السنة الثالثة ثانوي · المكتسبات القبلية

تذكير بمكتسبات الأكسدة والإرجاع

45 دقيقةمتوسط

تذكير شامل بالمكتسبات القبلية الضرورية لدراسة وحدة المتابعة الزمنية لتحول كيميائي: التعريفات، طريقة كتابة المعادلات النصفية، كمية المادة والتركيز المولي، مع خمسة تمارين تطبيقية محلولة بالتفصيل.

الهدف:

التعرف على تعريف المؤكسد والمرجع وكتابة المعادلات النصفية
إتقان حساب كمية المادة والتركيز المولي والكتلي
تطبيق قانون التمديد وقانون الغاز المثالي
فهم مفهوم الناقلية النوعية وقانون كولوش

المقدمة

هذا الدرس عبارة عن نظرة عامة على المكتسبات القبلية الضرورية لدراسة وحدة المتابعة الزمنية لتحول كيميائي: تفاعلات الأكسدة والإرجاع، كمية المادة والتراكيز، التمديد، تحضير المحاليل، جدول التقدم، الناقلية النوعية، والمعايرة اللونية.

كل عنصر من هذه العناصر له درس مصور خاص به ضمن هذه الوحدة، مع تمرين تطبيقي محلول بالتفصيل. هذا الدرس يقدم فقط ملخصا سريعا وقوانين الوحدة، وينصح بمتابعة الدروس التالية بالترتيب.

الأكسدة والإرجاع

تعريف المؤكسد: كل فرد كيميائي قادر على اكتساب إلكترون أو أكثر خلال تفاعل كيميائي، يحدث له عملية إرجاع:

Ox + n\,e^- = Red

تعريف المرجع: كل فرد كيميائي قادر على فقد إلكترون أو أكثر خلال تفاعل كيميائي، يحدث له عملية أكسدة:

Red = Ox + n\,e^-

طريقة كتابة المعادلة النصفية وأمثلة محلولة بالتفصيل في درس "الأكسدة والإرجاع: التعريفات وكتابة المعادلة النصفية" ودرسي "كتابة معادلة تفاعل أكسدة-إرجاع".

كمية المادة والتركيز

الصيغة	الاستعمال
$n = \dfrac{m}{M}$	من كتلة العينة $m$ (g) وكتلتها المولية $M$ (g/mol)
$n = \dfrac{V_g}{V_M}$	من حجم الغاز $V_g$ وحجمه المولي $V_M$
$c = \dfrac{n}{V}$	التركيز المولي (mol/L)
$c_m = \dfrac{m}{V} = c \cdot M$	التركيز الكتلي (g/L)، لا يُخلط مع الكتلة الحجمية $\rho$ — التفصيل في درس "الفرق بين الكتلة الحجمية والتركيز الكتلي"
$c_0 = \dfrac{10\,P\,d}{M}$	تركيز محلول تجاري، $P$ درجة النقاوة و $d$ الكثافة

تحضير محلول من مادة صلبة ومعايرة الكتلة التجارية: درس "تحضير محلول مائي من مادة صلبة". تمديد المحاليل وقانون $C_1 \cdot V_1 = C_2 \cdot V_2$ : درس "تمديد محلول تجاري".

قانون الغاز المثالي

P \cdot V = n \cdot R \cdot T

حيث $P$ الضغط (Pa)، $V$ حجم الغاز (m³)، $n$ كمية المادة (mol)، $R = 8{,}31$ (وحدات SI)، $T$ درجة الحرارة بالكلفن: $T(K) = T(°C) + 273$ .

جدول التقدم

أداة لتتبع كميات المادة أثناء التحول الكيميائي، وتحديد المتفاعل المحد والتقدم الأعظمي. طريقة الإنشاء والتطبيق الكامل في درس "جدول التقدم".

الناقلية النوعية

الناقلية هي قدرة محلول شاردي على نقل التيار الكهربائي. وفق قانون كولوش:

\sigma = \sum \lambda_{x_i^+} [x_i^+] + \sum \lambda_{x_i^-} [x_i^-]

المبادئ والتجهيز والتمرين التطبيقي في درسي "الناقلية النوعية: المبادئ" و "الناقلية النوعية: تمرين تطبيقي".

