3شخب اهزاب و اهديسا :ميناوخ يم شخب نيا رد اهزاب و اهديسا تشذگرس ـ اهزاب و اهديسا.1 زاب ـ ديسا ياه لدم.2

Transcript

1 بخش بازها و اسيدها ميخوانيم: بخش اين در بازها و اسيدها سرگذشت بازها و اسيدها 1. باز اسيد مدلهاي 2. آرنيوس مدل الف. برونستد لوري مدل ب. لوويس مدل پ. ضعيف و قوي اسيدهاي. پروتوندار چند اسيدهاي 4. K( ( آب يونش ثابت 5. w ph مقياس و هيدروژن يون غلظت 6. ph اندازهگيري روشهاي 7. ديجيتالي phسنجهاي الف. شناساگرها ب. ضعيف و قوي بازهاي 8. محلول ph محاسبهي 9. قوي اسيدهاي محلول ph محاسبهي الف. ضعيف اسيدهاي محلول ph محاسبهي ب. قوي بازهاي محلول ph محاسبهي پ. ضعيف بازهاي محلول ph محاسبهي ت. باز و اسيد مخلوط ph محاسبهي ث. اسيدها كربوكسيليك. آمينها 11. آبكافت خنثي و بازي اسيدي نمكهاي 12. بافر محلولهاي 1. هستند بازي نمكهايي صابونها استرها 14. آمينواسيدها 15.

2 شيمي پيشدانشگاهي )سال چهارم( 1. اسيدها و بازها سرگذشت اسيدها و بازها جوهرليمو )سيتريك اسيد( جوهر سركه )استيك اسيد( ويتامين C )آسكوربيك اسيد( و اسيد باتري )سولفوريك اسيد( از جمله اسيدهاي آشنا هستند. سولفوریک اسيد: HSO 2 4 استيك اسيد: CH COOH ) ) NaOH) و سود سوزآور )سديم هيدروكسيد ) ) Mg) OH)) آمونياك ) ) NH شير منيزي )منيزيم هيدروكسيد 2 آشنا هستند. اسيدها مواد ترشمزه و بازها موادي تلخمزه هستند. اسيدها كاغذ ليتموس را سرخ و بازها كاغذ ليتموس را آبي ميكنند. پيش از آنكه ساختار اسيدها و بازها شناخته شود شيميدانها با ويژگي هر كدام و واكنش ميان آنها آشنا بودند. در نخستين گام براي توجيه مشاهدهها الووازيه اكسيژن را عنصر اصلي سازندهي اسيدها در نظر گرفت. با كشف و بررسي خواص هيدروكلريك اسيد ) HCl ) توسط همفري ديوي چون اين تركيب ) HCl ) از جمله بازهاي اسيد است ولي اكسيژن ندارد فراگير نبودن ديدگاه الووازيه دربارهي اسيدها به اثبات رسيد. با اين كشف هيدروژن كه در ساختار اسيدها وجود داشت به عنوان عنصر اصلي در ساختار اسيدها مورد توجه قرار گرفت. مشاهدههاي بسياري درستي ديدگاه ديوي را به اثبات رساند. براي مثال بر اثر واكنش اسيدها با فلزهاي واكنشپذير )مانند K Na و...( گاز هيدروژن ) 2 ) H آزاد ميشود. بر مبناي تجربي اسيد به تركيبي گفته ميشود كه در مولكول آن اتم هيدروژني وجود دارد كه ميتوان آن را طي واكنشي با يك اتم فلزي جايگزين كرد به بيان ديگر هيدروژن اسيدي هيدروژني است كه توسط فلز فعال جايگزين ميشود. مثال: 2CHCH2OH 2Na 2CHCH2O Na H2) g) هيدروژن اسيدي 2CH C C H 2K 2CH C C K H2) g) هيدروژن اسيدي Na HCl NaCl H 2 ) g) 1. با توجه به واكنش داده شده به پرسشها پاسخ دهيد. تهران رهنما الف. نام تركيب واكنشدهنده را بنويسيد. ب.هيدروژن اسيدي را در تركيب CH CH OH 2 با ذكر علت تعيين كنيد. حل: الف. اتانول 2CHCH2OH)( l 2Nas )( 2CHCH2O Na )( s H2) g( ب. هيدروژن متصل به اتم اكسيژن ( 2 ) CH CH OH هيدروژن اسيدي است زيرا توسط فلز فعال سديم جايگزين شده است. 128

3 بازها و اسيدها سوم: بخش 4 سماء تهران كنيد. كامل را زير واكنشهاي 2. )الف HC C H 2 Na )ب CHCH2 COOH Na CHCH2COO Na H2 ب. Na C C Na H 2 الف. : ل ح است. اسيدي هيدروژن ) C (C سهگانه پيوند و اكسيژن اتم به متصل هيدروژن نكته: امتحاني سؤاالت حيان جابربن تهران دهيد. پاسخ پرسشها به شده داده تركيبهاي به توجه 1 با 1. ) CH COOH )2 )1 دارد اسيدي هيدروژن چند )1( تركيب الف. دهيد. توضيح ميكند آزاد H 2 گاز مول يك سديم فلز كافي مقدار با واكنش اثر بر تركيب كدام از مول يك ب. است معروف سركه جوهر به تركيب كدام پ. بنويسيد. را نظر مورد مادهی شيميايي فرمول يا نام شده داده عبارت به توجه 2 با. 2 نرجس تهران نميباشد. ) COOH ) كربوكسيل عاملي گروه داراي و دارد وجود پرتقال در اسيد اين الف. مطهری تهران است. معروف ليمو جوهر به كه اسيدهایي مهمترين از يكي ب. باقرالعلوم تهران ميشود. استفاده اسيد اين از خودرو باتري در پ. شریعتی تهران كنيد. معين دليل بيان با را زير عبارتهاي نادرستي يا درستي. است. اسيدي هيدروژن سه داراي كه ميباشد اسيدها مهمترين از يكي ) NH ) آمونياك الف. خرداد پانزده تهران ترشمزهاند. موادي بازها و تلخمزه موادي اسيدها ب. صدر تهران رساند. اثبات به اسيدها دربارهي را الووازيه ديدگاه نبودن فراگير ) HNO ) اسيد نيتريك خواص بررسي و كشف با ديوي پ. یاسوج چيست اسيدي هيدروژن 4 الف. 4. بهرام فيروز تهران چرا ميرساند اثبات به اسيدها دربارهي را ديوي ديدگاه درستي زير واكنشهاي از كداميك ب. I( 2HCl) aq( Na) s( 2NaCl) aq( H2) g( IIHCl ( ) aq( NaOH) aq( NaCl) aq( H 2 O)( l سعیدی آیتا... تهران دارد آب با سديم واكنش با تفاوتهايي چه اتانول با سديم واكنش پ. حسابي دكتر لرستان بنويسيد. را درست کلمههای یا عبارت نادرست واژههاي حذف 5 با 5. گرفت. درنظر اسیدها( / )بازها سازندهی اصلي عنصر را اکسیژن( / )هیدروژن الووازيه مشاهدهها توجيه براي گام نخستين در الف. به را اسيدها دربارهی الووازيه ديدگاه نبودن( / )بودن فراگير اسيد هیدروکلریک( / خواص)سولفوریک بررسي و كشف با ديوي 18 سال در ب. رساند. اثبات 129

