---> ( ماراتن محلولها ) <---

amir-tavakoli · 1389/6/12

سلام به همه علاقمندان علم جذاب شیمی،

قوانین شرکت در ماراتن:

1- به سوالات با توضیح کامل پاسخ دهید و از ارسال های بی مورد پرهیز کنید.
2- قبل از حل هر سوال، حتما شماره سوالی که آن را پاسخ میدهید ذکر نمایید.
3- پس از حل کامل یک سوال سوال بعد را قرار دهید یا منتظر سوال جدید باشید.
4- برای وارد کردن فرمول به تالار گفتمان حتما از این لینک بازدید نمایید:
ftopict-2010.html
5- از بحث دوطرفه کاملا پرهیز نمایید.

ارسالهایی که مخالف قوانین بالا باشند در اسرع وقت حذف خواهند شد.

موفق و پیروز باشید
[center:78e3e85030]

[/center:78e3e85030]

سوال اول:

الف) داخل یک ظرف بزرگ دو بشر قرار داده ایم به طوری که در بشر A یک لیتر آب داریم و در ظرف B یک لیتر محلول 1 مولار نمک NaCl داریم. در ظرف بزرگ را میبندیم. پیش بینی کنید بعد از چند روز چه اتفاقی می افتد؟ منظوراز اتفاق این است که آیا سطح مایعات جابجا میشود یا نه؟ ( راهنمایی: در استدلال خود از مفهوم فشار بخار استفاده کنید)

..........................................................................................................................

ب) داخل همان ظرف بزرگ ، 4 بشرC ، B ، A و D را قرار داده ایم. محتوی هر بشر یک لیتر محلول NaCl است با این تفاوت که در بشر C ، B ، A و Dبه ترتیب محلول 1 مولار ، 2 مولار ، 3 مولار و 4 مولار تهیه شده است. حالا در ظرف بزرگ را میبندیم. محاسبه کنید پس از رسیدن به تعادل حجم هر بشر چند لیتر خواهد بود؟ (سعی کنید این سوال را از چند راه حل متفاوت حل کنید و از استدلالهای مختلف استفاده کنید.)

..........................................................................................................................

ج ) به نظر شما آیا جواب مسئله تغییر میکند اگر به جای بشر C از بشری با سطح مقطع بیشتر استفاده کنیم؟ یعنی همان یک لیتر محلولNaCl سه مولار را در بشری با سطح تماس بیشتر قرار دهیم؟

heidar · 1389/6/14

الف) فشار بخار یه محلول ایده آل از رابطه ی

$P_{f}=X_{a}\; p_{a}+X_{b}\; p_{b}$

(قانون رائول) بدست میاد که اگر حل شونده غیر فرار باشه p[SUB]b[/SUB]=0 و

$P_{f}=X_{a}\; p_{a}$

محلول های داخل بشر ها با فشار بخارشون در حالت تعادل هستند (اگر نباشند هم چون توی سوال گفته بعد از چند روز بالاخره محلول ها با فشار بخارشون به حالت تعادل میرسند!) پس فشار بخار ظرف A می شه p[SUB]a[/SUB] (چون فقط آب هست) و فشار بخار ظرف B هم می شه

$P_{B}= X_{a}\; p_{a}=(1-X_{b})\; p_{a}=p_{a}-X_{b}\; p_{a}$

که میشه

$P_{B}=p_{a}-{0.018}\; p_{a}$

(حجم محلول را برابر حجم حلال (رقیق)درنظر میگیریم پس کسر مولی حل شونده در همه ی محلول های آبی یک مولال 0.018 مول بر کیلوگرم هست) پس P[SUB]A[/SUB]>P[SUB]B [/SUB]و برای رسیدن به تعادل جدید باید مقداری از مولکول های آب از بشر A به بشر B میرود تا فشار بخار تعادلی بشر A کم شود و به کسر مولی محلول بشر B اضافه شود تا فشار دو بشر برابر شود و به تعادل جدید برسد در نتیجه سطح آب بشر A پایین می آید و سطح آب بشر B بالا میرود.

