتات‬

‫‪2‬‬ ‫)‪( aq‬‬

‫ملكي‬

‫‪7 S 2 O8‬‬

‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫نعتبر التفاعل بطيئا ونعطي الثنائيتين الداخلتين في التفاعل ‪ S2O8  aq  / SO4  aq  :‬و ‪7 I 2 aq  / I   aq ‬‬

‫‪-1‬أكتب المعادالت النصفية اإللكترونية لكل من األكسدة واإلرجاع‪7‬‬ ‫‪-2‬أكتب معادلة األكسدة – إرجاع المنمذجة للتحول الحاصل ‪7‬‬

‫‪-.‬لدراسة العوامل المؤثرة على هذا التحول قمنا بإنجاز التجارب التالية ‪:‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪7‬‬

‫‪2‬‬

‫‪1‬‬

‫رقم التجربة‬

‫‪4.10-2‬‬

‫‪2.10-2‬‬

‫‪4.10-2‬‬

‫‪2.10-2‬‬

‫‪ I   mol/l‬‬ ‫‪i‬‬

‫‪2.10-2‬‬

‫‪1.10-2‬‬

‫‪2.10-2‬‬

‫‪1.10-2‬‬

‫‪ S2O82  mol/l‬‬ ‫‪i‬‬

‫‪35‬‬

‫‪35‬‬

‫‪20‬‬

‫‪20‬‬

‫‪ C 0‬درجة الحرارة‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫‪1.10-3‬‬

‫‪3,5.10-3‬‬

‫‪2,2.10-3‬‬

‫‪8.10-3‬‬

‫عند اللحظة ‪ t  20min‬قمنا بتحديد تركيز ثنائي اليود المتشكل في كل تجربة فتحصلنا على النتائج المدونة بالجدول (‪7 )2‬‬ ‫رقم التجربة‬

‫‪I 2 t  20 min‬‬ ‫(‪)mol/l‬‬

‫‪ -1-3‬ح ّدد التفاعل ذي السرعة األكبر في التجربتين (‪ )1‬و (‪ )2‬مع التعليل‪7‬‬ ‫‪ -2-3‬ما تأثير العامل الحركي المذكور على زمن التفاعل ؟‬

‫‪-4‬مزجنا في الحالة االبتدائية حجما قدره ‪ V1 = 20,0 mL‬من محلول يود البوتاسيوم ‪ Kaq   Iaq ‬ذي التركيز المولي‬ ‫‪2‬‬

‫‪‬‬

‫‪ C1  4  10 2 mol.l 1‬وحجم ‪ V2 =20,0 mL‬من محلول بيروكسوديكبريتات البوتاسيوم ‪ 2 K aq   S2O8 aq ‬ذي التركيز‬ ‫المولي ‪7 C2  2 102 mol.l 1‬‬ ‫‪-1-4‬أحسب التراكيز المولية االبتدائية لكل من الشاردتين ‪:‬‬

‫)‪(aq‬‬

‫‪‬‬

‫‪-2-4‬ما رقم التجربة الموافقة لحالة هذا المزيج؟‬

‫‪ I‬و‬

‫‪2‬‬ ‫)‪( aq‬‬

‫‪7 S 2 O8‬‬

‫‪-3-4‬أحسب التركيز المولي لمحلول ثنائي اليود المتشكل في الحالة النهائية ( أي ‪7 ) ] I2 [max‬‬ ‫‪-4-4‬هل ينتهي التفاعل عند اللحظة ‪ t  20 min‬؟علّل ذلك‪7‬‬

‫‪ -5-4‬في التجربة (‪ )1‬أحسب قيمة السرعة المتوسطة الحجمية إلختفاء شوارد اليود في المجال ‪7 t  0 min, 20 min ‬‬

‫حل التمرين الخامس عشر‪:‬‬ ‫‪ -1‬المعادلتين النصفيتين‬ ‫‪2I-(aq) = I2 (aq) + 2e‬‬‫)‪S2O82-(aq) + 2 e- = 2 SO42-(aq‬‬

‫‪ -2‬المعادلة اإلجمالية‬ ‫)‪2I-(aq) + S2O82-(aq) = I2(aq) + 2SO42-(aq‬‬

‫‪-1-.‬في التجربة‪ 2-‬التراكيز االبتدائية للمتفاعالت أكبر‪ 7‬تركيز ثنائي اليود المتشكل عند اللحظة ‪ t = 20,0 min‬أكبر‪ 7‬سرعة‬ ‫التفاعل في التجربة‪ 2-‬أكبر‪7‬‬