4 چهارم( )سال پيشدانشگاهي شيمي امتحاني سؤاالت پاسخ اسيدي هيدروژن چهار الف. مول هر بنابراين است اسيدي هيدروژن 2 داراي زيرا ) ( تركيب ب. ميكند: آزاد H 2 مول يك كافي Na با واكنش اثر بر آن ) HCl ) پ.نادرست ديويباكشفوبررسيخواصهيدروكلريكاسيد رساند. رابهاثبات دربارهياسيدها الووازيه ديدگاه فراگيرنبودن...( K Na )مانند فعال فلز با واكنش اثر بر كه هيدروژني الف. 4 1 ميشود. ناميده اسيدي هيدروژن شود جايگزين HCO Na NaCO H2 )2( تركيب پ. گاز كه واكنشپذير فلزهاي با اسيدها واكنش ) I ( واكنش ب. است. ديوي ديدگاه درستي بيانگر ميكند آزاد هيدروژن 2 اسيد( )آسكوربيك C ويتامين الف. سديم با اتانول واكنش از بيشتر آب با سديم واكنش سرعت 1. پ. اسيد سيتريك ب. آن با آب سطح در سديم فلز 2. است.( اسيديتر آب )هيدروژن است. اسيد سولفوريك پ. واكنش آن با و ميرود فرو اتانول در سديم درحاليكه ميدهد واكنش ) HSO 2 4 ) زا بيشتر آب چگالي ولي سديم از كمتر اتانول چگالي چون ميدهد. است. ضعيف بازهای جزء ) NH ) آمونياك نادرست الف. است. سديم تلخمزهاند. موادي بازها و ترشمزه موادي اسيدها نادرست ب. نبودن هيدروكلريك ب. اسيدها اكسيژن الف. 5 باز اسید مدلهای 2. آرنیوس مدل الف. بازها و اسيدها براي مدلي به داد انجام آب در محلول تركيبهاي برقكافت و الكتريكي رسانايي روي كه پژوهشهايي طي آرنيوس سوانت يافت. دست كند. توليد يا آزاد پروتون( H ) aq )( هيدروژن يون آب در شدن حل هنگام به كه است مادهاي آرنيوس: اسيد HO HCl) g) 2 H ) aq) Cl ) aq) است. كرده آزاد ) H ) aq)) هيدروژن يون آب در شدن حل هنگام به زيرا است آرنيوس اسيد HCl) (g..., PO 4, SO, NO 2 5 مانند نافلزها اكسيد يون و داده واكنش آب با آب در شدن حل هنگام به زيرا ميباشند آرنيوس اسيد NO 2 5)) s H2Ol )) 2H ) aq) 2NO ) aq) ميكنند: توليد هيدروژن ميكند: توليد يا آزاد ) OH ) aq)) هيدروكسيد يون آب در شدن حل هنگام به كه است مادهاي آرنيوس: باز HO KOH)) s 2 K ) aq) OH ) aq) است. كرده آزاد ) OH ) aq)) هيدروكسيد يون آب در شدن حل اثر بر زيرا است آرنيوس باز KOH Na O K O 2 2, مانند آب در انحاللپذير فلزهای اكسيد ميباشند. آرنيوس باز بنابراين ميكنند توليد هيدروكسيد يون و داده واكنش آن با آب در شدن حل اثر بر ولي ندارند هيدروكسيد يون اگرچه و...