ب) فرض می کنیم همه ی بشر ها قبل از این که در ظرف بزرگ قرار گیرند با فشار بخار خود در حال تعادل بودند در کل ظرف بزرگ 10 مول NaCl در 4 بشر داریم و چون برای رسیدن به تعادل لازم است فشار هر چهار بشر برابر باشد (در سوال بالا گفتیم که فشار یک بشر برابر

$P_{f}=X_{a}\; p_{a}$

است و حجم محلول را برابر حجم حلال (رقیق)درنظر میگیریم پس کسر مولی هر بشر بعد از تعادل برابر

$\frac{\frac{1000}{18}}{\frac{1000}{18}+2.5}=\frac{55.56}{58.06}=0.9569$

است پس

$P_{f}=0.9569\; p_{a}$

) و با توجه به رابطه ی

$X_{H_2O}=\frac{n_{H_2O}}{n_{H_2O}+m}$

(m مولالیته ی هر محلول است)

${n_{H_2O}}$

(باقی مانده در بشر) را محاسبه کرد:

A = 22.256 mol H2O = 400.608 g H2O = 400.608 ml H2O

B = 44.512 mol H2O = 801.216 g H2O = 801.216 ml H2O

C = 66.767 mol H2O = 1201.806 g H2O = 1201.806 ml H2O

D = 89.023 mol H2O = 1602.414 g H2O = 1602.414 ml H2O

(چون چگالی آب 1 گرم بر میلی لیتر هستش)

ج) فکر کنم دو حالت داره

یکی که بشر قبل از تعادل یک لیتر محلول داشته که به دلیل این که سطح مقطع ظرف زیاد می شه فشار ظرف کم می شه و برای این که محلول با فشار بخارش به تعادل برسه اول یه مقداری از آب تبخیر میشه که باعث میشه حجم محلول کم بشه و فشار تعادلی کمی بیشتر از حالت قبلی می شه و حجم همه محلول ها کمی پایین میباد

حالت دومم این هستش که در بشری که سطح مقطعش بزرگتره بعد از تعادل یه لیتر محلول باقی بمونه که فکر کنم فشار و حجم بعد از تعادل فکر کنم همون قبلیه بشه

البته شک دارم

لطفا بقیه دوستان هم نظر بدن...

amir-tavakoli · 1389/6/15

مرسی!
به نظرم چند تا نکته وجود داره:
1- قانون رائول توی حل قسمت الف هیچ استفاده ای نداشته!
...................................................................................
2-

heidar گفت

؟!
...................................................................................
3- توی حل قسمت ب اون فرضیات لازم نیستن... یعنی لازم نیست حجم محلول رو با حجم حلال یکسان بگیریم و با کسر مولی به اون شکل حلش کنیم...
...................................................................................
4- راجع به قسمت ج هم بیشتر بحث بشه بهتره!

heidar · 1389/6/15

آره حق با شما بود من 2 جا اشتباهی به جای مولال نوشتم مولار (درستشون کردم) ببخشید
در باره ی بقیه ی نکات هم من چیزایی رو که بلد بودم سعی کردم تا اونجا که می تونم خوب توضیح بدم اگه خوب و کامل نبود ببخشید

دوباره اصلاحش کردم

amir-tavakoli · 1389/6/15

من بازم نتونستم این جمله رو بفهمم...

heidar گفت

..........................................................................................
یه جا یه حرف خوبی زدی... که کلا 10 مول NaCl داریم... خوب میشه همینو یه جور بهتر ادامه داد و مجبور نشیم اون فرضیاتو به خاطر استفاده از کسر مولی کنیم...منتظر جوابیم! (البته عددایی که آخر به دست میان خیلی نزدیک به جوابای heidar هستن!)
راجع به قسمت ج هم بحث بشه خوبه...

amir-tavakoli · 1389/6/17

خوب 10 مول NaCl داریم و 4 لیتر محلول... پس قراره آخر سر غلظت همه ی محلولها یکسان و برابر 4/10 یعنی 2.5 بشه... حالا با در نظر گرفتن این نکته حجم نهایی محلولها رو برای رسیدن به این غلظت حساب میکنیم... چون غلظت بشر A و B کمتر از 2.5 هستش پس آب از این دو تا بشر خارج میشه و به دوتا بشر دیگه که غلظت محلولاشون از 2.5 بیشتره وارد میشه...

