فيديو السؤال: تحديد المعادلة المستخدمة لحساب تركيز أيونات الهيدرونيوم الكيمياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

أي المعادلات الآتية يمكن استخدامها لحساب تركيز أيونات الهيدرونيوم؟ أ: تركيز ‪OH−‬‏ يساوي 10 أس الأس الهيدروكسيلي. ب: تركيز ‪OH−‬‏ يساوي 10 أس سالب الأس الهيدروكسيلي. ج: تركيز ‪H3O+‬‏ يساوي 10 أس سالب الأس الهيدروكسيلي. د: تركيز ‪H3O+‬‏ يساوي 10 أس سالب الأس الهيدروجيني. هـ: تركيز ‪H3O+‬‏ يساوي 10 أس الأس الهيدروجيني.

لتحديد المعادلة التي يمكن استخدامها لحساب تركيز أيونات الهيدرونيوم، نحتاج إلى معرفة ماهية أيون الهيدرونيوم. تتكون أيونات الهيدرونيوم في تفاعل الحمض والقاعدة عندما تكتسب جزيئات الماء بروتونًا أو أيون ‪H+‬‏. الرمز الكيميائي لأيون الهيدرونيوم هو ‪H3O+‬‏. نشير إلى تركيز أيونات الهيدرونيوم عن طريق وضع الرمز الكيميائي بين قوسين. نلاحظ أن الخيارات ج، د، هـ تتضمن العبارة «تركيز أيونات الهيدرونيوم». ويتضمن الخياران أ، ب العبارة «تركيز أيونات الهيدروكسيد». إذن، نستبعد هذين الخيارين.

نلاحظ من الخيارات أن تركيز أيونات الهيدرونيوم يجب أن يكون مرتبطًا بالأس الهيدروجيني أو الأس الهيدروكسيلي. كل من الأس الهيدروجيني والأس الهيدروكسيلي قيمتان عديمتا الوحدة تستخدمان باعتبارهما طريقة أكثر عملية لتمثيل تركيز أيونات معينة. يمكن حساب الأس الهيدروكسيلي عن طريق أخذ اللوغاريتم السالب لتركيز أيونات الهيدروكسيد، في حين يمكن حساب الأس الهيدروجيني عن طريق أخذ اللوغاريتم السالب لتركيز أيونات الهيدرونيوم. نلاحظ أن الأس الهيدروكسيلي لا يرتبط ارتباطًا مباشرًا بتركيز أيونات الهيدرونيوم. من ثم، نستبعد الخيار ج.

أصبحنا نعلم الآن أن الأس الهيدروجيني وتركيز أيونات الهيدرونيوم مرتبطان. لكن علينا إعادة ترتيب هذه المعادلة لحساب تركيز أيونات الهيدرونيوم. ولفعل ذلك، نحتاج إلى فهم أساسيات اللوغاريتمات. اللوغاريتم المستخدم في هذه المعادلة هو لوغاريتم الأساس 10. لفهم هذه الدالة على نحو أفضل، دعونا نتناول القيمة 1000، وهي أحد مضاعفات العدد 10. ‏1000 يساوي 10 في 10 في 10. بعبارة أخرى: 1000 يساوي 10 أس ثلاثة. لوغاريتم الأساس 10 لعدد ما يساوي الأس الذي يجب أن يرفع إليه الـ 10 للحصول على هذا العدد. إذن، لوغاريتم 1000 للأساس 10 يساوي ثلاثة.

بعد أن فهمنا الآن أساسيات اللوغاريتمات، يمكننا ربط هاتين المعادلتين العامتين بمعادلة الأس الهيدروجيني. في معادلة الأس الهيدروجيني، تركيز أيونات الهيدرونيوم هو ‪𝑥‬‏. لكن قبل أن نتمكن من تحديد ‪𝑦‬‏، علينا نقل الإشارة السالبة. يمكننا عمل ذلك بقسمة طرفي المعادلة على سالب واحد. وهذا يعطينا سالب الأس الهيدروجيني يساوي لوغاريتم تركيز ‪H3O+‬‏. نلاحظ الآن أن سالب الأس الهيدروجيني هو ‪𝑦‬‏ وتركيز ‪H3O+‬‏ هو ‪𝑥‬‏. بعد ذلك، نكتب معادلة على الصورة ‪𝑥‬‏ يساوي 10 أس ‪𝑦‬‏. هذا يعطينا المعادلة الآتية: تركيز ‪H3O+‬‏ يساوي 10 أس سالب الأس الهيدروجيني. وهذه المعادلة تطابق المعادلة الموضحة في الخيار د.

وعليه، فإن المعادلة التي يمكن استخدامها لحساب تركيز أيونات الهيدرونيوم هي المعادلة الموضحة في الخيار د. تركيز ‪H3O+‬‏ يساوي 10 أس سالب الأس الهيدروجيني.