طبق المفاهيم تتغير قيمة K كغيرها من ثوابت الاتزان بحسب درجة الحرارة. K يساوي 15- 10 × 2.92 عند 102 ، و 10×1.00 عند 25 و 10 × 2.92 عند 40C. في ضوء هذه المعلومات احسب قيم pH للماء النقي عند درجات الحرارة الثلاث هذه، وقارن بينها. هل يصح القول إن pH للماء النقي دائما 7.0؟ اشرح إجابتك ~؟
إجابة الطالب المختصرة من خلال موقع بوابة الإجابات هي
pH للماء النقي تساوي 7.268 عند C 10°، وعند 25C pH تساوي 6.998. وعند . 40°C. p تساوي 6.767. من الخطأ أن نقول أن pH للماء النقي دائما 7.0 ؛ لأن pH للماء النقي يساوي 7.0 فقط عند C 25°، أو 298K.
بالتأكيد، دعنا نحل هذه المشكلة خطوة بخطوة مع شرح مفصل:
**المعلومات الأساسية:**
* **ثابت التأين الذاتي للماء (Kw):** يمثل مدى تأين الماء النقي إلى أيونات الهيدرونيوم (H3O+) وأيونات الهيدروكسيد (OH-). العلاقة هي:
```
Kw = [H3O+][OH-]
```
* **الماء النقي:** في الماء النقي، يكون تركيز أيونات الهيدرونيوم مساوياً لتركيز أيونات الهيدروكسيد:
```
[H3O+] = [OH-]
```
* **الـ pH:** هو مقياس لحمضية أو قاعدية المحلول، ويعرف بأنه اللوغاريتم السالب لتركيز أيونات الهيدرونيوم:
```
pH = -log[H3O+]
```
**الحسابات:**
1. **حساب تركيز أيونات الهيدرونيوم ([H3O+]) عند كل درجة حرارة:**
* بما أن [H3O+] = [OH-] في الماء النقي، فإن:
```
Kw = [H3O+]^2
[H3O+] = √Kw
```
* **عند 10 درجة مئوية:**
```
Kw = 2.92 × 10^-15
[H3O+] = √(2.92 × 10^-15) = 5.40 × 10^-8 M
```
* **عند 25 درجة مئوية:**
```
Kw = 1.00 × 10^-14
[H3O+] = √(1.00 × 10^-14) = 1.00 × 10^-7 M
```
* **عند 40 درجة مئوية:**
```
Kw = 2.92 × 10^-14
[H3O+] = √(2.92 × 10^-14) = 1.71 × 10^-7 M
```
2. **حساب الـ pH عند كل درجة حرارة:**
* **عند 10 درجة مئوية:**
```
pH = -log(5.40 × 10^-8) = 7.27
```
* **عند 25 درجة مئوية:**
```
pH = -log(1.00 × 10^-7) = 7.00
```
* **عند 40 درجة مئوية:**
```
pH = -log(1.71 × 10^-7) = 6.77
```
**النتائج والمقارنة:**
| درجة الحرارة (°C) | Kw | \[H3O+] (M) | pH |
| ----------------- | ---------------------- | ------------------- | ------ |
| 10 | 2.92 × 10^-15 | 5.40 × 10^-8 | 7.27 |
| 25 | 1.00 × 10^-14 | 1.00 × 10^-7 | 7.00 |
| 40 | 2.92 × 10^-14 | 1.71 × 10^-7 | 6.77 |
**هل يصح القول إن pH للماء النقي دائما 7.0؟**
**لا، هذا غير صحيح.** الـ pH للماء النقي ليس دائماً 7.0. قيمة الـ pH تعتمد على درجة الحرارة.
**الشرح:**
* **تأثير درجة الحرارة على Kw:** تزداد قيمة Kw مع زيادة درجة الحرارة. هذا يعني أن الماء يتأين بشكل أكبر عند درجات الحرارة الأعلى، مما يؤدي إلى زيادة تركيز كل من أيونات الهيدرونيوم (H3O+) وأيونات الهيدروكسيد (OH-).
* **تأثير تغير Kw على الـ pH:** بما أن [H3O+] تزداد مع زيادة درجة الحرارة (للحفاظ على Kw = [H3O+][OH-] )، فإن الـ pH ينخفض.
* **الحمضية والقاعدية النسبية:** على الرغم من أن الـ pH يتغير مع درجة الحرارة، فإن الماء النقي يظل **متعادلاً** في جميع درجات الحرارة. هذا يعني أن تركيز [H3O+] يساوي تركيز [OH-] دائماً، حتى لو كانت هذه التركيزات أعلى أو أقل من 1.00 × 10^-7 M.
**ملخص:**
الـ pH للماء النقي هو 7.0 فقط عند درجة حرارة 25 درجة مئوية. عند درجات حرارة أخرى، يتغير الـ pH بسبب تأثير درجة الحرارة على ثابت التأين الذاتي للماء (Kw). ومع ذلك، يظل الماء النقي متعادلاً في جميع درجات الحرارة لأن [H3O+] = [OH-].
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال طبق المفاهيم تتغير قيمة K كغيرها من ثوابت الاتزان بحسب درجة الحرارة. K يساوي 15- 10 × 2.92 عند 102 ، و 10×1.00 عند 25 و 10 × 2.92 عند 40C. في ضوء هذه المعلومات احسب قيم pH للماء النقي عند درجات الحرارة الثلاث هذه، وقارن بينها. هل يصح القول إن pH للماء النقي دائما 7.0؟ اشرح إجابتك ~ اترك تعليق فورآ.