2.5=(حجم نهایی محلول)/(مولاریته ی هر گونه)

از این فرمول حجم نهایی ظرف A و B و C و D به ترتیب میشه 400 و 800 و 1200 و 1600 میلی لیتر. یعنی انگار 200 میلی لیتر آب از B به C میره و 600 میلی لیتر هم از A به D... جلالخالق!

..............................................................................................................

یه راه دیگه ی مشابه هم میتونه این باشه که مستقیم از غلظت استفاده نکنیم و از فشار بخار استفاده کنیم... یعنی از این نکته استفاده کنیم که سرعت تبخیر سطحی همه بشرها قراره آخر سر یکسان بشه...

..............................................................................................................

حالا ما با هر راهی که حلش کنیم، همیشه یه فرض اولیه توی راه حلمون هست که کاملا منطقیه... اون فرض چیه؟!

راجع به قسمت ج هیچکس نظری نداره؟!

liliom-chem · 1389/6/17

LEFT]

amir-tavakoli گفت

چون این جابجایی آبها! تا وقتی ادامه پیدا میکنه که بین سرعت تبخیر سطحی در هر ظرف با سرعت میعان در همان ظرف اختلافی نباشد پس در آخر باید غلظت 4 ظرف برابر باشه .یعنی اگر مثلا سطح مقطع ظرف c دو برابر شود فقط سرعت تبخیر سطحی و همچنین سرعت میعان در این ظرف دو برابر میشه و یعنی اختلاف سرعت تبخیر سطحی و میعان دو برابر میشه که البته چون حجمش هم دو برابر شده پس سرعت تغییر غلظت ظرف c تغییری نمیکنه و در آخر 4 ظرف با غلظت یکسان داریم

heidar · 1389/6/17

amir-tavakoli گفت

در رابطه با اون فرمولی که گفتین نباید بگیم مول هر بشر تقسیم بر حجم نهایی باید 2.5 بشه؟؟؟

البته اینجا چون حجم اولیه 1 لیتر هست تعداد مول ها همون مولاریته هست ولی اگه حجم اولیه یک لیتر نبود چی؟؟

فکر کنم فرض اولیه این باشه که قبل از این که بشر ها رو تو ظرف بزرگ بذاریم هر محلولی با فشار بخارش در تعادل بوده

amir-tavakoli · 1389/6/17

heidar گفت

بله... منم با در نظر گرفتن اینکه حجم 1 لیتره توی فرمول نوشتم مولاریته... وگرنه فرمایش شما درسته...

دوستان نظر بدن راجع به نظر دوستانی که نظر دادن!

فرض اولیه + قسمت ج

liliom-chem · 1389/6/17

خوب خیلی فرضا میکنیم!!!
یک فرض اینه که ما فشار بخار ماده حل شده رو ناچیز میگیریم چون اگر ناچیز نباشه اونوقت مثلا نمک هم جابجا میشه!!!و خوب حجم های نهایی که درمی آوریم متفاوت میشن!

amir-tavakoli · 1389/6/17

liliom-chem گفت

بله... ولی فرض داریم تا فرض!!!
این چیزی که شما گفتید اصلا تو چشم نمیاد! من دنبال فرضی هستم که اگه نباشه خیلی بد میشه!

amir-tavakoli · 1389/6/22

خوب اون فرضی که من مدنظرمه اینه، اگه چیز دیگه ای به نظرتون اومد بگین!
اگه ظرفی که بشرا توشن خیلی بزرگ باشه برای رسیدن به تعادل مقدار زیادی از آب داخل بشر تبخیر میشه تا وقتی که فشار بخار آب تبخیر شده با فشار بخار آب توی اون دما یکسان بشه ... اون فرض اینه که این ظرف خیلی بزرگ نیست و این اتفاق نمیفته و حجم هر بشر همون 1 لیتره!
[center:8089443018]