5 بازها و اسيدها سوم: بخش Na2Os )) HOl 2 )) 2Na ) aq) 2OH ) aq) فلزها اكسيد به و اسيدي اكسيد نافلزها اكسيد به اينرو از ميآيند شمار به آرنيوس باز فلزها اكسيد و آرنيوس اسيد نافلزها اكسيد ميگويند. بازي اكسيد مانند: ميگويند. يونش را ميشود تبديل مخالف بار با يونهايي به خنثي تركيب يك آن طي كه فرايندي HO 1( NaOH)) s 2 Na ) aq) OH HO ) aq) 2( HCl) g) 2 H ) aq) Cl ) aq) اكسيد ميدهند واكنش بازها با هم و اسيدها با هم ديگر بيان به ميدهند نشان خود از را بازي و اسيدي خاصيت دو هر كه اكسيدهايي )واكنش ميشود حل بازها در هم و اسيدها در هم ولي نيست انحاللپذير آب در ) Al2O) ((s اكسيد آلومينيم هستند. آمفوتر است. آمفوتر اكسيد Al O 2 بنابراين ميدهد( HCl) aq) KOH) aq) KCl) aq) H 2 O)) l اسيد باز نمك آب مانند: گويند. شدن خنثي واكنش يكديگر با بازها و اسيدها واكنش به نوشت: زير شكل به شركتكننده يونهاي حسب بر ميتوان را واكنش H ) aq) Cl ) aq) K ) aq) OH ) aq) K ) aq) Cl ) aq) H2Ol )) و Cl ) aq ) يونهاي مانند نميكنند شركت واكنش در ولی دارند حضور محیط در كه هستند يونهايي )تماشاچي(: ناظر يونهاي باال. واكنش در K ) aq ) گرفت: نظر در باز اسيد شدن خنثي فرايند در اصلي واكنش را OH ) aq ) و H ) aq) ميان واكنش آرنيوس H ) aq) OH ) aq) H2Ol )) آبپوشيده شدت به آب در محلول حالت به رو اين از است زياد بسيار آن الكتريكي بار چگالي و است كوچك ) H ) هيدروژن يون شعاع ايجاد HO 9 4 و HO 7 HO 5 2 HO مولكولي فرمول با يونهايي آب مولكولهاي با داتيو پيوند ايجاد طريق از و ميشود بنابراين ميگويند هيدرونيوم يون آن به و ميدهند نشان HO فرمول با را آن هيدروژن يون درستتر و سادهتر نمايش براي ميكند. نوشت: زير درستتر بهصورت ميتوان را باز اسيد شدن خنثي فرايند در اصلي واكنش HO ) aq) OH ) aq) 2HOl 2 )) هيدرونيوم هيدروكسيد میگویند. قلیایی را حاصل محلول و قلیا است انحاللپذیر آب در که باز یک به از: عبارتاند آرنيوس مدل ايرادهاي نميكند. تعيين را آب مولكول بازي يا اسيدي خصلت 2. ميرود. بهكار آب حالل با محلول حالت در تنها 1. مثال: پاسخ دليل است توجيه قابل آرنيوس نظريهي توسط NH( (g HCl( (g NH4Cl() s باز و اسيد واكنش آيا 1. ماه خرداد كشوري هماهنگ بنويسيد. را خود گازي. فاز در نه ميرود بهكار است آب حالل كه زماني هم آن محلول فاز در تنها آرنيوس نظريهي زيرا خير : ل ح 11

6 چهارم( )سال پيشدانشگاهي شيمي خیام تهران دهيد. پاسخ پرسشها به شده داده شكل به توجه با 2. دهيد. توضيح است Al O 2 از ويژگي چه بيانگر شكل الف. )NaOH باز و HCl اسید )با بنويسيد. را مربوطه واكنشهاي ب. است. شده حل باز در هم و اسيد در هم Al O 2 زيرا ميدهد نشان را Al O 2 آمفوتري خاصيت الف. : ل ح Al2O)) s HCl) aq) AlCl) aq) H2O)) l ب. Al2O)) s 2NaOH) aq) H2O)) l 2NaAl) OH) 4) aq) 2HOl 2 )( H O ) aq( OH ) aq( مييابد: يونش جزئي بهصورت روبهرو تعادلي واكنش طي آب مولكول. ميدهد افزايش را OH و H O يونهاي از كداميك غلظت آب در باز يك يا اسيد يك شدن حل ميشود. OH غلظت افزايش باعث آب در باز شدن حل و HO غلظت افزايش باعث آب در اسيد شدن حل ل: ح بادامچی تهران امتحاني سؤاالت دهيد. توضيح مختصر بهطور را زير موارد از يك 6 هر. 6 يونش الف. بقيها... تهران خدايي تهران تماشاگر يونهاي ب. دهيد. پاسخ زير پرسشهاي 7 به. 7 سماء 4 تهران بنويسيد. را پروتون آبپوشيدهي شكل دو ميشود آبپوشيده شدت به آب در محلول حالت به ) H ) هيدروژن يون چرا الف. چرا است آرنيوس باز SO 2 يا Na O 2 اكسيدهاي از كداميك ب. دانش رهجويان تهران راضيه كرج يافت دست بازها و اسيدها براي مدلي به پژوهشهايي چه طي آرنيوس پ. بنويسيد. را شدن خنثي فرايند در اصلي واكنش ت. باقرالعلوم تهران كنيد. معين دليل بيان با را زير عبارتهاي نادرستي يا 8 درستي 8. هستند. اسيدي اكسيد نافلزات اكسيد الف. ميكند. توليد ) H ) aq)) هيدروژن يون آب با واكنش اثر بر KO 2 ب. است. اكسيژن عنصر وجود علت به اسيدها در اسيدي خاصيت آرنيوس باز اسيد مدل طبق پ. 4 سماء تهران است. آرنيوس باز كدام و آرنيوس اسيد ماده كدام كنيد بيان و كنيد كامل را زير 9 فرايندهاي 9. )الف NO 2 5)) s H2Ol )) )ب Na2Os )) HOl 2 )) HO )پ NaOH)) s باهنر تهران چرا گفت قليا ميتوان كداميك به است محلول آب در KO 2 و نامحلول آب در CuO اينكه به توجه 1 با 0 12

