شیمی سؤال ۹۸ کنکور ۱۴۰۵

با توجه به شکل دادهشده که یونش اسیدهای $HA$ و $HX$ را در آب و در دمای اتاق و حجم محلول یک لیتر نشان می‌دهد، کدام مورد درست است؟

۱اگر هر ذره، معادل

۰/۰۲

مول باشد،

K_{a}

برای اسید

HA

۵

برابر

K_{a}

برای اسید

HX

است.۲اگر غلظت آغازی

HX

۰/۱

شود، درجهٔ یونش آن، همانند

[H X^{+}]

، کاهش می‌یابد.۳اگر غلظت مولی آغازی

HX

، برابر

۰/۱۸

باشد،

K_{a} = ۹ \times ۱ ۰^{- ۳}

خواهد بود.۴

[H X^{+}] \times [OH X^{-}]

در محلول اسید

HA

، برابر با

[X X^{-}] \times [A X^{-}]

است.

پاسخ تشریحی

پاسخ: گزینهٔ ۳

از شکل می‌خوانیم: از $۵$ مولکول $HA$ هیچ مولکولی یونیده‌نشده نمی‌ماند ( $۵$ یون $H X^{+}$ و $۵$ یون $A X^{-}$ )، پس $HA$ اسید قوی است $(α = ۱)$ . از $۵$ مولکول $HX$ فقط یکی یونیده می‌شود (یک $H X^{+}$ ، یک $X X^{-}$ و $۴$ مولکول یونیده‌نشده)، پس $HX$ اسید ضعیف است:

α_{HX} = \frac{۱}{۵} = ۰/۲

$۱$ )
نادرست؛ $HA$ اسید قوی است و در محلول آن مولکول $HA$ یونیده‌نشده نیست. پس مخرج عبارت $K_{a}$ تقریباً صفر و $K_{a}$ بسیار بزرگ است. کتاب برای اسیدهای قوی ثابت یونش را «بسیار بزرگ» می‌نویسد. نسبت $۵$ از مقایسهٔ شمار ذره‌ها به دست نمی‌آید.
$۲$ )
نادرست؛ در دمای ثابت، $K_{a} = \frac{[ H X ^{+} ] [ X X ^{-} ]}{[ HX ]}$ ثابت است. اگر غلظت کم شود، چون $K_{a}$ باید ثابت بماند، درجهٔ یونش زیاد می‌شود ولی $[H X^{+}]$ کم می‌شود. اگر غلظت زیاد شود، درجهٔ یونش کم و $[H X^{+}]$ زیاد می‌شود. پس درجهٔ یونش و $[H X^{+}]$ هیچ‌گاه هم‌زمان کاهش نمی‌یابند.
$۳$ )
درست؛ با $α = ۰/۲$ و غلظت آغازی $۰/۱۸ mol L^{- ۱}$ :
$[H X^{+}] = [X X^{-}] = ۰/۱۸ \times ۰/۲ = ۰/۰۳۶ mol L^{- ۱}$ $[HX] = ۰/۱۸ - ۰/۰۳۶ = ۰/۱۴۴ mol L^{- ۱}$ $K_{a} = \frac{[ H X ^{+} ] [ X X ^{-} ]}{[ HX ]} = \frac{( ۰/۰۳۶ ) ^{۲}}{۰/۱۴۴} = \frac{۱/۲۹۶ \times ۱ ۰ ^{- ۳}}{۰/۱۴۴} = ۹ \times ۱ ۰^{- ۳}$
$۴$ )
نادرست؛ در محلول $HA$ گونهٔ $X X^{-}$ وجود ندارد. در دمای اتاق $[H X^{+}] [OH X^{-}] = ۱ ۰^{- ۱۴}$ است، ولی در این محلول $X X^{-}$ وجود ندارد و $[X X^{-}] \times [A X^{-}] = ۰$ است؛ پس دو مقدار برابر نیستند.

چرا درست، چرا نادرست

گزینهٔ ۱نادرست
Ka اسید قوی بسیار بزرگ است و نسبت ۵ از شمار ذره‌ها به دست نمی‌آید
گزینهٔ ۲نادرست
با تغییر غلظت آغازی، K ثابت می‌ماند و درجهٔ یونش و [H⁺] همزمان کاهش نمی‌یابند
کتاب رابطهٔ درجهٔ یونش با رقیق‌سازی را صریح نمی‌گوید؛ فقط جدول HF (شیمی ۳ ص۲۲) داده‌هایی دارد که با آن می‌توان حساب کرد. جست‌وجوی درجه یونش، رقیق کردن، غلظت آغازی
گزینهٔ ۳درست
با α=۰/۲ و غلظت ۰/۱۸ مولار، Ka برابر ۹×۱۰^-۳ می‌شود
گزینهٔ ۴نادرست
در محلول HA گونهٔ X⁻ نیست و [H⁺][OH⁻]=۱۰^-۱۴ برابر [X⁻][A⁻] نیست

از کتاب

گزینه‌های ۱، ۳ و ۴

نمودار پیش و پس از یونش دو اسید، که یکی کاملاً و دیگری جزئی یونیده می‌شود، مانند شکل پرسش.صفحهٔ ۱۸ شیمی ۳

گزینه‌های ۱ و ۳