[/center:8089443018]

سوال دوم:
100 سی سی محلول نقره نیترات M مولار و مقدار معینی محلول هیدروکلریک اسید 0.2 مولار در اختیار داریم.
الف) به 20 سی سی محلول نقره نیترات V (حرف انگلیسیه!) سی سی محلول HCl می افزاییم. سپس رسوب حاصل را جدا میکنیم و محلول نهایی را مورد تجزیه و تحلیل قرار میدهیم. اگر 25 سی سی از محلول را با سود 0.1 مولار خنثی کنیم 30 سی سی سود مصرف می گردد. اگر 25 سی سی از محلول را با نقره نیترات تیتر کنیم 0.287 گرم رسوب خشک به دست می آید. غلظت AgNO3 چقدر است؟
ب) واکنش انجام شده را نوشته و غلظت اسید کلریدریک در محلول اولیه را محاسبه کنید. منظور از محلول اولیه محلول حاصل از مخلوط کردن 20 سی سی نقره نیترات M مولار و V سی سی هیدروکلریک اسید 0.2 مولار است.
ج) حجم V مربوط به HCl که در ابتدا مصرف شده است چقدر است؟

heidar · 1389/6/24

سلام
الف و ب و ج!) اون راهی که به نظر من رسید این بود:
توی این سوال واکنش هایی انجام میشه که من به 3 قسمت تقسیمشون کردم:

I) واکنشی که از مخلوط کردن 2 محلول نقره نیترات و هیدروکلریک اسید انجام میشه و در طی اون AgCl رسوب می کند

$AgNO_{3}+HCl \to HNO_{3}+AgCl\; _{(s)}$

II) در این مرحله دو واکنش که در طی آن اسیدهای موجود (HCl و HNO3) با سود خنثی می شود (حتما در واکنش قبل HCl واکنش دهنده ی اضافی است)

$\left\{\begin{matrix} HNO_{3}+NaOH \to NaNO_{3}+H_{2}O\\ HCl+NaOH \to NaCl+H_{2}O \end{matrix}\right.$

III) در این قسمت هم واکنش آخر بین سدیم کلرید و نقره نیترات انجام می شه و در طی اون AgCl رسوب می کند

$AgNO_{3}+NaCl \to NaNO_{3}+AgCl\; _{(s)}$

برای بدست آوردن غلظت مولار AgNO3 اولیه ابتدا مول HCl را که در مرحله 2 مصرف شده را محاسبه می کنیم

$?\; mol\; HCl\; :\; 0.287\; g\; AgCl\; (\frac{1\; mol\; AgCl}{143.5\; g\; AgCl})(\frac{1\; mol\; NaCl}{1\; mol\; AgCl})(\frac{1\; mol\; HCl}{1\; mol\; NaCl})=0.002\; mol\; HCl$

مول های اسید مصرف شده در مرحله 2 را محاسبه می کنیم:

$?\; mol\; H^{+}\; :\; 30\; cc\; NaOH\; (\frac{0.1\; mol\; NaOH}{1000\; cc\; NaOH})(\frac{1\; mol\; H^{+}}{1\; mol\; NaOH})=0.003\; mol\; H^{+}$

که از این 0.003 مول اسید، 0.002 مول آن HCl است یعنی 0.001 مول آن HNO3 است پس غلظت مولار AgNO3 برابر است با:

$?\; mol\; HCl\; :\; \frac{0.001\; mol\; HNO_{3}}{20\; cc\; AgNO_{3}}(\frac{1000\; cc}{1\; L\; })(\frac{1\; mol\; AgNO_{3}}{1\; mol\; HNO_{3}})=0.05\; M\; AgNO_{3}$

حالا HCl مصرف شده در واکنش 1 را محاسبه می کنیم:

$?\; mol\; HCl\; :\; 0.001\; mol\; HNO_{3}(\frac{1\; mol\; HCl}{1\; mol\; HNO_{3}})=0.001\; mol\; HCl$