7 بخش سوم: اسيدها و بازها 1 با 111 حذف واژههاي نادرست عبارت یا کلمهی درست را بنويسيد. الف. چنانچه گاز هيدروژن كلريد را در آب حل كنيم محلول آبي حاصل )کلریک/ هیدروکلریک( اسيد ناميده ميشود. تهران مالصدرا ب. اكسيد فلزها )باز / اسید( آرنيوس به شمار ميآيند و SO يك نوع اكسيد )اسیدی / بازی( ميباشد. تهران برهان 1 با 212 توجه به واكنش داده شده به پرسشها پاسخ دهيد. تهران شهدای بدر الف. به واكنش داده شده چه ميگويند آن را كامل كنيد ( aq HNO ) aq ( KOH ) ب. محلول حاصل چه خاصيتي دارد پ. يونهاي تماشاگر )ناظر( را معين كنيد. پاسخ سؤاالت امتحاني الف. به فرايندي كه طي آن يك تركيب خنثي به يونهايي با بار مخالف تبديل ميشود يونش ميگويند. ب. به يونهايي كه در محیط حضور دارند ولی در واكنش شركت نميكنند يونهاي تماشاگر گويند. الف. يون هيدروژن ) H ) كوچك است و چگالي بار الكتريكي آن بسيار زياد است. به حالت محلول در آب به شدت آبپوشيده ميشود و از طريق ايجاد پيوند داتيو با مولكولهاي آب يونهايي با فرمول مولكولي HO 7 HO 5 2 HO و 4 HO 9 بهوجود ميآورد. ب. Na O 2 اكسيد فلزها باز آرنيوس هستند و به آنها اكسيد بازي میگويند زيرا بر اثر واكنش با آب يون هيدروكسيد ) OH ) توليد ميكنند. پ. آرنيوس طي پژوهشهايي كه روي رسانايي الكتريكي و برقكافت تركيبهاي محلول در آب انجام داد به مدلي براي اسيدها و بازها دست يافت. HO ) aq) OH ) aq) 2HOl ت. )) 2 الف. درست اكسيد نافلزها بر اثر واكنش با آب يون هيدروژن ) H ) توليد ميكنند بنابراين اكسيد نافلزها اكسيد اسيدي ميباشند. ب. نادرست KO 2 اكسيد فلزي است بنابراين KO 2 باز آرنيوس ميباشد و بر اثر واكنش با آب يون OH توليد ميكند: پ. نادرست اسيد آرنيوس مادهاي است كه بر اثر حل شدن در آب ) H آزاد يا يا واكنش دادن با آب يون هيدروژن يا پروتون aq)) ) توليد كند. NO 2 5)) s H2Ol )) 2NO ) aq) 2H الف. aq) ) NO 2 5 اسيد آرنيوس است. Na2Os )) HOl 2 )) 2Na ) aq) 2OH ب. aq) ) Na 2 O باز آرنيوس است. HO NaOH)) s 2 Na ) aq) OH پ. aq) ) NaOH باز آرنيوس است. KO 2 به يك باز كه در آب انحاللپذير است قليا و محلول حاصل را قليايي میگويند. الف. هيدروكلريك ب. باز اسيدي الف. واكنش خنثي شدن HNO) aq) KOH) aq) KNO) aq) HOl 2 )) ب. خنثي NO پ. K و نکته: در واكنش خنثي شدن يونهای نمك يونهاي تماشاچي )ناظر( هستند KOs 2 )) H2Ol )) 2K ) aq) 2OH ) aq)

8 چهارم( )سال پيشدانشگاهي شيمي برونستد لوری مدل ب. شود. استفاده حالل عنوان به آب از كه است كاربرد قابل هنگامي هم آن محلول حالت در تنها آرنيوس مدل نمودند. ارائه باز و اسيد از فراگيرتري و تازه تعريف مستقل بهطور لوري توماس و برونستد يوهانس برونستد لوري اسيد ديگر بيان به بدهد ديگر مادهی به پروتون( H ( هيدروژن يون يك بتواند كه است مادهاي برونستد: لوري اسيد است. پروتون دهندهي برونستد لوري باز ديگر بيان به بگيرد ديگر مادهی از پروتون( H ( هيدروژن يون يك بتواند كه است مادهاي برونستد: لوري باز است. پروتون پذيرندهي باشد. همراه )پروتون( H انتقال با كه است واكنشي برونستد: لوري باز اسيد واكنش مثال: ماه تير كشوري هماهنگ دهيد. پاسخ زير واكنشهاي به توجه با 1. 1( HCl) aq( H Ol )( H O ) aq( Cl 2 ) aq( 2( NH) aq( HOl 2 )( NH 4 ) aq( OH ) aq( كنيد. مشخص را برونستد بازلوري و اسيد دليل نوشتن با شده كشيده خط آن زير كه مورد هر براي الف. آمفوتري( يا بازي )اسيدي دارد خاصيتي چه اينجا در آب مولكول ب. كرده دريافت H زيرا است برونستد باز NH است. شده تبديل Cl به و داده دست از H زيرا است برونستد اسيد HCl الف. : ل ح است. شده تبديل NH 4 به و دارد. اسيدي نقش )2( واكنش در و بازي نقش )1( واكنش در HO 2 زيرا آمفوتري ب. معين تهران كنيد. معين علت ذكر با را برونستد لوري باز و اسيد شدن خنثي فرايند در اصلي واكنش به توجه با 2. H O ) aq( OH ) aq( HOl 2 )( H2Ol )( به و نموده جذب H زيرا است برونستد باز OH و داده دست از H زيرا است برونستد اسيد ) HO ( هيدرونيوم يون : ل ح است. شده تبديل HO 2 است. HS مزدوج اسيد HS 2 مثال براي دارد. بيشتر ) H ( پروتون يك خود به مربوط باز به نسبت كه است مادهاي مزدوج: اسيد و HNO مزدوج باز NO مثال براي دارد. كمتر ) H ( پروتون يك خود به مربوط اسيد به نسبت كه است مادهاي مزدوج: باز است. HCO مزدوج باز 2 CO بازي و اسيد به ميشود. تبديل اسيد به پروتون گرفتن با باز و ميشود تبديل باز يك به پروتون دادن دست از با اسيد باز اسيد واكنش در گويند. مزدوج باز و اسيد ميشود نوشته معادله راست سمت در كه مثال: مكتبالجواد و باهنر تهران 1( NH) g( HCl) g( NH 4)( s Cl )( s 2( HNO) aq( H2Ol )( NO ) aq( HO ) aq( ( NH) aq( HOl 2 )( NH 4 ) aq( OH ) aq( دهيد. پاسخ پرسشها به شده داده واكنشهاي به توجه با 14

