سوال ۱۰۲ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۴ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

برای بررسی گزینه‌ها باید سه موضوع را از هم جدا کنیم: ساختار یونی پاک‌کننده‌ها، تفاوت محلول و کلوئید، و رفتار شوینده‌ها در آب سخت.

بررسی گزینهٔ ۳:
صابون‌ها نمک اسیدهای چرب‌اند. در نمونهٔ سدیمی، فرمول کلی صابون $\mathrm{RCOONa}$ است؛ یعنی هر واحد فرمولی آن از یک آنیون $\mathrm{RCOO^-}$ و یک کاتیون $\mathrm{Na^+}$ تشکیل می‌شود.

پاک‌کنندهٔ غیرصابونی معرفی‌شده در کتاب نیز با فرمول کلی $\mathrm{R{-}C_6H_4{-}SO_3^-Na^+}$ نمایش داده می‌شود. در هر واحد فرمولی آن، یک آنیون آلی و یک کاتیون سدیم وجود دارد. توجه کنید که کل بخش آلیِ باردار، یک یون است، نه چند یون جداگانه (شیمی ۳، صفحه‌های ۱۰–۱۱).

پس برای هر دو پاک‌کننده داریم:
$\dfrac{\text{شمار آنیون‌ها}}{\text{شمار کاتیون‌ها}}=\dfrac{1}{1}=1$

بنابراین نسبت موردنظر در هر دو یکسان است و گزینهٔ ۳ درست است.

بررسی گزینهٔ ۱:
قندهای موجود در عسل دارای گروه‌های هیدروکسیل $\mathrm{OH}$ هستند و می‌توانند با آب پیوند هیدروژنی برقرار کنند؛ این ویژگی به حل شدن آن‌ها در آب کمک می‌کند. اما گریس عمدتاً ماهیت هیدروکربنی و ناقطبی دارد و در آب حل نمی‌شود. پس نمی‌توان انحلال‌پذیری در آب و وجود گروه هیدروکسیل را به هر دو نسبت داد. تمایز بخش‌های قطبیِ آب‌دوست و ناقطبیِ آب‌گریز نیز در توضیح عملکرد صابون مطرح شده است (شیمی ۳، صفحه‌های ۷–۸).

بررسی گزینهٔ ۲:
صابون باعث پراکنده شدن روغن در آب و تشکیل مخلوط کلوئیدی می‌شود. کلوئید، با وجود ظاهر نسبتاً یکنواخت، ناهمگن است و نور را پخش می‌کند. در مقابل، اوره در آب محلول حقیقی و همگن تشکیل می‌دهد که مانند کلوئید مسیر نور را آشکار نمی‌کند. بنابراین نه همگن بودن و نه پخش نور را می‌توان به هر دو مخلوط نسبت داد (شیمی ۳، صفحه‌های ۷–۸).

بررسی گزینهٔ ۴:
تشکیل رسوب با یون‌های کلسیم و منیزیم آب سخت از مشکلات صابون است. پاک‌کننده‌های غیرصابونیِ معرفی‌شده در کتاب با این یون‌ها رسوب نمی‌دهند و به همین دلیل در آب سخت نیز خاصیت پاک‌کنندگی خود را حفظ می‌کنند؛ پس علت بیان‌شده برای تشکیل لکه‌های سفید نادرست است (شیمی ۳، صفحه‌های ۱۰–۱۱).

پاسخ: گزینهٔ ۳