المعايرة اللونية

عملية تجريبية لتعيين تركيز مجهول باستعمال تغير لون المزيج عند نقطة التكافؤ. المبدأ والبروتوكول والتمرين التطبيقي في درسي "المعايرة اللونية: المبدأ" و "المعايرة اللونية: تمرين تطبيقي".

تعاريف مهمة

المؤكسد

كل فرد كيميائي قادر على اكتساب إلكترون أو أكثر خلال تفاعل كيميائي، يحدث له عملية إرجاع: $\ce{Ox + n e- -> Red}$ .

المرجع

كل فرد كيميائي قادر على فقد إلكترون أو أكثر خلال تفاعل كيميائي، يحدث له عملية أكسدة: $\ce{Red -> Ox + n e-}$ .

الأكسدة

عملية كيميائية يحدث فيها فقد إلكترون أو أكثر.

الإرجاع

عملية كيميائية يحدث فيها اكتساب إلكترون أو أكثر.

الناقلية النوعية

قدرة محلول شاردي على نقل تيار كهربائي، وحدتها السيمنس لكل متر (S/m)، ويرمز لها بـ $\sigma$ .

القوانين

قانون : خطوات كتابة المعادلة النصفية (وسط حمضي)

\ce{Cr2O7^{2-} + 14H+ + 6e- -> 2Cr^{3+} + 7H2O}

الترتيب الإلزامي:

موازنة العناصر ما عدا $H$ و $O$ .

موازنة الأكسجين بإضافة $\ce{H2O}$ .

موازنة الهيدروجين بإضافة $\ce{H+}$ (أو $\ce{H3O+}$ ).

موازنة الشحنة بإضافة الإلكترونات $\ce{e-}$ .

قانون : قانون التمديد

C_1 \cdot V_1 = C_2 \cdot V_2

كمية المادة المذابة تبقى ثابتة أثناء التمديد؛ معامل التمديد $F = \dfrac{C_1}{C_2} = \dfrac{V_2}{V_1}$ .

قانون : قانون الغاز المثالي

P \cdot V = n \cdot R \cdot T

يربط بين ضغط الغاز وحجمه وكميته ودرجة حرارته، مع $R = 8{,}31$ (وحدات SI) و $T$ بالكلفن.

قانون : قانون كولوش للناقلية

\sigma = \sum \lambda_{X^+}\,[X^+] + \sum \lambda_{X^-}\,[X^-]

الناقلية النوعية لمحلول هي مجموع مساهمات كل الشوارد الموجودة فيه.

العلاقات الأساسية

كمية المادة من الكتلة

n = \dfrac{m}{M}

$m$ : كتلة العينة (g)، $M$ : الكتلة المولية (g/mol).

كمية المادة من حجم غاز

n = \dfrac{V_g}{V_M}

$V_g$ : حجم الغاز، $V_M$ : الحجم المولي.

كمية المادة من الكتلة الحجمية

n = \dfrac{\rho \cdot V}{M}

$\rho$ : الكتلة الحجمية، $V$ : حجم العينة.

التركيز المولي

c = \dfrac{n}{V}

وحدته mol/L.

التركيز الكتلي

c_m = \dfrac{m}{V} = c \cdot M

وحدته g/L.

تركيز محلول تجاري

c_0 = \dfrac{10\,P\,d}{M}

$P$ : درجة النقاوة، $d$ : الكثافة.

قانون الغاز المثالي

P \cdot V = n \cdot R \cdot T

$R = 8{,}31$ (وحدات SI)، $T$ بالكلفن.

الناقلية النوعية

\sigma = \sum \lambda_{x_i^+}\,[x_i^+] + \sum \lambda_{x_i^-}\,[x_i^-]

مجموع مساهمات الشوارد الموجبة والسالبة.

تذكّر

نظرة عامة وقوانين المكتسبات القبلية لوحدة المتابعة الزمنية لتحول كيميائي؛ كل موضوع مفصل في درس مصور خاص به ضمن هذه الوحدة.

انتبه

راجع جيدا وحدات القياس، وتابع الدروس المصورة التالية بالترتيب للتفصيل والتمارين المحلولة.

سجل الدخول لتتبع تقدمك ابدأ الاختبار