9 بازها و اسيدها سوم: بخش كنيد. معين )1( واكنش در را مزدوج باز و مزدوج اسيد باز اسيد الف. كنيد. معين )2( واكنش در را مزدوج باز و مزدوج اسيد باز اسيد ب. است مادهاي چه مزدوج باز OH پ. از با و است برونستد اسيد HCl است. شده تبديل NH 4 خود مزدوج اسيد به پروتون گرفتن با و است برونستد باز NH الف. حل: است. شده تبديل Cl خود مزدوج باز به پروتون دادن دست HO مزدوج: اسيد HO 2 باز: NO مزدوج: باز HNO اسيد: ب. دارد. بيشتر خود مزدوج باز از ) H ( پروتون يك اسيد زيرا HO 2 پ. واكنش ميشود. تبديل خود مزدوج باز و مزدوج اسيد به و داده واكنش خودش با ماده يك كه است واكنشي يونش: خود واكنش است: زير بهصورت آب يونش خود واكنش است. ماده آمفوتري خصلت بيانگر يونش خود لوویس مدل پ. HOl 2 )) H2Ol )) HO ) aq) OH ) aq) اسيد باز مزدوج اسيد مزدوج باز ) H ) پروتون برونستد لوري باز اسيد مدل در اينكه به توجه با مدل دو به نسبت فراگيرتری بسيار تعريف لوويس مييابد انتقال ميشود. توجه ناپيوندي الكترون جفت به برونستد لوري مدل در ) H ) پروتون جاي به مدل اين در نمود. ارائه برونستد لوري و آرنيوس و SO BF H مانند است ناپيوندي الكترون جفت پذيرندهي و دارد خالي اوربيتال يك كم دست كه است مادهاي لوويس: اسيد. AlCl الكترون جفت اين است. ناپيوندي الكترون جفت دهندهي و دارد ناپيوندي الكترون جفت يك كم دست كه است مادهاي لوويس: باز. NH, HOCl 2, مانند ميدهد قرار ديگر مادهي اختيار در داتيو پيوند يك ايجاد براي را ناپيوندي مثال: دهيد. پاسخ پرسشها به شده داده واكنش به توجه با هما تهران چرا است بررسي قابل برونستد لوري مدل توسط باز اسيد واكنش اين آيا الف. كنيد. معين را لوويس باز و اسيد ب. NH BF HNBF نميشود. جابهجا H واكنش اين در و باشد همراه ) H ( پروتون انتقال با بايد برونستد لوري باز اسيد واكنش زيرا خير الف. : ل ح است. ناپيوندي الكترون جفت داراي NH و خالي اوربيتال داراي BF زيرا ميباشد لوويس اسيد BF و لوويس باز NH ب. داشت. كوئورديناسيون شيمي پيشرفت در چشمگيري سهم لوويس باز اسيد مدل 15

10 چهارم( )سال پيشدانشگاهي شيمي امتحاني سؤاالت كشوري هماهنگ ميشود. گفته آمونياك يونش خود واكنش NH) aq( NH) aq( NH 4) aq( NH (2 aq( واكنش 11 به كنيد. معين را مزدوج باز و اسيد واكنش اين در الف. است چرا آمفوتر واكنش اين در NH كه گفت ميتوان آيا ب. 4 سماء تهران دهيد. پاسخ پرسشها به و نوشته را آب يونش خود 1 واكنش 414 چرا است آب خاصيت كدام بيانگر واكنش اين الف. كنيد. تعيين را مزدوج باز و اسيد ب. کشوری هماهنگ باشد. داشته را برونستد باز نقش ديگر بار و اسيد نقش يكبار HS آنها در كه بنويسيد را شيميايي 1 معادلههاي 515 دهخدا اروميه چرا باشد آمفوتر ميتواند كداميك CO 2 ) aq ( و HCO ) aq ( SO 2 4 ) aq ( يونهاي ميان از ماه خرداد كشوري هماهنگ دهيد. پاسخ زير پرسشهای به و گرفته نظر در را زير 1 واكنشهاي 717 چرا است باز كدام در و اسيد HSO 4 واكنش كدام در الف. چرا است آمفوتر تركيب يك HSO 4 گفت ميتوان آيا ب. ahso ( 4) aq( H O ) aq( HSO 2 4) aq( H2Ol ) ( bhso ( 4) aq( HOl 2 ) ( SO 2 4 ) aq( H O ) aq( باقرالعلوم تهران بنويسيد. را»ت«و»پ«گونههاي مزدوج اسيد و»ب«و»الف«گونههاي مزدوج 1 باز 818 HSO 4 ت. CN پ. HCO ب. H O الف. بنويسيد. را درست کلمههای یا عبارت نادرست واژههاي حذف 1 با 919 در كه حاصل اسید( / )باز به ميشود. تبديل باز( / )اسید يك به پروتون گرفتن( / دادن دست )از با باز يك همواره باز اسيد واكنش يك طي الف. گويند. مزدوج باز( / )اسید ميشود نوشته واكنش اين معادلهی راست سمت ارومیه شاهد جرک راضیه است. ناپيوندي الكترون جفت گیرندهی( / )دهندهی لوويس باز و ناپيوندي الكترون جفت گیرندهی( / )دهندهی لوويس اسيد ب. كنيد. معين دليل بيان با را زير عبارتهاي نادرستي يا 2 درستي 020 هستند. لوويس اسيد BF و AlCl H گونههاي الف. ميشود. كلريد آمونيوم مولكولي جامد توليد به منجر HCl) (g با NH ) (g واكنش ب. سالم تهران میزان تهران امتحاني سؤاالت پاسخ است. مزدوج باز NH 2 و مزدوج اسيد NH 4 الف. دارد. بازي نقش هم و اسيدي نقش هم NH چون بله ب. HOl 2 )) H2Ol )) HO ) aq) OH ) aq) هم و اسيدي نقش هم ) HO 2 ( آب زيرا آب آمفوتري خصلت الف. دارد. بازي نقش است. مزدوج باز OH و مزدوج اسيد HO ب. دارد: اسيدي نقش بدهد پروتون HS اگر HS 2 ) aq) HOl )) S ) aq) HO 2 ) aq) اسید دارد: بازي نقش بگيرد پروتون اگر و