‫‪3‬‬


‫‪-2-.‬العامل الحركي يسرع التفاعل ويجعله ينتهي في مدة زمنية أصغر‪7‬‬ ‫‪= 2,0 × 10−2 mol.L-1 -1-4‬‬ ‫‪-2-4‬هذه النتائج توافق التجربة‪71-‬‬

‫‪C1 ×V1‬‬ ‫‪V1 +V2‬‬

‫ملكي‬

‫= ] ‪[I −‬‬

‫‪C2 × V2‬‬ ‫‪= 1,0 × 10−2 mol. L−1‬‬ ‫‪V1 + V2‬‬

‫‪[S2 O2−‬‬ ‫=] ‪8‬‬

‫‪-3-4‬جدول التقدم‪:‬‬

‫)‪I2(aq) + 2SO42-(aq‬‬

‫‪2I-(aq) +‬‬

‫= )‪S2O82-(aq‬‬

‫كمية املادة بالـ ـ‪mol‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪2xt‬‬ ‫حالة ‪ I-‬متفاعل مح ّد ‪:‬‬

‫‪2xmax‬‬

‫حالة ‪ S2O82-‬متفاعل محد‪:‬‬ ‫المتفاعلين محدين‬

‫‪x‬‬

‫‪0‬‬

‫‪C2V2‬‬

‫‪xt‬‬

‫‪C2V2 – xt‬‬

‫‪xmax‬‬

‫‪C1.V1‬‬

‫‪x0‬‬

‫‪t0‬‬

‫‪C1V1-2xt‬‬

‫‪xt‬‬

‫‪t‬‬

‫‪xmax‬‬

‫‪tf‬‬

‫‪C1V1 -2xmax C2V2 – xmax‬‬

‫‪C1V1 -2xmax =0 xmax = ½ C1V1 = 4,010-2 mol‬‬ ‫‪C2V2 – xmax = 0  xmax = C2V2 = 4,010-2 mol‬‬ ‫‪xmax‬‬ ‫‪= 1,0 × 10−2 mol. L−1‬‬ ‫‪V1 + V2‬‬

‫= ] ‪[I2‬‬

‫‪-4-4‬لم ينتهي التفاعل في اللحظة ‪ t = 20,0min‬ألن تركيز ثنائي اليود المتشكل في اللحظة ‪ t= 20,0 min‬أقل من تركيزه‬

‫في اللحظة النهائية‪7‬‬ ‫‪-7-4‬لدينا‪:‬‬

‫‪nt(I-) = n0(I-) – 2xt‬‬ ‫‪xt‬‬

‫‪V1 +V2‬‬

‫التمرين السادس عشر‪:‬‬

‫‪−2‬‬

‫‪n0‬‬

‫‪V1 +V2‬‬

‫= ] ‪[I −‬‬

‫)‪[I − ](t) = [I](t 0 ) − 2[I2 ](t‬‬ ‫)‪∆[I − ](t) = −2∆[I2 ](t‬‬

‫نريد دراسة التفاعل بين محلول حمض األكساليك )‪ H2C2O4(aq‬حجمه ‪ V1=50ml‬وتركيزه المولي ‪C1=6×10- 2mol/l‬‬

‫ومحلول بيكرومات البوتاسيوم حجمه ‪ V2=50ml‬تركيزه المولي‬ ‫تعطى المعادلة للتحول ا لكيميائية المنمذج بـ‬

‫‪7C 2‬‬

‫)‪Cr2O7-2(aq) +3C2H2O4 (aq) +8H+ (aq) = 2Cr3+ (aq) + 6CO2(g) +7H2O(l‬‬

‫نتبع تطور هذا التحول الكيميائي عن طريق المانومتر ( مقياس الضغط) ‪ ،‬نقيس في كل لحظة ‪ t‬ضغط غاز ثنائي أكسيد الفحم‬

‫)‪ CO2(g‬المحجوز في حجم قدره ‪ 7VG=1L‬التحويل‬


‫‪1L=10-3m3‬‬

‫‪3‬‬


‫من خالل النتائج التجريبية نتحصل على المنحنى البياني )‪ PCO2 =f(t‬المبين في الشكل‪71-‬‬

‫ملكي‬

‫‪ -1‬ماهي الثنائيات ‪ Ox/red‬التي تدخل في التفاعل المدروس‪,‬؟‪7‬‬

‫‪ -2‬أحسب كمية المادة االبتدائية لـ حمض األكساليك ‪7C2H2O4.‬‬ ‫‪ -.‬أنجز جدوال لتقدم التفاعل‬

