فيديو السؤال: تحديد المحلول الذي سيكون له أقل ضغط بخاري الكيمياء • الصف الأول الثانوي

نسخة الفيديو النصية

أي المحاليل الآتية تتوقع أن يكون له أقل ضغط بخاري؟ افترض أن جميع المحاليل في نفس درجة الحرارة. (أ) محلول بتركيز 0.2 مولار من اليوريا، (ب) محلول بتركيز 0.2 مولار من ‪MgSO4‬‏، (ج) محلول بتركيز 0.2 مولار من ‪KCl‬‏، (د) محلول بتركيز 0.2 مولار من ‪AlCl3‬‏، (هـ) محلول بتركيز 0.2 مولار من ‪LiBr‬‏.

في هذا السؤال، لدينا خمسة محاليل مختلفة في درجة الحرارة نفسها ولها التركيز المولاري نفسه، وهو 0.2 مولار. يعبر التركيز المولاري عن تركيز المحلول، الذي يكون في صورة عدد مولات جسيمات المذاب لكل لتر من المحلول. يحتوي كل محلول على مذاب مختلف ذائب في الماء. تتفكك المواد المذابة التي تكون في صورة مركبات أيونية إلى أيونين على الأقل عند ذوبانها في محلول. على سبيل المثال، عندما يذوب المركب الأيوني كلوريد الصوديوم في الماء، تتفكك كل وحدة من كلوريد الصوديوم إلى جسيمين، وهما أيون الكلوريد وأيون الصوديوم. المواد المذابة في خيارات الإجابة من (ب) إلى (هـ) هي مركبات أيونية؛ لأنها، مثل كلوريد الصوديوم، تتكون من كاتيون فلزي موجب الشحنة وأنيون لافلزي أو متعدد الذرات سالب الشحنة.

لا تتفكك المواد المذابة التي تكون في صورة مركبات تساهمية، باستثناء الأحماض، إلى أكثر من جسيم واحد عند ذوبانها في الماء. عندما يذوب السكروز في الماء، وهو يتكون من ثلاثة أنواع مختلفة من اللافلزات، لا تتفكك جزيئاته إلى أكثر من جسيم واحد. إنها تظل في صورة جزيئات غير متفككة في المحلول. المذاب في خيار الإجابة (أ) هو اليوريا. الصيغة الجزيئية لليوريا هي ‪CH4N2O‬‏. يمكننا ملاحظة أن جزيء اليوريا يتكون من ذرات لافلزية فقط، ومن ثم، فإن هذه الذرات ستكون مرتبطة بروابط تساهمية. وعليه، فإن اليوريا هي مركب تساهمي، ولا نتوقع أن تتفكك اليوريا إلى أيونات عند الذوبان في الماء.

من المهم معرفة أن المواد المذابة في جميع خيارات الإجابة هي أيضًا غير متطايرة، وهو ما يعني ببساطة أنه عند ذوبانها لا تتبخر لتكون بخارًا.

حسنًا، الضغط البخاري هو ضغط الاتزان الذي يؤثر به البخار على سطح السائل في وعاء مغلق. يتكون البخار الموجود أعلى السائل عن طريق عملية التبخر. عندما يذوب المذاب في مذيب مثل الماء، تعيق جسيمات المذاب تبخر جسيمات المذيب. ينتج عن هذا تكوين بخار أقل فوق المحلول، وهو ما يعني انخفاض الضغط البخاري. كلما زاد عدد جسيمات المذاب الذائبة في المحلول، انخفض الضغط البخاري. تسمى خواص المحلول، مثل الضغط البخاري، التي تتأثر بعدد جسيمات المذاب، بالخواص التجميعية.

لتحديد أي المحاليل سيكون له أقل ضغط بخاري، علينا تحديد أي من المواد المذابة تنتج أكبر عدد من الجسيمات عند ذوبانها في المحلول. دعونا نبدأ بخيار الإجابة (أ). إننا نعلم أن اليوريا مركب تساهمي وأنه لن يتفكك إلى أيونات عند ذوبانه في الماء ليكون محلولًا. ومن ثم، سيحتوي المحلول على 0.2 مول من جزيئات اليوريا لكل لتر. المذاب في خيار الإجابة (ب) هو المركب الأيوني كبريتات المغنيسيوم. دعونا نكتب معادلة كيميائية لتمثيل ذوبان كبريتات المغنيسيوم في الماء.

عندما تذوب كبريتات المغنيسيوم في الماء، تتفكك كل وحدة من كبريتات المغنيسيوم إلى أيونين، وهما أيون المغنيسيوم وأيون الكبريتات. إذا تفككت جميع وحدات كبريتات المغنيسيوم في لتر واحد من المحلول، فسيكون هناك 0.2 مول من أيونات المغنيسيوم و0.2 مول من أيونات الكبريتات. ومن ثم، سيكون هناك إجمالي 0.4 مول من الأيونات المذابة في المحلول. دعونا نستمر في كتابة المعادلات لتمثيل ذوبان المواد المذابة المتبقية في الماء.

بالنسبة إلى خيار الإجابة (ج)، فإنه عندما يذوب المركب الأيوني كلوريد البوتاسيوم في الماء، تتفكك كل وحدة إلى أيونين، وهما أيون البوتاسيوم وأيون الكلوريد. إذا تفككت جميع وحدات كلوريد البوتاسيوم في لتر واحد من المحلول، فسيكون هناك إجمالي 0.4 مول من الأيونات المذابة في المحلول. بالنسبة إلى خيار الإجابة (د)، فإنه عندما يذوب المركب الأيوني كلوريد الألومنيوم في الماء، تتفكك كل وحدة إلى أربعة أيونات إجمالًا، وهي أيون ألومنيوم واحد، وثلاثة أيونات من الكلوريد. هذا يعني أنه في لتر واحد من المحلول، سيكون هناك 0.2 مول من أيونات الألومنيوم وثلاثة في 0.2 مول من أيونات الكلوريد. ومن ثم، سيحتوي محلول كلوريد الألومنيوم على 0.8 مول من الأيونات المذابة لكل لتر.

وأخيرًا، في خيار الإجابة (هـ)، عندما يذوب المركب الأيوني بروميد الليثيوم في الماء، تتفكك كل وحدة إلى أيونين، وهما أيون الليثيوم وأيون البروميد. إذا تفككت جميع وحدات بروميد الليثيوم في لتر واحد من المحلول، فسيكون هناك 0.2 مول من أيونات الليثيوم و 0.2 مول من أيونات البروميد. ومن ثم، سيحتوي محلول بروميد الليثيوم على 0.4 مول من الأيونات المذابة لكل لتر. ونظرًا لأن كلوريد الألومنيوم يتفكك ليكون أكبر عدد من جسيمات المذاب الذائبة، فإن محلول كلوريد الألومنيوم سيكون له أقل ضغط بخاري.

حسنًا، السؤال لدينا هو: أي المحاليل الآتية تتوقع أن يكون له أقل ضغط بخاري؟ والإجابة هي محلول بتركيز 0.2 مولار من ‪AlCl3‬‏؛ أي خيار الإجابة (د).