11 بازها و اسيدها سوم: بخش و HO 2 ترتيب به HCO و HO گونههاي مزدوج باز ترتيب به HSO 4 و CN گونههاي مزدوج اسيد است. CO 2 ميباشد. HSO 2 4 و HCN HS ) aq) HOl H Saq OH 2 )) 2 ) ) ) aq) باز بگيرد پروتون ميتوان هم HCO يون زيرا HCO ) aq) بنابراين اسيدي( )نقش بدهد پروتون ميتواند هم و بازي( )نقش است. آمفوتر HCO ميگيرد. ) H ( پروتون زيرا است باز HSO 4 a واكنش در الف. ميدهد. ) H ( پروتون زيرا است HSOاسيد 4 b واكنش در نقش a واكنش در HSO 4 شده داده واكنشهاي به توجه با بله ب. آمفوتر HSO 4 بنابراين دارد اسيدی نقش b واكنش در و بازي است. اسيد اسيد اسيد گرفتن الف. دهندهي گيرندهي ب. هستند. خالي اوربيتال داراي زيرا درست الف. جامد توليد به منجر HCl) (g با NH ) (g واكنش نادرست ب. ميشود. ) NH4 Cl) كلريد آمونيوم يوني ضعيف و قوي اسيدهاي. ميكنند. دستهبندي ضعيف و قوي دستهي دو به دارند آب در شدن حل هنگام به كه تفكيك يا يونش ميزان مبناي بر را اسيدها جريان خوب رساناي آنها محلول و مييابند يونش كامل بهطور تقريبا آب در شدن حل اثر بر كه هستند اسيدهايي قوي: اسيدهاي الف. پركلريك ( HNO ( اسيد نيتريك ( HSO 2 4 ( اسيد سولفوريك ( HCl ( اسيد هيدروكلريك مانند است قوي( )الكتروليت برق.) HI ( اسيد هيدرويديك و ) HBr ( اسيد هيدروبرميك ) HClO 4 ( اسيد HCl) aq) H Ol )) HO ) aq) Cl 2 ) aq) است: كامل و يكطرفه آب در قوي اسيدهاي يونش هستند ضعيف( )الكتروليت برق جريان ضعيف رساناي و ميشوند يونیده آب در جزئي بهطور كه هستند اسيدهايي ضعيف: اسيدهاي ب. ) HCO 2 ( اسيد كربنيك ) CH COOH ( اسيد استيك )HCN( اسيد هيدروسيانيك )HF( اسيد هيدروفلوئوريك مانند. ) HOCl ) اسید هیپوکلرو و ) HOBr) اسید هیپوبرومو ) HNO 2 ( اسيد نيترو ) HPO4 ( اسيد فسفريك ميشود: برقرار تعادل نشده يونيده مولكولهای با يونش از حاصل يونهاي اندك ميان همواره ضعيف اسيدهاي در مثال: چرا است ضعيف اسيد كدام و قوي اسيد كدام شده داده شكلهاي به توجه با ميكنيم.«حل آب ليتر يك در را HA فرضي اسيد مولكول و HX فرضي اسيد مولكول»تعداد HF) aq) HO)) l H O ) aq) F 2 ) aq) است. يافته يونش جزئي مقدار به زيرا است ضعيف اسيد HA و يافته يونش كامل بهطور زيرا است قوي اسيد HX حل: خمینی امام تهران H X - H X - H X - H X - H X - H X - H X - H X - H X - H X - HA HA HA HA HA HA HA HA HA H A - 17

12 چهارم( )سال پيشدانشگاهي شيمي گويند. ) α ( يونش درجهي را شده حل اوليهي مولكولهاي كل به شده يونيده مولكولهای تعداد نسبت (: α ( يونش درجهي شده يونيده مولكولهاي تعداد α= ميباشد. 1 تا 0 از α گسترهي شده حل مولكولهاي كل تعداد كرد. استفاده نيز موالر يا مولها تعداد از ميتوان مولكولها تعداد جاي به ميشود. انجام يكسان سرعت با و همزمان يكديگر با يونها شدن تركيب واكنش و شده حل مولكولهاي يونش ضعيف اسيدهاي براي مانند: [ HF aq HOl F aq HO aq K F ][ ) ) )) ) ) ) ) H O ] 2 = [ HF][ HO 2 ] F H O Ka = K HO = [ ][ [ ] ] 2 است: ثابت ) HOl 2 )(( آب مولي غلظت كه آنجا از [ HF] با را ضعيف اسيدهاي قدرت ميتوان K a توسط دارد. بستگي دما به K a مقدار است. شده داده تعادل ثابت اسيدي( يونش )ثابت K a نمود. مقايسه هم [ HO ] باشد بزرگتر K a هرچه برعكس. و است قويتر اسيد و بيشتر pk a از K a جاي به ضعيف اسيدهاي اسیدی قدرت مقايسهي راحتي براي است كوچك مقداري ضعيف اسيدهاي براي K a چون pka =log Ka ) p = log) ميشود. استفاده ) K a لگاريتم )منفي برعكس. و است قويتر اسيد و بزرگتر K a باشد كوچكتر pk a هرچه pk a ولی است يكا داراي K a ندارد. يكایي برعكس. و است پايدارتر و ضعيفتر آن مزدوج باز باشد قويتر اسيد هرچه مثال: K a pk a دهيد. پاسخ پرسشها به جدول دادههاي از استفاده با است. شده داده اسيد چند pk a و K a زير جدول در 1. اسيد نام اسيد هيدروفلوئوريك اسيد هيدروسيانيك ماه ارديبهشت كشوري هماهنگ اسيد هيپوبرمو 2 9 4/ 0 5/ 6 4 K a 8/ 70 9/ 40 / 25 pk a دارد وجود اسيدها pk a و K a بين رابطهاي چه الف. چرا است كمتر اسيد كدام اسيدي قدرت ب. دهيد. توضيح دارد بيشتري پايداري اسيد كدام مزدوج باز پ. عكس رابطهي الف. حل: است. بزرگتر آن pk a يا كوچكتر آن K a زيرا اسيد هيدروسيانيك ب. ميباشد. پايدارتر و ضعيفتر آن مزدوج باز باشد قويتر اسيد هرچه زيرا اسيد هيدروفلوئوريك پ. پايداري : F ) aq) OBr ) aq) CN ) aq) اسیدی قدرت :HF > HOBr> HCN 18