‫‪ -4‬أوجد العالقة بين تقدم التفاعل )‪ x(t‬و ضغط غاز ثنائي أكسيد الفحم )‪R ،VG ،P CO2(g‬و ‪T‬‬

‫‪ :T=300°K‬درجة الحرارة في السلم المطلق ‪ R = 8.31 ،‬هو ثابت العام للغاز المثالي‪ VG ، 7‬حجم الغاز‪ 7‬يعطى ‪:‬قانون‬ ‫العام للغازات المثالية ‪PV=nRT‬‬

‫‪ -7‬أستنتج من البيان ضغط غاز ثنائي أكسيد الفحم األعظمي ‪ 7PCO2 max‬وأحسب تقدم التفاعل األعظمي ‪xmax‬‬ ‫‪ -0‬أحسب التركيز المولي لمحلول بيكرومات البوتاسيوم ‪، C2‬علما أن المزيج اإلبتدائي في شروط ستوكيومترية‪7‬‬ ‫‪ -.‬بين أن سرعة التفاعل تعطى بالعالقة ‪:‬‬

‫‪VG dP‬‬

‫‪6RT dt‬‬

‫‪ -0‬عرف زمن نصف التفاعل وأوجد قيمته من البيان‪7‬‬

‫= ‪ ، V‬وأحسب سرعة التفاعل في اللحظة‬

‫‪t =12min‬‬

‫حل التمرين السادس عشر‪:‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫‪-.‬‬

‫الثنائيات ‪CO2/H2C2O4 ،Cr2O72-/Cr3 + :ox/red‬‬

‫حساب كمية المادة األبتدائية لحمض االكساليك ‪n0 = C1V1 = 3×10 mol :‬‬ ‫‪-3‬‬

‫جدول تقدم التفاعل‪:‬‬

‫‪= 2Cr3+ + 6CO2 + 7H2O‬‬

‫‪Cr2O72- + 3C2H2O4 +8H+‬‬

‫التفاعل‬

‫‪0‬‬

‫‪0‬‬

‫‪0‬‬

‫‪3×10-3‬‬

‫‪0.05C2‬‬

‫ح‪.‬إ‬

‫)‪7x(t‬‬

‫)‪6x(t‬‬

‫)‪2x(t‬‬

‫)‪3×10-3-3x(t‬‬

‫)‪0.05C2-x(t‬‬

‫ح‪.‬و‬

‫‪7xf‬‬

‫‪6xf‬‬

‫‪2xf‬‬

‫‪3×10-3-3xf‬‬

‫‪0.05C2-xf‬‬

‫ح‪.‬ن‬

‫‪ -4‬العالقة بين تقدم التفاعل)‪x(t‬و ‪ R ، VG ، PCO2‬و‪. T‬‬ ‫‪PCO2VG=nRT‬‬

‫‪PCO2 VG‬‬

‫)‪n = 6x(t‬‬

‫‪6RT‬‬

‫‪ -7‬من البيان ‪PCO2max= 15×103 pas‬‬

‫‪PCO2 VG‬‬

‫‪xmax = 10-3mol‬‬

‫‪ -0‬التركيز المولي لمحلول بيكرومات البوتاسيوم ‪:C2‬‬ ‫من جدول التقدم‬

‫‪Xmax‬‬

‫‪ 0.05C2 –xmax=0‬ومنه‬

‫‪0.05‬‬

‫‪ -.‬بين أن سرعة التفاعل ‪:V‬‬ ‫‪PCO2 VG‬‬ ‫‪6RT‬‬

‫= )‪x(t‬‬

‫باشتقاق نجد‬

‫سرعة التفاعل‪:‬‬ ‫‪,V = 2.67×10-5mol/min‬‬

‫‪= 400‬‬

‫= )‪x(t‬‬

‫‪6RT‬‬

‫= ‪xf = xmax‬‬

‫= ‪ C2‬ومنه‬

‫‪C2= 0.02mol/l‬‬

‫‪dx‬‬ ‫‪VG dPCO2‬‬ ‫=‪v‬‬ ‫=‬ ‫‪dt 6RT‬‬ ‫‪dt‬‬ ‫‪dPCO2‬‬ ‫𝑡𝑑‬

‫‪ -0‬تعريف زمن نصف التفاعل ‪ t1/2‬هو الزمن االزم لبلوغ التقدم نصف قيمته النهائية‬ ‫‪Pt1/2 = Pmax/2 = 15000/2=7500pas‬‬ ‫‪t1/2 = 6min‬‬


