نسخة الفيديو النصية
تمت معايرة خليط صلب كتلته 0.2 جرام من المركبين KOH وKCl مقابل محلول تركيزه 0.1 مولار من HCl. نتج عن إضافة 20 ملليلترًا من HCl حدوث تعادل تام. ما النسبة المئوية للمركب KOH في الخليط الصلب، في صورة عدد صحيح؟ الكتلة المولية للبوتاسيوم تساوي 39 جرامًا لكل مول. الكتلة المولية للأكسجين تساوي 16 جرامًا لكل مول. الكتلة المولية للهيدروجين تساوي جرامًا واحدًا لكل مول. الكتلة المولية للكلور تساوي 35.5 جرامًا لكل مول.
المعايرة هي إحدى طرق التحليل الكمي التي تستخدم لتحديد تركيز المادة المراد تحليلها باستخدام تركيز معلوم لمحلول آخر. المادة المراد تحليلها هي المادة الموجودة في العينة موضع البحث. في هذه المسألة، المادة المراد تحليلها هي KOH، أو هيدروكسيد البوتاسيوم، الموجود في الخليط الصلب. نحدد النسبة المئوية للمادة المراد تحليلها في الخليط الصلب عن طريق معايرتها باستخدام تركيز معلوم لحمض الهيدروكلوريك. وبما أن حمض الهيدروكلوريك هو حمض، وهيدروكسيد البوتاسيوم هو قاعدة، فعند إضافة حمض الهيدروكلوريك، سيتفاعل مع القاعدة في تفاعل تعادل، وهذا يؤدي إلى تكوين ملح، وهو كلوريد البوتاسيوم، وماء. وعندما يتعادل المحلول تمامًا، سنجد أن عدد مولات الهيدروكسيد التي تأتي من هيدروكسيد البوتاسيوم يساوي عدد مولات أيونات الهيدروجين التي تأتي من حمض الهيدروكلوريك المضاف.
يمكننا استخدام هذا باعتباره نقطة البداية لحل المسألة. إذا استطعنا حساب كمية أيونات الهيدروجين، فسنعرف كمية مولات أيونات الهيدروكسيد. ومن ثم، يمكننا تحديد كمية هيدروكسيد البوتاسيوم الموجودة في الخليط الصلب. نحسب بعد ذلك النسبة المئوية لهيدروكسيد البوتاسيوم في الخليط. يمكننا حساب كمية حمض الهيدروكلوريك بالمول من خلال ضرب تركيز حمض الهيدروكلوريك في حجم حمض الهيدروكلوريك المضاف. تركيز حمض الهيدروكلوريك يساوي 0.1 مولار، وأضيف 20 ملليلترًا من حمض الهيدروكلوريك. وحدة المولار تكافئ وحدة المول لكل لتر. لذا، علينا تحويل وحدة قياس الحجم من الملليلتر إلى اللتر قبل مواصلة الحل.
اللتر الواحد يساوي 1000 ملليلتر. يمكننا التحويل من الملليلتر إلى اللتر إذا استخدمنا هذه العلاقة، مع التأكد من وجود الملليلتر في المقام، ومن ثم تلغى الوحدتان معًا. بإجراء العملية الحسابية، سنجد أن 20 ملليلترًا يكافئ 0.02 لتر. نحذف بعد ذلك وحدتي اللتر، ويتبقى لدينا وحدة المول. إذن، لقد أضفنا 0.002 مول من HCl. يتأين حمض الهيدروكلوريك في الماء ليكون أيونات هيدروجين وأيونات كلوريد. كل مول من حمض الهيدروكلوريك ينتج مولًا واحدًا من أيونات الهيدروجين. ومن ثم، 0.002 مول من حمض الهيدروكلوريك ينتج 0.002 مول من أيونات الهيدروجين.
كما ذكرنا من قبل، عدد مولات أيونات الهيدروكسيد يساوي عدد مولات أيونات الهيدروجين عند تعادل المحلول تمامًا. هذا يعني أن لدينا 0.002 مول من أيونات الهيدروكسيد في المحلول. ولعلنا نتذكر أن أيونات الهيدروكسيد هذه تأتي من هيدروكسيد البوتاسيوم في الخليط الصلب؛ لأن المول الواحد من أيونات الهيدروكسيد يتكون عند تأين مول واحد من هيدروكسيد البوتاسيوم في الماء. إذن، 0.002 مول من أيونات الهيدروكسيد يأتي في الأساس من 0.002 مول من هيدروكسيد البوتاسيوم. والآن، بعد أن عرفنا كمية هيدروكسيد البوتاسيوم بالمول، يمكننا حساب الكتلة. سنفعل ذلك باستخدام الكتلة المولية لهيدروكسيد البوتاسيوم.
الكتلة المولية لهيدروكسيد البوتاسيوم ستساوي الكتلة المولية للبوتاسيوم زائد الكتلة المولية للأكسجين زائد الكتلة المولية للهيدروجين. بجمع تلك الكتل معًا، نجد أن الكتلة المولية لهيدروكسيد البوتاسيوم تساوي 56 جرامًا لكل مول. يمكن حساب كتلة أي مادة عن طريق ضرب كمية تلك المادة بالمول في الكتلة المولية للمادة. إذن، سنحسب عدد جرامات هيدروكسيد البوتاسيوم من خلال ضرب المولات في الكتلة المولية. ستحذف وحدتا المول معًا، وسنجد أن كتلة هيدروكسيد البوتاسيوم تساوي 0.112 جرام. وعليه، فإن الخليط الصلب الذي كتلته 0.2 جرام من هيدروكسيد البوتاسيوم وكلوريد البوتاسيوم، يحتوي على 0.112 جرام من هيدروكسيد البوتاسيوم.
إذن، ما النسبة المئوية لهيدروكسيد البوتاسيوم في هذا الخليط؟ النسبة المئوية الكتلية لمكون في خليط تساوي كتلة المكون مقسومة على كتلة الخليط، ثم نضرب الناتج في 100 بالمائة. وعليه، فإن النسبة المئوية الكتلية لهيدروكسيد البوتاسيوم في الخليط تساوي كتلة هيدروكسيد البوتاسيوم، وهي 0.112 جرام، مقسومة على كتلة الخليط، وهي 0.2 جرام. بعد ذلك، نضرب الناتج في 100 بالمائة. بإجراء هذه العملية الحسابية، نحصل على 56 بالمائة، وهذه النسبة على صورة عدد صحيح بالفعل. إذن، الإجابة النهائية والنسبة المئوية لهيدروكسيد البوتاسيوم في الخليط الصلب هي 56 بالمائة.