پس تعداد مول های HCl اولیه برابر 0.001+0.002 که میشود 0.003 مول HCl حالا حجم HCl را محاسبه می کنیم:

$?\; cc\; HCl\; :\; 0.003\; mol\; HCl(\frac{1\; L\; HCl}{0.2\; mol\; HCl})(\frac{1000\; cc}{1\; L})=15\; cc\; HCl$

و در نهایت غلظت HCl را در محلولی که در واکنش 2 مصرف شده است را حساب می کنیم:

$?\; \frac{1\; mol\; HCl}{1\; L}\; :\; \frac{0.003\; mol\; HCl}{(15+20)\; cc}(\frac{1000\; cc}{1\;L})=0.0857\; M\; HCl$

amir-tavakoli · 1389/6/24

heidar گفت

درسته، در کل 3 میلی مول اسید موجوده، اما توی 25 سی سی از اون (V+20) سی سی نه توی 20 سی سی اولیه!

heidar · 1389/6/26

بله حق با شماست
2 جا اشتباه کردم
یکی این موردی که شما اشاره کردی
این تعداد مول AgNO3 در 25 سی سی از محلول است و برای این که تعداد مول در 35 سی سی محلول تولید شده بدست آید باید غلظت نقره نیترات بدست آمده را در کسر (

$\frac{35}{25}$

) ضرب کرد که غلظت AgNO3 اولیه بدست میاد 0.07 مولار
اشتباه دومم هم در حساب کردن غلظت HCl در محلول اولیه بود چون مول HCl در محلول اولیه 0.002 مول هست چون 0.001 مول اون با نقره نیترات واکنش داد و از 0.003 مولی که در ابتدا وجود داشت 0.002 مول باقی می مونه و برای محاسبه ی غلظت HCl در محلول نهایی هم باید در خط آخر به جای 0.003 نوشت 0.002 که جواب بدست میاد 0.0571 مولار

heidar · 1389/7/1

[center:64fa305bb2]

[/center:64fa305bb2]

سوال سوم:

انحلال پذيري Ba(IO3)2 را در محلولي كه از مخلوط كردن 200mL از محلول 0.01 مولار Ba(NO3)2 و 100mL از محلول 0.01 مولار NaIO3 حاصل ميشود را محاسبه كنيد

اطلاعات مسئله: Ksp Ba(IO3)2=1.57*10-9

اگر مفهوم Ksp را نمي دانيد به اين لينك مراجعه كنيد

farhad2009 · 1389/7/2

سلام به شما دوست عزیز
بنده با دیدن این سوال خیلی تعجب کردم چون
از صفحه ۲۸۳ کتاب اسگوک کپی برداری شده.و جوابشم صفحه بعدش نوشته ولی حالا که خیلی مشتاق جوابید:

البته کتاب اسگوک من چاپ سال ۸۸ هست
با یان که زیاد سر از Ksp در نمیارم اما جواب یوالو نه از خودم بلکه از کتاب براتون مینویسم:
ابتدا باید معلوم کنید که ایا هر واکنش دهنده به مقدار اضافی در محلول موجود است یا خیر. مقادیر عبارتند از :
Ba 2+=200ml*0.01mmol/ml=2تعداد میلی مول
IO3 -=100ml*0.100mmol/ml=1تعداد میلی مول
اگر تشکیل Ba(IO3)2 کامل باشد:
[IO3 -]= ((6mmol)/(200ml+100ml))= (6mmol)/(300ml)=0.200M