‫‪3‬‬


‫التمرين السابع عشر‪:‬‬

‫نريد دراسة تطور التحول الكيميائي الحاصل بين شوارد محلول ) ‪ ( S1‬لبرمنغنات البوتاسيوم ( ‪ ) K(aq )  MnO4‬والكحول‬ ‫) ‪( aq‬‬

‫المثيلي ‪ CH4O‬في درجة حرارة ثابتة ‪ 7‬من أجل ذلك مزجنا في اللحظة ‪ t = 0‬حجما ‪ V1 = 100 mL‬من المحلول ) ‪( S1‬‬ ‫تركيزه المولي ‪ C1= 0,2 mol/L‬مع حجم قدره ‪ 2 mL‬من الميثانول النقي كتلته الحجمية ‪ ، ρ = 0,32 g / mL‬إضافة‬ ‫قطرات من حمض ‪7‬‬ ‫‪ - I‬التعرف على التفاعل ‪7‬‬

‫‪ - 1‬أكتب المعادلتين النصفيتين الموافقتين للثنائيتين ‪ ، CH2 O2 / CH4 O ، MnO4- / Mn 2+ :‬و بيِّن‬ ‫دور الحمض المضاف في هذا التحول الكيميائي ‪7‬‬ ‫‪ - 2‬بيِّن أن المعادلة الكيميائية المنمذجة لهذا التحول هي من الشكل ‪:‬‬ ‫) ‪ 4Mn 2(aq )  5CH2O2(aq )  11H2O(l‬‬

‫) ‪( aq‬‬

‫‪‬‬

‫‪ 5CH4O(aq )  12H‬‬

‫‪4MnO‬‬

‫‪‬‬ ‫) ‪4 ( aq‬‬

‫‪ -‬أذكر مؤشرا لحدوث هذا التحول الكيميائي ‪7‬‬

‫‪ -.‬أكمل جدول تقدم التفاعل أدناه مع تعيين المتفاعل المحد ‪7‬‬

‫) ‪ 4Mn 2(aq )  5CH2O2(aq )  11H2O(l‬‬

‫) ‪( aq‬‬

‫‪‬‬


‫‪4MnO4(aq )  5CH4O(aq )  12H‬‬

‫التقدم‬


‫كم ـ ـ ـ ـ ـ ــية المـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــادة بـ ‪m.mol.‬‬ ‫‪.........‬‬

‫‪.........‬‬

‫‪.........‬‬

‫‪.........‬‬

‫‪0‬‬

‫االبتدائية‬

‫‪.........‬‬

‫‪.........‬‬

‫‪.........‬‬

‫‪.......– 4 x‬‬

‫‪x‬‬

‫االنتقالية‬

‫‪.........‬‬

‫‪.........‬‬

‫‪......– 5 xf‬‬

‫‪.........‬‬

‫‪.........‬‬

‫‪20,0‬‬

‫‪.........‬‬

‫‪.........‬‬

‫‪.........‬‬

‫‪.........‬‬

‫النهائية‬

‫‪ - II‬المتابعة الزمنية للتفاعل‪7‬‬ ‫تتبعنا تطورات كمية مادة ‪ MnO4-‬المتبقية في لحظات زمنية مختلفة فتحصلنا على النتائج التالية ‪:‬‬ ‫‪60‬‬

‫‪50‬‬

‫‪40‬‬

‫‪30‬‬

‫‪25‬‬

‫‪15‬‬

‫‪10‬‬

‫‪5‬‬

‫‪0‬‬

‫)‪t (s‬‬

‫‪4‬‬

‫‪5‬‬

‫‪6‬‬

‫‪8‬‬

‫‪9‬‬

‫‪11.5‬‬

‫‪14‬‬

‫‪16‬‬

‫‪20‬‬

‫‪n (MnO4-) m mol‬‬

‫‪ - 1‬أعط البروتوكول التجريبي المناسب لهذه المتابعة الزمنية ‪7‬‬ ‫‪ - 2‬أرسم البيان الممثل لتغيرات‬

