سوال ۸۶ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۴ نوبت اول با پاسخ تشریحی

برای بررسی گزینه‌ها باید میان «یون»، «اتم» و «واحد فرمولی ترکیب یونی» تفاوت بگذاریم و نقش جاذبه‌های بین ذرات را در انحلال بشناسیم.

۱. بار یون چنداتمی: یون سولفات، $\mathrm{SO_4^{2-}}$، مجموعه‌ای از اتم‌های متصل به یکدیگر است. بار $2-$ به کل این مجموعه تعلق دارد و نمی‌توان آن را صرفاً متعلق به اتم‌های اکسیژن دانست. کتاب نیز در توضیح شکل پتاسیم سولفات بر همین نکته تأکید می‌کند؛ پس گزینهٔ ۱ نادرست است (شیمی ۱، صفحهٔ ۹۱–۹۲).

۲. ذرات حاصل از انحلال نمک: در بلور یک ترکیب یونی، کاتیون‌ها و آنیون‌ها با آرایشی منظم قرار دارند. با ورود نمک محلول به آب، مولکول‌های قطبی آب به یون‌های سطح بلور نزدیک می‌شوند و با آن‌ها جاذبهٔ یون ـ دوقطبی برقرار می‌کنند. سپس یون‌ها از شبکه جدا و آب‌پوشیده می‌شوند؛ بنابراین محصول این فرایند «اتم» نیست و گزینهٔ ۲ نادرست است (شیمی ۱، صفحهٔ ۱۱۲).

۳. شمار یون‌های حاصل: تعداد یون‌ها را باید از نسبت یون‌ها در فرمول شیمیایی به دست آورد، نه برابر با تعداد واحدهای فرمولی حل‌شده فرض کرد. برای مثال:
$\mathrm{NaCl(s)\xrightarrow{H_2O}Na^+(aq)+Cl^-(aq)}$
پس اگر $N$ واحد فرمولی سدیم کلرید حل شود، $N$ یون سدیم و $N$ یون کلرید، یعنی در مجموع $2N$ یون، حاصل می‌شود. بنابراین گزینهٔ ۳ نیز نادرست است (شیمی ۱، صفحهٔ ۱۱۲).

۴. مقایسهٔ جاذبه‌ها در انحلال: برای جدا شدن یون‌های نمک باید بر جاذبهٔ میان یون‌های شبکه غلبه شود. همچنین برای جای گرفتن یون‌ها میان مولکول‌های آب، بخشی از پیوندهای هیدروژنی آب گسسته می‌شود. در مقابل، میان یون‌ها و مولکول‌های آب جاذبهٔ یون ـ دوقطبی برقرار می‌شود که عامل جدا شدن و آب‌پوشیده شدن یون‌هاست (شیمی ۱، صفحهٔ ۱۰۶–۱۰۷ و ۱۱۲).

در چارچوب مقایسهٔ کیفی نیروها در این پرسش، محلول بودن نمک نشان می‌دهد که جاذبهٔ تازهٔ یون ـ دوقطبی برای غلبه بر اثر جاذبه‌های پیشین کافی است؛ این همان برتری نسبت به میانگین جاذبه‌های نمک ـ نمک و آب ـ آب است که در گزینهٔ ۴ بیان شده است.

پاسخ: گزینهٔ ۴