Ksp = [Ba 2+][IO3 -] ^2=1.57*10^-9
معادله ای که تعادل را تشریح میکند نشان میدهد که 1 mol از+Ba 2 به ازای هر مول Ba(IO3)2 حلشده تشکیل میشود بنابراین
[Ba 2+]=انحلال پذیری مولی Ba(IO3)2
اما در این جا
[۲بار مثبت IO3 -]= .020+2[Ba ]
که در ان2[Ba 2+] نمایانگریدات وارد شداه از Ba(IO3)2 کم محلول است. پساز فرض IO3 -]=.02] میتوانیم یک جواب موقتی را بدست اوریم: پس
Ba(IO3)2=[Ba 2+]= (Ksp)/([IO3 -]^2) =(1.57* 10^-9)/((.02)^2)=3.93*10^-6 mol/L
از انجا که جواب موقتی تقریبا با چهار مرتبه بزرگی کوچکتر از 0.0200Mاستبه نظر میرسد که تقریب به کا رفته فابل قبول باشد و \الایش بیشترس نیازندارد.
ولی یه چیزایی میخواستم بگم
به حیدر جا
اولا : به هیچ وجه قصد مچ گیری نداشتم
ثانیا: من اولشم گفتم از تعدلو حاصلضرب و ... چیز زیادی سر در نمیارم
ثالثا: مگه تو مرحله اول و دوم تعدل میاد که این سوالو تو ماراتن گذاشتی!!!! البته به من ربطی نداره!!!
ربعا: فک کنم امیر جان در سفر بودن و حالا هم باید برن مسابقات ازمایشگاه کشوری در همدان . البته نمیدونم .
و در اخر هم بازم میگم امید وارم خرده به دل نگرفته باشی!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

amir-tavakoli · 1389/7/3

خیلی خوبه که سوال مینویسید... مرسی! ولی به نظرم بهتره توی ماراتنا سوالای مرتبط با مرحله اول و دوم نوشته بشه... میتونید یه تاپیک باز کنید برای سوالای پیشرفته...

heidar · 1389/7/3

سلام
نه farhad2009 براچي دلخور بشم؟ من كه خودم نمي تونم سوال طرح كنم بالاخره بايد سوال رو از يه جايي بذارم ديگه...
ولي كاش جواب رو نمي نوشتي شايد يكي بالاخره ميخاست روش فكر مي كرد به هر حال دستت درد نكنه جوابشو نوشتي

farhad2009 گفت

amir-tavakoli گفت

چشم از اين به بعد اگه سوال قشنگي ديدم كه در حد مرحله 1 و 2 بود ميذارم تو ماراتن (البته اطلاعات خودمم از مرحله 2 بالاتر نيست)
(فقط ببخشيد انقد فاصله افتاد هر كاري كردم درست نشد)
موفق باشيم

amir-tavakoli · 1389/7/5

heidar گفت

ما که از اول نمیدونیم 35 سی سی داریم! ما (20+V) سی سی محلول داریم که مطمئیم V بزرگتر مساوی 5 هستش! (چون 25 سی سی ازش برداشتیم واسه تجزیه تحلیل) شما اون 15 سی سی رو که به دست آوردی و با 20 سی سی جمع کردی از راه حل قبلیت بود که فهمیدی اشتباه بود!
البته اینجا یه احتمال دیگه هم میدیم! چون دو بار 25 سی سی ازش برداشتیم به احتمال زیاد باید V بزرگتر مساوی 30 باشه! ولی خوب ممکنه یه نفر فکر کنه که دوبار پشت سر هم برنداشتیم! اینم فکریه به هر حال!

=0.1/25*30*(20+V)
2V

V=30cc<=

یه معادله دیگه هم واسه به دست آوردن M باید بنویسیم:

=2/25*(20+V)

20M-0.2V

M=0.5 molar<=

همیشه اگه جوابای آخر رو جای گذاری کنیم میتونیم بفهمیم که جواب درسته یا نه!

[center:c5e5f7ef08]

[/center:c5e5f7ef08]

سوال چهارم:

ارتباط میان مولالیته C[SUB]m[/SUB] و مولاریته C[SUB]M [/SUB]را برای محلولی با چگالی d (بر حسب گرم بر سانتی متر مکعب) به دست آورید، اگر جرم یک مول جسم حل شده در آن برابر M باشد.

توجه: یک بار از مولاریته به مولالیته برسید و بار دیگر از مولالیته به مولاریته!

---> ( ماراتن محلولها ) <---

New Member

Member

New Member

Member

New Member

New Member

New Member

Member

New Member

New Member

New Member

New Member

Member

New Member

Member

Member

New Member

New Member

Member

New Member