تمرینهای دورهای فصل سوم شیمی (1) کلاس دهم رشته ریاضی و تجربی
آب، آهنگ زندگی
تمرینهای دورهای (صفحهٔ 120 تا 122 کتاب درسی)
1- اگر در محلولهای آبی (A) تا (F) هر ذرۀ حل شونده هم ارز با 0/02 مول باشد، به پرسشهای زیر پاسخ دهید.
آ) کدام محلول غلیظتر است؟ چرا؟
| F (6) | E (5) | D (4) | C (3) | B (2) | A (1) | محلول |
|---|---|---|---|---|---|---|
| $\frac{8\times 0/02}{0/05}=3/2$ | $\frac{4\times 0/02}{0/05}=1/6$ | $\frac{4\times 0/02}{0/05}=1/6$ | $\frac{4\times 0/02}{0/05}=1/6$ | $\frac{12\times 0/02}{0/05}=4/8$ | $\frac{8\times 0/02}{0/05}=3/2$ | غلظت مولار |
محلول (2)، زیرا دارای تعداد ذرات حل شوندهی بیشتری در واحد حجم است. بنابراین دارای بالاترین غلظت مولار است.
ب) غلظت مولی کدام محلولها با هم برابر است؟
محلول 1 با 6 و محلولهای 3 و 4 و 5
پ) غلظت مولی محلول به دست آمده از مخلوط کردن محلول (1) و (3) را حساب کنید.
حجم کل محلول $50+5=100mL:$ ، $M=\frac{n}{V}$
$100mL\times \frac{1L}{1000mL}=0/1L$
$=(8\times 0/02)+(4\times 0/02)=0/24mol\Rightarrow M=\frac{0/024mol}{0/1L}=0/24\frac{mol}{L}$ تعداد کل ذرات
ت) غلظت مولی محلول (4) را پس از افزودن 110 میلی لیتر آب به آن حساب کنید.
$\left. \begin{matrix}
M=\frac{n}{V};n=4\times 0/02=0/08(mol) \\
V=50+110=160mL\begin{matrix}
\begin{matrix}
{} & {} \\
\end{matrix} & {} & {} \\
\end{matrix} \\
160mL\times \frac{1L}{1000mL}=0/16L\begin{matrix}
{} & {} & {} \\
\end{matrix} \\
\end{matrix} \right\}\Rightarrow M=\frac{0/08}{0/16}=0/5\frac{mol}{L}$
ث) غلظت مولی محلول (5) را پس از انحلال 0/02 مول حل شونده به دست آورید (از تغییر حجم چشم پوشی کنید).
$M=\frac{n}{V};n=2\times 0/02=0/04(mol)\to +0/02=0/06mol$
$V=25mL\times \frac{1L}{1000mL}=0/025L$
$M=\frac{0/06}{0/025}=2/4\frac{mol}{L}$
2- ادامۀ زندگی اغلب ماهیها هنگامی امکان پذیر است که غلظت اکسیژن محلول در آب بیشتر از $5ppm$ باشد. با انجام محاسبه مشخص کنید که آیا $9kg$ آب حاوی $6/75$ میلی گرم اکسیژن محلول برای ادامۀ زندگی ماهیها مناسب است؟
$6/75mg\times \frac{1g}{1000mg}=6/75\times {{10}^{-3}}g$
{} \\
\end{matrix};9kg\times \frac{1000g}{1kg}=9\times {{10}^{3}}g$
3- با توجه به نمودار زیر به پرسشهای مطرح شده پاسخ دهید. جرم مولی هر سه مادۀ آلی $A$، $B$ و $C$ با یکدیگر برابر است.
آ) جهت گیری و منظم شدن مولکولهای کدام ترکیب در میدان الکتریکی محسوستر است؟ چرا؟
ترکیب $(C)$ زیرا دارای بیشترین گشتاور دو قطبی میباشد.
ب) سه ترکیب داده شده را بر اساس کاهش قدرت نیروهای بین مولکولی مرتب کنید.
قدرت نیروهای بین مولکولی: $A
پ) پیش بینی میکنید کدام ماده در شرایط یکسان انحلال پذیری بیشتری در هگزان دارد؟ چرا؟
مادهی $A$، زیرا هگزان ناقطبی بوده و طبق قاعده شبیه در شبیه حل میشود. مادهی ناقطبی $(A)$ که دارای کمترین گشتاور دو قطبی است در هگزان حل میشود.
4- در نمودار زیر انحلال پذیری گاز اکسیژن در آب آشامیدنی و آب دریا نشان داده شده است.