‫‪ n( MnO‬بداللة الزمن ‪7‬‬

‫‪‬‬ ‫) ‪4‬‬

‫‪ - .‬استنتج من البيان كل من‪ :‬أ ‪ -‬زمن نصف التفاعل ‪7 t1/2‬‬

‫ب ‪ -‬السرعة الحجمية الختفاء الشوارد ‪ MnO4-‬عند اللحظة ‪، t = 15 s‬‬ ‫واحسب تركيز شوارد المنغنيز ‪ Mn+2‬عند هذه اللحظة ‪7‬‬ ‫يعطى ‪:‬‬

‫‪1‬‬

‫‪H  1 g . mol‬‬

‫‪،‬‬

‫‪1‬‬

‫‪C  12 g . mol‬‬


‫‪،‬‬

‫‪1‬‬

‫‪O  16 g . mol‬‬

‫‪7‬‬

‫‪3‬‬


‫حل التمرين السابع عشر ‪:‬‬

‫ملكي‬

‫‪ - I‬التعرف على التفاعل‪7‬‬

‫‪ - 1‬أكتب المعادلتين النصفيتين للثنائيتين ‪MnO4- / Mn 2+ :‬‬

‫‪ -‬المعادلة النصفية لالكسدة ‪:‬‬

‫‪7 CH2 O2 / CH4 O ،‬‬

‫‪CH4O  H2O  CH2O2  4 H   4e‬‬

‫‪ -‬المعادلة النصفية لالرجاع ‪:‬‬

‫‪ 8H   5e  Mn 2  4 H2O‬‬

‫‪MnO‬‬

‫‪‬‬ ‫‪4‬‬

‫ تبيان دور الحمض المضاف في هذا التحول الكيميائي ‪:‬‬‫تحتاج الشوارد‬

‫‪‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪ MnO‬إلى الشوارد ‪ H ‬الموجودة في الحمض لكي ترجع إلى شوارد ‪7 Mn 2‬‬

‫‪ - 2‬تبيان المعادلة الكيميائية للتفاعل ‪7‬‬

‫بضرب المعادلة النصفية لالكسدة في ‪ 7‬و المعادلة النصفية لالرجاع في ‪ ، 4‬يكون ‪:‬‬ ‫‪ 32H   20 e  4Mn 2  16H2O‬‬

‫‪‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪4MnO‬‬

‫‪5CH4O  5H2O  5CH2O2  20 H   20 e‬‬

‫و بالجمع نتحصل على معادلة تفاعل األكسدة االرجاعية ‪:‬‬ ‫) ‪ 4Mn 2(aq )  5CH2O2(aq )  11H2O(l‬‬

‫) ‪( aq‬‬

‫و ‪ 7‬هـ ‪ 7‬م ‪7‬‬

‫‪4MnO4(aq )  5CH4O(aq )  12H‬‬

‫‪‬‬

‫‪ -‬مؤشر حدوث التحول الكيميائي ‪ :‬هو إختفاء اللون البنفسجي لشوارد فوق المنغنات ‪ MnO 4‬ألن األفراد الكيميائية‬

‫األخرى ال لون لها ‪7‬‬

‫‪ -.‬إكمال جدول تقدم التفاعل ‪7‬‬ ‫) ‪ 4Mn 2(aq )  5CH2O2(aq )  11H2O(l‬‬

‫) ‪( aq‬‬

‫‪‬‬

‫‪4MnO4(aq )  5CH4O(aq )  12H‬‬

‫كم ـ ـ ـ ـ ـ ــية املـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــادة بـ ‪m.mol.‬‬

‫معادلة التفاعل‬ ‫التقدم‬


‫‪0‬‬

‫‪0‬‬

‫‪20,0‬‬

‫‪20,0‬‬

‫‪0‬‬

‫االبتدائية‬

‫‪5x‬‬

‫‪4x‬‬

‫‪20,0– 5 x‬‬

‫‪20,0 – 4 x‬‬

‫‪x‬‬

‫االنتقالية‬

‫‪5 xf‬‬

‫‪4 xf‬‬

‫‪20,0 – 4 xf 20,0 – 5xf‬‬

‫‪xf‬‬

‫‪20,0‬‬

‫‪16,0‬‬

‫المحد ‪7‬‬ ‫‪ -‬تعيين المتفاعل ِّ‬

‫إذا كان التفاعل تاما ‪ ،‬فإن ‪:‬‬

‫‪4,0‬‬

‫‪0‬‬

‫‪4,0‬‬

‫النهائية‬

‫‪. Xmax = Xf‬‬

‫ط‪ : 1‬نحسب النسبتين ‪:‬‬

‫‪20‬‬ ‫‪ 5mmol‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪‬‬

‫‪20‬‬ ‫‪ 4mmol‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪‬‬

‫‪nMnO‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪4‬‬ ‫‪nCH O‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪5‬‬

