⚛️ العلوم الفيزيائية — السنة الثالثة ثانوي (بكالوريا)

الوحدة الرابعة: تطور جملة كيميائية نحو حالة التوازن (أحماض وأسس)

قوانين الـ pH، نسبة التقدم النهائي τf، ثابت التوازن K وثابت الحموضة Ka، منحنيات المعايرة والكواشف الملونة.

1️⃣ المفاهيم الأساسية، الـ pH ونسبة التقدم النهائي τf

🧪 الـ pH والتراكيز المولية:

[H₃O⁺] = 10^(-pH) | pH = - log[H₃O⁺]
الجداء الشاردي للماء: Ke = [H₃O⁺] · [OH⁻] = 10⁻¹⁴ (عند 25°C).

⚖️ نسبة التقدم النهائي (τf):

τf = xf / xmax
• إذا τf = 1 (100%): التحول تام والنوع قوي (حمض قوي أو أساس قوي).
• إذا τf < 1: التحول غير تام، متوازن، والنوع ضعيف.

📐 ثابت الحموضة Ka والـ pKa لمحلول حمضي HA:

لتفاعل حمض مع الماء: HA + H₂O ⇌ A⁻ + H₃O⁺
Ka = ([A⁻]eq · [H₃O⁺]eq) / [HA]eq | pKa = - log Ka
العلاقة الذهبية لحساب الـ pH:
pH = pKa + log ( [A⁻]eq / [HA]eq )

📊 مجالات تغلب الصفة (مخطط توزيع الأنواع الحمضية والأساسية):

إذا كان pH < pKa - 1: الصفة الحمضية هي الغالبة بشكل ساحق ([HA] >> [A⁻]).
إذا كان pH > pKa + 1: الصفة الأساسية هي الغالبة بشكل ساحق ([A⁻] >> [HA]).
إذا كان pH = pKa: يكون [HA] = [A⁻] بنسبة 50% لكل منهما (نقطة نصف التكافؤ).

2️⃣ المعايرة الـ pH-مترية ونقطة التكافؤ

🎯 تعريف نقطة التكافؤ E: النقطة التي يكون فيها المزيج ستوكيومترياً (المتفاعلان ينفدان معاً):
CA · VA = CB · VBE.
طرق التعيين في البكالوريا:
1) طريقة المماسات المتوازية على منحنى pH = f(VB).
2) ذروة منحنى المشتقة dpH / dVB (توافق VBE بالضبط).

🛡️ نقطة نصف التكافؤ (المحلول الدارئ Tampon):
تحدث عند سكب نصف حجم التكافؤ: VB = VBE / 2.
عندها: pH = pKa للثنائية المستعملة!
خصائص المحلول الدارئ: محلول يقاوم التغير في قيمة الـ pH عند إضافة كمية قليلة من حمض أو أساس أو عند التمديد المعتدل.

🎨 القاعدة الرسمية لاختيار الكاشف الملون المناسب:
يكون الكاشف الملون مناسباً للمعايرة اللونية إذا كان مجال تغيره اللوني يشمل قيمة pH نقطة التكافؤ (pHE).
• معايرة حمض قوي بأساس قوي: pHE = 7 ⇒ نختار أزرق البروموثيمول BBT (مجاله 6.0 - 7.6).
• معايرة حمض ضعيف بأساس قوي: pHE > 7 (وسط أساسي) ⇒ نختار الفينول فتالين (مجاله 8.2 - 10.0).
• معايرة أساس ضعيف بحمض قوي: pHE < 7 (وسط حمضي) ⇒ نختار أحمر الميثيل (مجاله 4.2 - 6.2).

الوحدة 4: تطور جملة كيميائية نحو حالة التوازن (أحماض وأسس)

الوحدة الرابعة: تطور جملة كيميائية نحو حالة التوازن (أحماض وأسس)

1️⃣ المفاهيم الأساسية، الـ pH ونسبة التقدم النهائي τf

📐 ثابت الحموضة Ka والـ pKa لمحلول حمضي HA:

2️⃣ المعايرة الـ pH-مترية ونقطة التكافؤ

اختبر معلوماتك في هذا الدرس!