نسخة الفيديو النصية
أي المعادلات الآتية يمكن استخدامها للمساعدة في حساب تركيز الحمض أو القاعدة عقب تجربة المعايرة؟ أ: 𝑛 حمض مقسومًا على 𝑀 حمض يساوي 𝑛 قاعدة في 𝑉 قاعدة مقسومًا على 𝑀 قاعدة. ب: 𝑛 حمض في 𝑉 حمض مقسومًا على 𝑀 حمض يساوي 𝑀 قاعدة في 𝑉 قاعدة مقسومًا على 𝑛 قاعدة. ج: 𝑀 حمض في 𝑛 حمض مقسومًا على 𝑉 حمض يساوي 𝑛 قاعدة مقسومًا على 𝑉 قاعدة. د: 𝑀 حمض مقسومًا على 𝑉 حمض في 𝑛 حمض يساوي 𝑀 قاعدة في 𝑉 قاعدة مقسومًا على 𝑛 قاعدة. هـ: 𝑀 حمض في 𝑉 حمض مقسومًا على 𝑛 حمض يساوي 𝑀 قاعدة في 𝑉 قاعدة مقسومًا على 𝑛 قاعدة.
في المعايرة، يحدد الكيميائي تركيز المادة المقيسة باستخدام تركيز معلوم لمحلول ثان. فإذا أردنا حساب تركيز حمض أو قاعدة، يمكننا إجراء تجربة معايرة الحمض والقاعدة. يضاف حجم محدد بدقة من المادة المقيسة إلى دورق مخروطي. ويضاف أيضًا أي دليل حمض وقاعدة، مثل الفينولفثالين، إلى الدورق. تملأ السحاحة بمحلول المعايرة، وهو المحلول الذي له تركيز معلوم. وبما أن تركيزه محدد بدقة بالفعل؛ يشار إلى محلول المعايرة بالمحلول القياسي.
أثناء التجربة، يضاف المحلول القياسي ببطء إلى الدورق المخروطي الذي يحتوي على المادة المقيسة. يحدث تفاعل تعادل بين الحمض والقاعدة عند خلطهما معًا في الدورق. وبمجرد أن يتغير لون الدليل، نكون قد وصلنا إلى نقطة النهاية، وهو ما يعني أن المادة المقيسة الموجودة في الدورق المخروطي قد تفاعلت كلها. عند هذه المرحلة، نحصل على قراءة عند مستوى الرؤية لحجم المحلول القياسي في السحاحة.
الآن لنكتب الكميات المعروفة وأنواع القياسات التي أجريت خلال تجربة المعايرة. لنفترض أن المادة المقيسة هي الحمض، وأن المحلول القياسي هو القاعدة. في نهاية التجربة، سنعرف حجم القاعدة اللازم لمعادلة الحمض. وبما أن القاعدة محلول قياسي، فإننا نعرف بالفعل تركيزها المولاري، أو مولاريتها. إذا ضربنا حجم القاعدة باللتر في مولارية القاعدة بالمول لكل لتر، فيمكننا تحديد عدد مولات القاعدة التي تفاعلت.
لكن لأننا نريد تحديد مولارية الحمض، فعلينا إجراء تحويل مهم. علينا ضرب عدد مولات القاعدة في النسبة المولية للحمض إلى القاعدة، ويمثلها المعاملان التكافئيان في المعادلة الكيميائية الموزونة.
يمكننا تلخيص خطوات العمليات الحسابية التي أجريناها حتى الآن بضرب حجم القاعدة في مولارية القاعدة ثم القسمة على معامل القاعدة من المعادلة الموزونة.
بما أننا نعرف أن عدد مولات القاعدة المتفاعلة مرتبط بعدد مولات الحمض المتفاعلة من خلال نسبة معامليهما، يمكننا تكوين تناسب بكتابة تعبير للحمض مشابه لتعبير القاعدة. في المثال الذي ناقشناه، نعرف حجم الحمض الذي بدأنا به في الدورق المخروطي. ونعرف أيضًا معامل الحمض من المعادلة الموزونة. إذن ستتيح لنا هذه المعادلة حساب التركيز المجهول للحمض.
تلخيصًا لما سبق، المعادلة التي يمكن استخدامها للمساعدة في حساب تركيز الحمض أو القاعدة عقب تجربة المعايرة هي المعادلة المذكورة في خيار الإجابة هـ: 𝑀 حمض في 𝑉 حمض مقسومًا على 𝑛 حمض يساوي 𝑀 قاعدة في 𝑉 قاعدة مقسومًا على 𝑛 قاعدة.