‫النسبة األقل توافق المتفاعل المحد و قيمتها تساوي التقدم األعظمي أي ‪xmax= 4,0 m mol‬‬

‫ط‪: 2‬‬

‫‪ -‬لو كانت الشوارد‬

‫‪‬‬ ‫‪4‬‬

‫‪ MnO‬متفاعال محدا ‪ ،‬فإن ‪:‬‬

‫‪ 20,0 -4 xf = 0‬فيكون ‪7 xmax= 5,0 m mol :‬‬

‫ أما لو كانت الكحول الميثيلي متفاعال محدا ‪ ،‬فإن ‪ 20,0 -5 xf = 6 :‬فيكون ‪7 xmax= 4,0 m mol :‬‬‫المحد يٌ َّمكن الوسط التفاعلي من بلوغ أصغر تقدم ‪ ،‬و الذي هو التقدم األعظمي للتفاعل ‪7‬‬ ‫و نعلم أن المتفاعل ِّ‬ ‫في مثالنا ‪:‬‬

‫‪. xmax= 4,0 m mol‬‬

‫إذن ‪ :‬المتفاعل المحد هو جزيئات الكحول الميثيلي ‪7‬‬ ‫األستاذ ملكي علي والية تبسة (‪)6..67.0700770‬‬

‫‪3‬‬


‫‪ - II‬المتابعة الزمنية للتفاعل‪7‬‬

‫ملكي‬

‫‪ - 1‬البروتوكول التجريبي المناسب لهذه المتابعة الزمنية ‪ ( :‬أنظر الكتاب المدرسي) ‪7‬‬ ‫‪ - 2‬رسم البيان الممثل لتغيرات‬

‫‪ n( MnO‬بداللة الزمن ‪7‬‬

‫‪‬‬ ‫) ‪4‬‬

‫‪ – .‬االستنتاجات من البيان ‪:‬‬

‫أ ‪ -‬زمن نصف التفاعل ‪7 t1/2‬‬

‫هو الزمن الالزم لتبقي ‪12mol‬من الكمية االبتدائية من شوارد البرمنغنات ‪ 7‬من البيان نستخرج ‪7t1/2=14 s :‬‬

‫ب ‪ -‬السرعة الحجمية الختفاء الشوارد ‪ MnO4-‬عند اللحظة ‪7 t = 15 s‬‬ ‫‪‬‬

‫‪dnMnO‬‬

‫‪4‬‬

‫‪dt‬‬

‫‪ ،‬لكن‬

‫‪‬‬

‫‪.‬‬

‫‪1‬‬

‫‪VTotal‬‬

‫‪dnMnO‬‬

‫‪4‬‬

‫‪dt‬‬

‫من البيان نجد ‪:‬‬

‫‪v MnO (15s ) ‬‬ ‫‪‬‬

‫‪4‬‬

‫يمثل معامل توجيه المماس عند هذه اللحظة و هو سالب داللة على اإلختفاء ‪7‬‬ ‫‪ 16‬‬ ‫‪  3, 08 m .mol / s‬‬ ‫‪52‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪dnMnO‬‬

‫‪4‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪. 3, 08.10 1  3 . 10 3 mol .s 1 .L1‬‬ ‫‪100  2‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪dt‬‬ ‫‪vMnO (15s ) ‬‬ ‫‪‬‬

‫‪4‬‬

‫‪ -‬حساب تركيز شوارد المنغنيز ‪ Mn 2+‬عند هذه اللحظة ‪7‬‬

‫عند هذه اللحظة لدينا من جدول التقدم و الجدول المعطى‪nMnO  20, 0  4 x  11,5 m.mol :‬‬ ‫‪‬‬

‫و منه ‪ 4x  8,5 m.mol :‬‬

‫إذن‪:‬‬

‫‪2‬‬

‫‪nMn‬‬

‫‪4‬‬

‫‪،‬‬

‫‪n 2‬‬ ‫‪  Mn  8,5  8,33 . 10 2 m.mol / mL  8,33 . 10 2 mol / L‬‬ ‫‪ V‬‬ ‫‪102‬‬ ‫‪Total‬‬


‫‪2‬‬

‫‪Mn‬‬ ‫‪‬‬

‫‪3‬‬

تمارين وحلول خاصة بالوحدة الاولى المتابعة الزمنية لتحول كيميائي في وسط مائي

Recommend Documents