13 بازها و اسيدها سوم: بخش بودن نادرست علت یا و درست شکل بودن نادرست صورت در کنید. تعیین را زیر عباراتهای از یک هر نادرستی یا درستی 2. ماه اردیبهشت کشوری هماهنگ بنویسید. را ميشوند. يونیده كامل بهطور آب در اسيدها همهي الف. ميشوند. دستهبندي ضعيف و قوي اسيدهاي به غلظت مبناي بر اسيدها ب. دارد. مستقيم رابطهي آن آبي محلول غلظت با اسيد يك قدرت پ. ميشوند. يونيده جزئي بهطور آب در ضعيف اسيدهاي نادرست الف. حل: ميشوند. دستهبندي ضعيف و قوي به يونش ميزان يا ) K a ( اسيدي يونش ثابت مبناي بر اسيدها نادرست ب. است. غلظت از مستقل K a و دارد ) K a ( به بستگي اسيد قدرت نادرست پ. دارد: وجود ضعيف اسيدهاي دربارهي زير ورابطههاي مییابند يونش جزئي بهطور ضعيف اسيدهاي بگيريد. نظر در را HA ضعيف فرضي اسيد اوليه غلظت غلظت تغيير HA) aq) HO)) l H O ) aq) A 2 ) aq) يونش درجهي : α اسيد مولي غلظت : M M Mα 0 Mα تعادلي غلظت MMα Mα Mα )1( :رابطهي [ HO M ] = Mα )2( :رابطهي Ka = α 2 1 α Ka = M α2 نوشت: ميتوان بنابراين است كردن نظر صرف قابل 1 مقابل در α باشد ضعيف بسيار اسيد اگر 0 Mα مثال: كشوري هماهنگ است: زير بهصورت آب در آن يونش معادلهي و است ضعيف اسيد يك HA 1. HA) aq( HOl )( A ) aq( H O 2 ) aq( كنيد. محاسبه را اسيد K a است. 1 4 M A - يون غلظت HA ليتر بر مول 0/005 محلول در است. برابر [ HO ] با [ A ] تعادل زمان در :)1( راهحل : ل ح [ HO ] = [ A ] = Mα 1 4 = 5 α α = 0/ 02 2 Mα ) 0 / 005)) 0 / 02) Ka = = = 2 moll. 1 α / 02 : )2( راهحل [ HA ] تعادلي = [ HA] [ A ] [ HA] = 0 / 005 ) 1 4 ) = 4/ 9 mol. L 1 اوليه 2 [ A ] ) ) [ HO ] [ A ] Ka = = = = moll. [ HA] 4/ 9 19

14 چهارم( )سال پيشدانشگاهي شيمي كنيد. حساب را [ H O ] و ) α ( يونش درجهي 1/ 6 6 ) K a ( يونش ثابت با 0/ 1M HOCN محلول در.2 بدر شهدای تهران M Ka α 2 است ضعيف بسيار اسيد و است كوچك Ka Ka = Mα 1 α حل: 1/ 6 6 = 01 / α 2 α = 4 4 [ HO ] = Mα [ HO ] = 01 / 4 = 4 moll. 1 و اسيد قدرت باشد يكطرفه باز اسيد واكنش اگر بنابراين ميكند پيشرفت ضعيفتر باز و اسيد توليد جهت در باز اسيد واكنش همواره است. بيشتر فراورده باز و اسيد از واكنشدهنده باز كرد توجه تعادل( )ثابت يونش ثابت به بايد بازها بازي قدرت و اسيدها اسيدي قدرت مقايسهی براي باشد تعادلي باز اسيد واكنش اگر كوچك تعادل ثابت اگر ولی است بيشتر واكنشدهنده باز و اسيد قدرت و دارد قرار راست سمت تعادل باشد بزرگ تعادل ثابت چنانچه است. بيشتر فراورده باز و اسيد قدرت و دارد قرار چپ سمت در تعادل باشد مثال: مكتبالجواد تهران دهيد. پاسخ پرسشها به شده داده باز اسيد واكنش به توجه با 1. HClO4) aq( HOl 2 )( ClO 4) aq( HO ) aq( بنويسيد. را مزدوج باز و باز مزدوج اسيد اسيد الف. كنيد. مقايسه هم با را بازها بازي قدرت و اسيدها اسيدي قدرت ب. است. مزدوج اسيد HO و باز HO 2 مزدوج باز ClO 4 اسيد HClO 4 الف. : ل ح است. بيشتر فراورده از واكنشدهنده باز و اسيد قدرت بنابراين است يكطرفه باز اسيد واكنش ب. اسيدي قدرت : HClO4> HO بازي قدرت : HO 2 > ClO 4 است قويتر باز كدام HPO 2 4 ) aq( HCO ) aq( HPO 2 4 ) aq( CO 2 ) aq( K = واكنش به توجه با.2 دهيد. توضيح بقیۀا... تهران باز بازي قدرت و دارد قرار چپ سمت در تعادل بنابراين است كوچك تعادل ثابت دارند. بازي نقش CO 2 و HPO 4 2 گونههاي : ل ح است. HPO 4 2 از بيشتر CO 2 بازي قدرت بنابراين است بيشتر فراورده امتحاني سؤاالت دليل( ذكر )با است قويتر اسيد كدام مورد هر 2 در 121 باهنر شهيد تهران pk a = 9/ 4 با ) HCN ( اسيد هيدروسيانيك يا pk a = / 25 با ) HF ( اسيد هيدروفلوئوريك الف. صدر تهران Ka = / 8 8 mol. L 1 با ) HOCl ( اسيد هيپوكلرو يا Ka = 2 9 mol. L 1 با ) HOBr ( اسيد هيپوبرمو ب. و يونش درجهی باشد داشته وجود مولكولي بهصورت اسيد مول 0/098 معين دماي در HA ضعيف اسيد موالر 0/1 محلول در 2 درصورتيكه 222 كنيد. حساب را اسيد يونش درصد 4 سماء تهران 140

