محاليل القواعد القوية

محاليل القواعد القوية

Strong Bases Solutions

ترتبط قوة القواعد بقدرتها على التأين في الماء، وهذا ما يعرف بقوة القاعدة.

القواعد القوية (NaOH , KOH , LiOH) تتأين كلياً في الماء؛ وعند إضافة القاعدة إلى الماء ينزاح الاتزان في معادلة تأين الماء نحو اليسار، فيقل تركيز H3O+ مع بقاء قيمة Kw ثابتة.

وعند إضافة القاعدة إلى الماء يكون لأيونات الهيدروكسيد مصدران، هما:

  1. التأين الذاتي للماء، وتهمل لضآلتها.
  2. القاعدة المضافة، ويعتبر المصدر الرئيس لأيونات OH- في المحلول؛ لأن القاعدة القوية تتفكك كلياً. 

أي أن:

[OH-] = [Base]

 

مثال (1):

أحسب تركيز H3O+ وتركيز OH- في محلول يحتوي على 1 x 10-1 M من هيدروكسيد الصوديوم NaOH .

الحل:

معادلة تأين القاعدة:

NaOH   H2O   Na+  +  OH-

[OH-] = [NaOH] = 1 x 10-1 M

[H3O+] [OH-] = 1 x 10-14 Kw =

[H3O+] = Kw[OH-]1 x 10-141 x 10-1 = 1 x 10-13 M

 

مثال (2):

أحسب تركيز H3O+ وتركيز OH- في محلول يحتوي على 0.5 x 10-3 M من هيدروكسيد الليثيوم LiOH .

الحل:

معادلة تأين القاعدة:

LiOH   H2O   Li+  +  OH-

[OH-] = [LiOH] = 0.5 x 10-3 M

[H3O+] [OH-] = 1 x 10-14 Kw =

[H3O+] = Kw[OH-] = 1 x 10-140.5 x 10-3 = 2 x 10-11 M

 

مثال (3):

أحسب تركيز H3O+ وتركيز OH- في محلول ناتج من إضافة 8 g من NaOH إلى 500 mL من الماء، إذا علمت أن Mr(NaOH) = 40 g/mol  .

الحل:

أحسب عدد مولات القاعدة (n) في المحلول:

 n =  mMr = 8 g40 g/mol = 0.2 mol

أحسب تركيز القاعدة (M) في المحلول:

M =  nV = 0.2 mol0.5 L = 0.4 M

معادلة تأين القاعدة:

NaOH   H2O   Na+  +  OH-

[OH-] = [NaOH] = 0.4 M

[H3O+] [OH-] = 1 x 10-14 Kw =

[H3O+] = Kw[OH-] = 1 x 10-144 x 10-1 = 0.25 x 10-13 M

 

مثال (4):

أي المحلولين الآتيين أكثر قاعدية:

محلول KOH تركيزهM  4 x 10-2 ، أم محلول LiOH حُضّر بإذابة 2.5 x 10-4 mol منه في 400 mL من الماء.

الحل:

أحسب تركيز محلول القاعدة LiOH :

M =  nV = 2.5 x 10-4 mol0.4 L = 6.25 x 10-4 M

القاعدتان قويتان، وتتفككان كلياً في الماء، وعليه يكون:

[OH-] = [KOH] = 4 x 10-2 M

[OH-] = [LiOH] = 6.25 x 10-4 M

إذن محلول القاعدة KOH أكثر قاعدية من محلول القاعدة LiOH ؛ لأن تركيز OH- فيه أعلى.

 

مثال (5):

أحسب كتلة (LiOH) المذابة في 2.5 L من المحلول إذا كان تركيز OH- في المحلول يساوي 1 x 10-1 M

علماً أنّ: (Mr H = 1 g/mol , Mr O = 16 g/mol , Mr Li = 7 g/mol ، Kw = 1 x 10-14

الحل:

معادلة تأين القاعدة:

LiOH   H2O   Li+  +  OH-

أحسب تركيز القاعدة من تركيز OH- :

[OH-] = [LiOH] = 1 x 10-1 M

أحسب عدد مولات القاعدة (n):

n = M x V = 1 x 10-1 M x 2.5 L = 2.5 x 10-1 mol

أحسب الكتلة المولية (Mr) للقاعدة LiOH ، ومنها أحسب كتلة القاعدة:

Mr = 7 + 16 + 1 = 24 g/mol

m = n x Mr = 2.5 x 10-1 mol x 24 g/mol = 6 g

 

مثال (6):

كأس تحتوي على 250 mL من الماء النقي، أضيف إليها 1.4 g من KOH . أحسب التغير الذي طرأ على تركيز OH- عند إضافة القاعدة إلى الماء (أهمل التغير في الحجم).

علماً أن  Mr(KOH) = 56 g/mol  ، Kw = 1 x 10-14

الحل:

في الماء النقي يكون:

[OH-] = 1 x 10-7 M

عند إضافة القاعدة القوية KOH إلى الماء النقي يهمل تركيز أيونات OH- القادم من الماء النقي لضآلته، وتحسب فقط من القاعدة المضافة.

أحسب عدد مولات القاعدة (n) في المحلول:

n =  mMr = 1.4 g56 g/mol = 0.025 mol

أحسب تركيز القاعدة (M) في المحلول:

M =  nV = 0.025 mol0.25 L = 0.1 M

معادلة تأين القاعدة:

KOH   H2O   K+  +  OH-

[OH-] = [KOH] = 0.1 M

التغير في تركيز OH- من 1 x 10-7 M إلى 1 x 10-1 M .

إعداد : أ. أحمد الحسين

09 / 07 / 2022