آ) در دمای $5{}^\circ C$ انحلال پذیری گاز اکسیژن چقدر است؟
| انحلال پذیری در | آب آشامیدنی | آب دریا |
|---|---|---|
| مقدار میلی گرم در $5{}^\circ C$ | $1/18$ | $0/9$ |
متأسفانه نمودار کتاب اعداد مربوط به ستون انحلال پذیری را اشتباه قرار داده است!!!
ب) با افزایش دما چه تغییری در مقدار حل شدن گاز اکسیژن مشاهده میشود؟
با افزایش دما از انحلالپذیری گاز اکسیژن در آب کاسته میشود.
پ) آیا میتوان گفت با افزایش مقدار نمک در آب، انحلال پذیری گاز اکسیژن کاهش مییابد؟ توضیح دهید.
بله، همانطور که دیده میشود نمودار انحلالپذیری در آب دریا (حاوی نمک) پایینتر از انحلالپذیری در آب آشامیدنی است. یونها جاذبهی قویتری با مولکولهای آب برقرار کرده و اجازهی انحلال گازها در آب را نمیدهند.
5- هر یک از شکلهای زیر نمایی از آغاز و پایان آزمایشی برای درک مفهوم انحلال پذیری سه ماده در آب و دمای $25{}^\circ C$ است. نتیجۀ هریک از این آزمایشها را بنویسید.
آزمایش ردیف نخست:
| (پ) | (ب) | (آ) | آزمایش |
| اتانول در آب حل میشود. | روغن در آب حل نشده و روی سطح آب قرار میگیرد. | یک گرم شکر به طور کامل در آب حل میشود. | مشاهده |
آزمایش ردیف دوم:
| (پ) | (ب) | (آ) | آزمایش |
| اتانول بیشتر به طور کامل در آب حل میشود. | قطرههای روغن همچنان روی سطح آب شناورند. | اگر 300 گرم از شکر در آب حل کنیم 205 گرم حل شده و 95گرم حل نشده باقی میماند. | مشاهده |
نتیجه 1: انحلال شکر در آب در دمای مشخص مقدار مشخصی بوده و مولکولهای آب نمیتوانند بی از حد معینی شکر را در خود جای دهند.
نتیجه 2: قطرات روغن (ناقطبی) در آب (قطبی) حل نمیشوند.
نتیجه 3: اتانول به هر نسبتی در آب حل میشود.
6- هر یک از شکلهای زیر، کاربردی از یک ترکیب یونی را نشان میدهد.
آ) کدام شکل کاربرد کلسیم سولفات و کدام شکل کاربرد آمونیوم نیترات را نشان میدهد؟ توضیح دهید.
شکل سمت چپ (پای گچ گرفته شده) کلسیم سولفات $CaS{{O}_{4}}$ و دیگری آمونیوم نیترات است. از کلسیم سولفات (گچ) برای ساختمان سازی، گچ گرفتن اعضای شکسته شدهی بدن و... استفاده میشود.
از آمونیوم نیترات $(N{{H}_{4}}N{{O}_{3}})$ که یک کود شیمیایی است برای نیترات کردن خاک جهت رشد بهتر گیاهان استفاده میشود.
ب) اگر انحلال پذیری کلسیم سولفات و آمونیوم نیترات در آب و دمای $5{}^\circ C$ به ترتیب برابر با $0/2$ و $65/5$ گرم باشد، درصد جرمی محلول سیرشدۀ هریک را در این دما حساب کنید.
درصد $=\frac{0/2}{100+0/2}\times 100\simeq 0/2$ درصد جرمی کلسیم سولفات
درصد $=\frac{65/5}{100+65/5}\times 100=39/57$ درصد جرمی آمونیوم نیترات
7- کوسههای شکارچی حس بویایی بسیار قوی دارند و میتوانند بوی خون را از فاصلۀ دورتر حس کنند. اگر یک قطره (0/1 گرم) از خون یک شکار در فضایی از آب دریا به حجم $4\times {{10}^{12}}$ لیتر پخش شود، این کوسهها بوی خون را حس میکنند. حساب کنید حس بویایی این کوسهها به حداقل چند $ppm$ خون حساس است؟ (جرم یک لیتر آب دریا را یک کیلوگرم در نظر بگیرید).
آب $1L=1kg$
$4\times {{10}^{12}}kg\times \frac{1000g}{1kg}=4\times {{10}^{15}}g$
$=\frac{0/1g}{4\times {{10}^{15}}g}\times {{10}^{6}}=25\times {{10}^{-12}}ppm$ غلظت بر حسب $ppm$
