حل امتحان كيمياء بالإجابات والشرح

1. أالأيون السالب للملح X: فوسفات ، الأيون السالب للملح Y: كبريتات الإجابة الصحيحة
2. بالأيون السالب للملح X: فوسفات ، الأيون السالب للملح Y: كبريتيد

   ليه دي غلطكبريتيد مع Pb²⁺ يعطي PbS أسود لا أبيض.

3. جالأيون السالب للملح X: كبريتات ، الأيون السالب للملح Y: فوسفات

   ليه دي غلطكبريتات BaSO₄ لا يذوب في الحمض المخفف → لا يتوافق مع X.

4. دالأيون السالب للملح X: كلوريد ، الأيون السالب للملح Y: كبريتات

   ليه دي غلطكلوريد BaCl₂ لا يترسب مع BaCl₂.

ليه دي الصحالاختيار الأول صح لأن BaCl₂ بيرسّب Ba₃(PO₄)₂ أبيض بيذوب في الحمض المخفف — ده دليل على إن X فوسفات. وأسيتات الرصاص II بيعطي مع SO₄²⁻ راسب PbSO₄ أبيض — ده دليل على إن Y كبريتات. الجمعتين بتطابق الاختيار الأول بالظبط.

نبدأ بتحليل الكاشفين كل واحد لوحده. كلوريد الباريوم يعطي راسبًا أبيض مع الفوسفات والكبريتات، لكن الفرق الحاسم هنا هو الذوبان في الأحماض المخففة: فوسفات الباريوم تذوب في الحمض، بينما كبريتات الباريوم لا تذوب بسهولة. إذن الملح X يحتوي على أيون الفوسفات. أما أسيتات الرصاص II فتعطي راسبًا أبيض من كبريتات الرصاص PbSO₄ مع أيون الكبريتات، بينما كبريتيد الرصاص يكون أسودًا لا أبيض. لذلك يكون X فوسفات وY كبريتات، وهو ما يطابق الاختيار الصحيح.

1. أاختزال

   ليه دي غلطالاختزال (كسب إلكترونات) بيحصل على الكاثود مش الأنود — الأنود دايماً بيخسر إلكترونات.

2. بأكسدة الإجابة الصحيحة
3. جاستقبال إلكترونات

   ليه دي غلطاستقبال الإلكترونات ده نفس معنى الاختزال، وده بيبقى على الكاثود؛ الأنود بيبع الإلكترونات مش بيستقبلها.

ليه دي الصحالأكسدة هي اللي بتحصل دايمًا على الأنود — في أي خلية ومهما اختلف نوعها. الأنود بيفقد إلكترونات للدائرة الخارجية وده هو تعريف الأكسدة بالظبط.

بصرف النظر عن نوع الخلية (جلفانية تولّد كهرباء أو إلكتروليتية تستهلك كهرباء)، التعريف الكيميائي ثابت: الأنود = الأكسدة، الكاثود = الاختزال. ما يتغير هو إشارة الشحنة: في الجلفانية الأنود سالب (يعطي إلكترونات للدائرة)؛ في الإلكتروليتية الأنود موجب (متصل بالقطب الموجب للبطارية).

1. أتركيزات المواد المتفاعلة

   ليه دي غلطالمتفاعلات بتتكتب تحت في المقام مش فوق في البسط — البسط مكانه النواتج.

2. بتركيزات النواتج الإجابة الصحيحة
3. جمجموع كل التركيزات

   ليه دي غلطKc كسر (نواتج على متفاعلات) مش جمع؛ مفيش حاجة بتتجمّع في تعبير ثابت الاتزان.

ليه دي الصحالإجابة الصح هي تركيزات النواتج لأن Kc بيتكتب كنسبة — النواتج دايمًا في البسط فوق والمتفاعلات في المقام تحت.

Kc يُعبّر عن تركيزات مواد الاتزان وفق قانون فعل الكتلة: Kc = [نواتج مرفوعة لأسس المعاملات] ÷ [متفاعلات مرفوعة لأسس المعاملات]. النواتج في البسط والمتفاعلات في المقام — ده تعريف ثابت ومش بيتغير.

