فيديو السؤال: تحديد الصيغة الأولية من البيانات التجريبية الكيمياء

في إحدى التجارب، سخن أكسيد الزئبق في وعاء، فنتج عنه غاز الأكسجين والزئبق في صورته العنصرية النقية. يوضح الجدول الآتي نتائج التجربة. ‪[Hg = 201 g/mol, O = 16 g/mol]‬‏ أعطيت لنا الكتلة المولية للزئبق والأكسجين. أ) ما كتلة غاز الأكسجين المفقود؟ ب) ما كتلة الزئبق الناتج؟ ج) ما الصيغة الأولية لمركب أكسيد الزئبق؟

٠٥:٥٥

‏نسخة الفيديو النصية

في إحدى التجارب، سخن أكسيد الزئبق في وعاء، فنتج عنه غاز الأكسجين والزئبق في صورته العنصرية النقية. يوضح الجدول الآتي نتائج التجربة. أعطيت لنا الكتلة المولية للزئبق والأكسجين. ما كتلة غاز الأكسجين المفقود؟

يخبرنا السؤال أن أكسيد الزئبق سخن في وعاء فنتج عنه غاز الأكسجين والزئبق في صورته العنصرية النقية، وهي صورة سائلة. نريد معرفة كتلة غاز الأكسجين المفقود. ولفعل ذلك، علينا استخدام قانون حفظ الكتلة، الذي ينص على أن الكتلة لا تنشأ ولا تفنى في التفاعلات الكيميائية. ومن ثم، فإن كتلة المتفاعلات تساوي كتلة النواتج. يمكننا استخدام هذه القاعدة لإيجاد كتلة غاز الأكسجين المفقود. كتلة الوعاء الفارغ وأكسيد الزئبق تساوي 73.4 جرامًا، وكتلة الوعاء والزئبق تساوي 70.2 جرامًا. وبما أن كتلة المتفاعلات يجب أن تساوي كتلة النواتج، فإن 70.2 جرامًا زائد الكتلة المجهولة يجب أن تساوي 73.4 جرامًا.

نريد جعل الكتلة المجهولة في طرف بمفردها؛ لذا علينا طرح 70.2 جرامًا من طرفي المعادلة. ‏70.2 جرامًا ناقص 70.2 جرامًا يساوي صفر جرام، إذن سيحذف هذا الجزء. ومن ثم، فإن كتلة غاز الأكسجين المفقود تساوي 73.4 جرامًا ناقص 70.2 جرامًا، وهو ما يساوي 3.2 جرامات. إذن إجابة الجزء الأول من هذا السؤال: «ما كتلة غاز الأكسجين المفقود؟» هي 3.2 جرامات.

ما كتلة الزئبق الناتج؟

يخبرنا السؤال بأن كتلة الوعاء والزئبق تساوي 70.2 جرامًا، لكننا نريد فقط معرفة كتلة الزئبق الناتج. لذا علينا طرح كتلة الوعاء الفارغ. نعلم من السؤال أن كتلة الوعاء الفارغ تساوي 30.0 جرامًا. إذا طرحنا 30.0 جرامًا من 70.2 جرامًا، فسنحصل على 40.2 جرامًا. إذن إجابة السؤال «ما كتلة الزئبق الناتج؟»: هي 40.2 جرامًا.

ما الصيغة الأولية لمركب أكسيد الزئبق؟

الصيغة الأولية صيغة مركب له أبسط نسبة عدد صحيح للذرات. على سبيل المثال، يحتوي ‪C3H6‬‏ على الصيغة الأولية ‪CH2‬‏، ويحتوي ‪C4H10‬‏ على الصيغة الأولية ‪C2H5‬‏. لإيجاد الصيغة الأولية لأكسيد الزئبق، علينا أولًا معرفة كتلة الزئبق وكتلة الأكسجين الموجودتين لدينا. سبق أن أوجدنا كتلة كل منهما، وهما 40.2 جرامًا و3.2 جرامات. علينا بعد ذلك معرفة الكتلة المولية للزئبق والأكسجين. والكتلة المولية هي متوسط الكتلة بالجرام لكل مول من المادة. ويعبر عنها بوحدات الجرام لكل مول. ومعطى لدينا في السؤال قيمتا الكتلة المولية للزئبق والأكسجين. الكتلة المولية للزئبق تساوي 201 جرام لكل مول، والكتلة المولية للأكسجين تساوي 16 جرامًا.

خطوتنا التالية لإيجاد الصيغة الأولية هي إيجاد عدد المولات لكل عنصر. يمكننا حساب عدد المولات من خلال النظر إلى وحدتي القيمتين اللتين لدينا بالفعل. لدينا الكتلة بالجرام، والكتلة المولية بالجرام لكل مول، ونريد حساب عدد المولات. قسمة الجرام على الجرام لكل مول تساوي حاصل ضرب الجرام في مقلوب الجرام لكل مول، وهو المول لكل جرام. إذا ضربنا الجرام في المولات لكل جرام، يمكننا حذف وحدة الجرام، فيتبقى لدينا عدد المولات.

إذا حصلنا على عدد المولات من قسمة الجرام على الجرام لكل مول، فإن قسمة الكتلة على الكتلة المولية يعطينا عدد المولات. إذن بالنسبة إلى الزئبق، علينا قسمة 40.2 على 201. وهذا يعطينا 0.2 مول. ولمعرفة عدد مولات الأكسجين الموجودة لدينا، علينا قسمة 3.2 على 16. وهذا يعطينا أيضًا 0.2 مول.

نعلم الآن أن النسبة المولية بين الزئبق والأكسجين تساوي 0.2 إلى 0.2. لكن لإيجاد الصيغة الأولية، نحتاج إلى أبسط نسبة عدد صحيح للذرات. ومن ثم، علينا قسمة كل قيمة من قيمتي المولات، وهما تساويان 0.2، على أصغر عدد من المولات. وبما أن العددين متساويان، علينا قسمة كل منهما على نفسه. ‏0.2 مقسومًا على 0.2، أو أي عدد على نفسه، يساوي واحدًا. إذن لكل ذرة من الزئبق، لدينا ذرة واحدة من الأكسجين. تصبح هاتان القيمتان قيمتين سفليتين في الصيغة الأولية؛ ومن ثم تكون الصيغة هي ‪Hg1O1‬‏. لكن بما أننا عادة لا نكتب القيمة السفلية عندما تساوي واحدًا، فإن الصيغة الأولية لمركب أكسيد الزئبق هي ‪HgO‬‏.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.