فيديو السؤال: حساب تركيز أيونات الهيدروكسيد في عينة بمعلومية الأس الهيدروجيني الكيمياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

أحد الكيميائيين لديه خمس عينات من مياه الصرف الصحي. قاس الكيميائي قيم الأس الهيدروجيني لجميع العينات عند 25 درجة سلزية، ثم سجلها في الجدول الموضح. ما تركيز الهيدروكسيد ‪OH−‬‏، بوحدة المول لكل لتر، في العينة واحد؟ اكتب إجابتك لأقرب منزلتين عشريتين بالترميز العلمي.

يوضح الجدول قيم الأس الهيدروجيني لخمس عينات. الأس الهيدروجيني هو إحدى طرق تمثيل تركيز أيونات الهيدرونيوم في المحلول. وتركيز أيونات الهيدرونيوم في أي محلول مائي عند 25 درجة سلزية يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتركيز أيونات الهيدروكسيد. في الواقع، عند 25 درجة سلزية، يكون تركيز أيونات الهيدرونيوم مضروبًا في تركيز أيونات الهيدروكسيد مساويًا لواحد في 10 أس سالب 14. ومثلما يمكن تمثيل تركيز أيونات الهيدرونيوم باستخدام الأس الهيدروجيني، يمكن تمثيل تركيز أيونات الهيدروكسيد باستخدام الأس الهيدروكسيلي. ويمكن ربط هذه الكميات الأربع؛ أي الأس الهيدروجيني والأس الهيدروكسيلي وتركيز أيونات الهيدرونيوم وتركيز أيونات الهيدروكسيد، بعضها ببعض من خلال ست معادلات مختلفة ما لم تتغير درجة حرارة المحلول عن 25 درجة سلزية.

للإجابة عن هذا السؤال، علينا حساب تركيز أيونات الهيدروكسيد في العينة واحد التي لها أس هيدروجيني يساوي 7.6. بالنظر إلى الشكل، يمكننا ملاحظة أن هناك طريقتين يمكن استخدامهما لتحويل الأس الهيدروجيني إلى تركيز أيونات الهيدروكسيد. في هذا الفيديو، سنبدأ بتحويل الأس الهيدروجيني إلى تركيز أيونات الهيدرونيوم، لكننا سنحتاج إلى إفراغ بعض المساحة قبل فعل ذلك. لإجراء هذا التحويل، يمكننا استخدام المعادلة التي توضح أن تركيز أيونات الهيدرونيوم يساوي 10 أس سالب الأس الهيدروجيني. وبالتعويض بقيمة الأس الهيدروجيني وإجراء العملية الحسابية، نحصل على قيمة عددية تساوي 2.5118 في 10 أس سالب ثمانية. علينا الملاحظة هنا أنه على الرغم من أن الأس الهيدروجيني قيمة بلا وحدة، فقد أوجدنا تركيزًا بوحدة المول لكل لتر.

يمكننا الآن حساب تركيز الهيدروكسيد باستخدام المعادلة التي توضح أن تركيز أيونات الهيدرونيوم مضروبًا في تركيز أيونات الهيدروكسيد يساوي واحدًا في 10 أس سالب 14. يجب أن يكون كل تركيز من التركيزين المستخدمين في هذه المعادلة بوحدة المول لكل لتر، لكن يظل الثابت قيمة بلا وحدة. لذا، لحل هذه المعادلة، سنستخدم تركيز أيونات الهيدرونيوم بدون وحدة مع ملاحظة أننا عندما نوجد تركيز أيونات الهيدروكسيد ستكون القيمة بوحدة المول لكل لتر. نعوض بقيمة تركيز أيونات الهيدرونيوم في المعادلة ثم نعيد ترتيب المعادلة لحلها، وبهذا نحصل على قيمة تساوي 3.9811 مضروبًا في 10 أس سالب سبعة، التي كما نعرف ستكون بوحدة المول لكل لتر.

الإجابة التي توصلنا إليها مكتوبة الآن بالوحدة الصحيحة والترميز العلمي السليم، لكن ما زال علينا تقريب الإجابة لأقرب منزلتين عشريتين. بالتقريب، يمكننا القول إن تركيز الهيدروكسيد في العينة واحد يساوي 3.98 في 10 أس سبعة مول لكل لتر.