سوال ۹۶ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۲ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

هر چهار عبارت را جداگانه بررسی می‌کنیم.

الف) درست است.
درجهٔ یونش برابر نسبت مقدار یونیده‌شده به مقدار اولیه است و درصد یونش از ضرب آن در $100$ به دست می‌آید (شیمی ۳، صفحهٔ ۱۸–۱۹). بنابراین:
$\alpha=\frac{16}{100}=0.16$
باز $\mathrm{DOH}$ به ازای هر واحد یونیده‌شده، یک یون هیدروکسید تولید می‌کند:
$\mathrm{DOH(aq)\rightleftharpoons D^+(aq)+OH^-(aq)}$
پس غلظت هیدروکسید برابر است با:
$[\mathrm{OH^-}]=C\alpha=0.1\times0.16=1.6\times10^{-2}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$
در دمای اتاق، حاصل‌ضرب غلظت یون‌های هیدرونیوم و هیدروکسید برابر $10^{-14}$ است (شیمی ۳، صفحهٔ ۲۶–۲۷). در نتیجه:
$[\mathrm{H_3O^+}]=\frac{10^{-14}}{1.6\times10^{-2}}=6.25\times10^{-13}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$
این مقدار با مقدار داده‌شده در عبارت برابر است.

ب) نادرست است.
مولکول پاک‌کنندهٔ غیرصابونی دارای بخش یونی آب‌دوست و زنجیر هیدروکربنی آب‌گریز است. با افزایش شمار اتم‌های کربن زنجیر، سهم بخش ناقطبی و آب‌گریز بیشتر می‌شود و انحلال‌پذیری در آب کاهش می‌یابد، نه افزایش. همچنین نمی‌توان نتیجه گرفت که افزایش طول زنجیر، همواره پاک‌کنندگی را افزایش می‌دهد؛ عملکرد پاک‌کننده به تناسب بخش‌های آب‌دوست و آب‌گریز وابسته است.

پ) درست است.
لیتیم اکسید، اکسیدی بازی است و با آب، لیتیم هیدروکسید تولید می‌کند:
$\mathrm{Li_2O(s)+H_2O(l)\rightarrow 2LiOH(aq)}$
دی‌نیتروژن پنتااکسید، اکسیدی اسیدی است و با آب، نیتریک اسید تولید می‌کند:
$\mathrm{N_2O_5(g)+H_2O(l)\rightarrow 2HNO_3(aq)}$
بنابراین اگر از هر اکسید $n$ مول وارد آب شود، از هر یک از مواد $\mathrm{LiOH}$ و $\mathrm{HNO_3}$ به اندازهٔ $2n$ مول تولید می‌شود. این اسید و باز قوی با نسبت مولی برابر یکدیگر را خنثی می‌کنند:
$\mathrm{HNO_3(aq)+LiOH(aq)\rightarrow LiNO_3(aq)+H_2O(l)}$
نمک حاصل، یعنی لیتیم نیترات، در چارچوب مباحث کتاب درسی محلول خنثی ایجاد می‌کند؛ پس اسید یا باز اضافی باقی نمی‌ماند. معیار خنثی بودن نیز برابری غلظت یون‌های هیدرونیوم و هیدروکسید است (شیمی ۳، صفحهٔ ۱۵ و ۲۶). حجم آب، برابری مقدار اسید و باز تولیدشده را تغییر نمی‌دهد.

ت) نادرست است.
با افزایش غلظت محلول اسید $\mathrm{HA}$ در دمای ثابت، غلظت یون هیدرونیوم افزایش و در نتیجه مقدار $\mathrm{pH}$ کاهش می‌یابد؛ این جهت تغییر با مقیاس معرفی‌شده در کتاب سازگار است (شیمی ۳، صفحهٔ ۲۶). اما ثابت یونش برای یک اسید معین، در دمای ثابت تغییر نمی‌کند:
$K_a=\frac{[\mathrm{H_3O^+}][\mathrm{A^-}]}{[\mathrm{HA}]}$
پس بخش دوم عبارت نادرست است. باید میان «غلظت یون هیدرونیوم»، «درجهٔ یونش» و «ثابت یونش» تفاوت گذاشت.

در نتیجه، فقط عبارت‌های «الف» و «پ» درست‌اند.

پاسخ: گزینهٔ ۴