15 بخش سوم: اسيدها و بازها 22 هدايت الكتريكي كداميك از محلولهاي زير بيشتر است دليل پاسخ خود را بنويسيد. 2 HClO 2 01 / M) 25 C, K a = 11 / الف. ) ب. ) 8 9 = 2/ a HClO 01 / M) 25 C, K 2424 الف. اسيدهاي داده شده را بر اساس قدرت اسيدي در دما و غلظت يكسان مرتب كنيد. )با ذكر دليل( HF, HNO2, HPO4 تهران شهيد بهشتي, HCl, HI ب. درجهی يونش را تعريف كنيد با حذف واژههاي نادرست عبارت یا کلمهی درست را بنويسيد. تهران صدر الف. قدرت اسيدي ) 4 ) HNO 2/ HClO بيشتر از ) HPO4 ) HI / است. تهران دكتر شريعتي ب. آب خالص مادهاي )اسیدی / آمفوتر( است. گرگان است. اليگودرز ) HO 2 / OH ) اسيد مزدوج ) OH / HO پ. يون هيدرونيوم ) 2626 درستي يا نادرستي هر يك از عبارتهاي زير را با بيان دليل معين كنيد. الف. هرچه مقدار K a بزرگتر باشد pk a كوچكتر است. تهران جهانينسب ب. هرچه اسيد قويتر باشد باز مزدوج آن نيز قويتر است. تهران شهيد رجايي 2 باز 727 مزدوج هريك از اسيدهاي زير را نوشته و آنها را بر حسب قدرت بازي مرتب كنيد. تهران پیام HNO, H O, NH, H2CO, HNO2 تهران نمونه دولتي معرفت [ H O را حساب كنيد الف. در محلول 0/ 1M هيدروفلوئوريك اسيد ( HF ) درصد يونش %5 است. K a و ] تهران مكتبالجواد ) F, NO ب. واكنش كدام يون با آب به تعادل ميرسد ( پاسخ سؤاالت امتحاني HF : HI = HCl HPO4 قدرت اسيدي الف. هيدروفلوئوريك اسيد ( HF ( زيرا pk a آن كوچكتر است. الف. HNO2 ب. هيپوكلرواسيد ( HOCl ( زيرا K a آن بزرگتر است. /0 مول اسيد HA بهصورت يوني و مولكولي حل شده است. مول 1 اسيدهاي HI و( aq CO2 ) قوي هستند بنابراين قدرت اسيدي آنها يكسان است. اسيدهاي HF HPO4 و HNO 2 اسيدهاي ضعيف هستند. ترتيب قدرت اسيدي اسيدهاي ضعيف بهصورت زير اسيد HA كه يونش يافته است: = 0 / / / 01 است: : HSO H PO HF HNO HCO NH قدرت اسيدي 0 / 002 مولهاي يونش يافته α= = = 0/ 02 / 01 كل مولهاي اوليه حل شده % α = α 0= 0/ 02 0 = % 2 محلول )الف( زيرا K a آن بزرگتر است بنابراين يونش اسيد HClO 2 بيشتر از HClO ميباشد. تعداد يونها در محلول اسيد HClO 2 بيشتر و هدايت الكتريكي HClO 2 بيشتر است. ب. نسبت تعداد مولكولهاي يونيده شده به تعداد كل مولكولهاي اوليهي حل شده را درجهی يونش گويند. الف. HPO4 HClO4 ب. آمفوتر HO 2 HO پ

16 چهارم( )سال پيشدانشگاهي شيمي دارد. عكس رابطهي pk a با K a درست الف. الف. يونش درصد = يونش درجهی 0 يونش درجهی ) α ) = 5 2 [ HO 2 1 ] = Mα = 01 / 5 = 5 mol. L M Ka = α / ) ) = = 2/ moll. 1 α 2 1 ) 5 ) ميتوانصرفنظركرد. 1 درمقابل α باشداز /0 01 كوچكتراز α اگر Ka = Mα 2 = 01 / ) 5 2 ) 2 = 2/ 5 4 moll. 1 است ) HNO ( اسيد نيتريك مزدوج باز NO زيرا F ب. نميدهد. واكنش آب با NO بنابراين و ضعيفتر آن مزدوج باز باشد قويتر اسيد هرچه نادرست ب. ميباشد. پايدارتر اسيد : HNO, HO, NH, HCO 2, HNO2 مزدوج باز : NO, HONH 2, 2, HCO, NO2 اسيدي قدرت : HNO HO HNO2 HCO 2 NH بازي قدرت : NH2 HCO NO2 H2ONO 27 میرسد. تعادل به آب در ضعیف اسیدهای مزدوج باز نكته: پروتوندار چند اسيدهاي 4. مانند گويند تكپروتوندار اسيدهاي ميدهند آب مولكول به ) H ( پروتون يك آب در شدن حل از پس كه اسيدهايي به.... و CHCOOH, HNO2, HCl, HF ناميده پروتوندار سه اسيد و پروتوندار دو اسيد ترتيب به ميدهند آب مولکول به پروتون سه يا دو آب در شدن حل از پس كه اسيدهايي ميشوند.... و HSO 2, H2CO اسيد( )اگزاليك HCO 2 2 4, H2S, H2SO4 پروتوندار: دو اسيد... و اسيد( )آرسنيك HAsO4, HPO4 پروتوندار: سه اسيد هب را خود ) H ( پروتون يك مرحله هر در و هستند يونش مرحلهي داراي خود اسيدي پروتونهاي تعداد به پروتوندار چند اسيدهاي ميدهند. آب مولکول دارد.( يونش مرحلهي سه بنابراين دارد اسيدي پروتون سه H PO 4 ( است: زير بهصورت ) HPO4 ( اسيد فسفريك يونش معادلههاي 1( HPO4) aq) H2Ol )) HPO 2 4) aq) HO ) aq) pka = 2/ 15, K 1 a = 7/ 08 mol. L 1 1 2( HPO 2 4) aq) H2Ol )) HPO 2 4 ) aq) HO ) aq) pka = 7/ 21, K 2 a = 6/ 16 8 mol. L 1 2 ( 2 HPO 4 ) aq) H2Ol )) PO4 ) aq) HO ) aq) pka = 12 / 6, K a = 4/ 6 1 mol. L 1 مولكول يك از ) H ( پروتون كندن زيرا است pka pka pk 2 a يا K K K 1 a 1 a 2 a همواره پروتوندار چند اسيدهاي در است. دشوارتر پروتون كندن باشد بيشتر يون منفي بار هرچه همچنين و منفي يون يك از راحتتر خنثي است. دشوارتر پروتون( سومين اسيد فسفريك مورد در ( پروتون آخرين و آسانتر پروتون اولين شدن جدا هستند. آمفوتر بنابراين دارند بازي نقش هم و اسيدي نقش هم 2 HPO 4 و HPO 2 4 مانند هيدروژندار منفي يونهاي رد( ندارد اسيدي پروتون كه يونش آخر مرحلهي مزدوج باز غلظت و بيشتر يونها همهي از [ HO ] پروتوندار چند اسيدهاي در است. كمتر يونها همهي از ) PO 4 يون اسيد فسفريك مورد 142