1. أناتج هدرجة (A): بروبان ، ناتج هدرجة (B): بروبان ، ناتج هدرجة (C): بروبان الإجابة الصحيحة
2. بناتج هدرجة (A): بروبان ، ناتج هدرجة (B): بيوتان ، ناتج هدرجة (C): بروبين

   ليه دي غلطB لا يعطي بيوتان، بل يعطي بروبان لأنه C₃.

3. جناتج هدرجة (A): بيوتان ، ناتج هدرجة (B): سيكلوبروبان ، ناتج هدرجة (C): بروبان

   ليه دي غلطC₃ لا يعطي سيكلوبروبان عند الهدرجة.

4. دناتج هدرجة (A): بروبان ، ناتج هدرجة (B): بروبين ، ناتج هدرجة (C): بروبان

   ليه دي غلطB لا يُعطي بروبين كناتج هدرجة تامة.

ليه دي الصحالمركبات A وB وC الثلاثة عندهم ٣ ذرات كربون (بروبان وبروبين وبروباين). الهدرجة التامة بتضيف هيدروجين كفاية تحوّل الرابطة المزدوجة أو الثلاثية لرابطة مفردة، فالنتيجة دايمًا بروبان لكل منهم.

نحدد المركبات من الوصف. A غاز من مكونات البوتاجاز ونسبته أقل في الدول الحارة، وهذا يطابق البروبان C₃H₈. المركب B له نفس عدد ذرات الكربون ولكنه أقل بذرتي هيدروجين، فيكون C₃H₆ مثل البروبين. المركب C غير مشبع وأقل من B بذرتي هيدروجين، فيكون C₃H₄ مثل بروباين/بروبادايين حسب السياق. الهدرجة التامة تضيف H₂ حتى الوصول إلى الألكان المشبع ذي عدد الكربونات نفسه. لذلك A يبقى بروبان، وB يهدرج إلى بروبان، وC يهدرج تمامًا إلى بروبان أيضًا. إذن نواتج الهدرجة الثلاثة هي بروبان.

1. أشحنة النواة الفعالة للعنصر X أكبر من شحنة النواة الفعالة للعنصر Y. الإجابة الصحيحة
2. بنصف قطر العنصر X أصغر من نصف قطر العنصر Y.

   ليه دي غلطنصف قطر X أصغر (لا أكبر) من Y، هذا يتبع من الشحنة الفعالة الأكبر.

3. جنصف قطر العنصر X يساوي نصف قطر العنصر Y.

   ليه دي غلطنصف القطران غير متساويين — X أصغر.

4. دالتنافر بين إلكترونات 3d للعنصر X أقل من التنافر بين إلكترونات 3d للعنصر Y.

   ليه دي غلطالتنافر بين إلكترونات 3d يعتمد على عددها وهو متساوٍ بالفرضية، لكن الشحنة الفعالة الأعلى لـX لا تعني تنافراً أقل للإلكترونات المتماثلة.

ليه دي الصحالإجابة الصح هي إن شحنة النواة الفعّالة للعنصر X أكبر من Y، لأن X جاي بعد Y في السلسلة يعني عنده بروتون زيادة مع نفس عدد إلكترونات 3d، فالنواة بتجذب الإلكترونات أقوى.

عند مقارنة عنصرين متتاليين في السلسلة الانتقالية الأولى ولهما نفس عدد إلكترونات 3d، يكون الفرق الأساسي هو زيادة العدد الذري من عنصر إلى الذي يليه. زيادة عدد البروتونات مع بقاء حجب 3d قريبًا تجعل شحنة النواة الفعالة للعنصر اللاحق أكبر، فيزداد جذب النواة للإلكترونات. لذلك إذا كان X هو اللاحق في الترتيب كما يقرر المفتاح، تكون شحنة النواة الفعالة له أكبر من Y، ويميل نصف قطره إلى الصغر. الاختيارات التي تقول إن نصف قطر X أكبر أو يساوي Y لا توافق أثر زيادة الشحنة الفعالة.