سوال ۹۷ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۵ با پاسخ تشریحی

۱. معنای ثابت داده‌شده را مشخص می‌کنیم.
ثابت موردنظر برای این دو باز، ثابت یونش بازی، $K_\mathrm{b}$، است. در دمای معین، هرچه این ثابت بزرگ‌تر باشد، باز قوی‌تر است؛ یعنی تعادل یونش آن از نظر کیفی بیشتر به سمت تشکیل یون‌ها تمایل دارد (شیمی ۳، صفحهٔ ۲۸–۲۹).

۲. تعادل یونش را می‌نویسیم.
مطابق الگوی کتاب برای بازهای ضعیف، برای یکی از بازها داریم:
$\mathrm{DOH(aq)\rightleftharpoons D^+(aq)+OH^-(aq)}$
$K_\mathrm{b}=\dfrac{[\mathrm{D^+}][\mathrm{OH^-}]}{[\mathrm{DOH}]}$
برای باز دیگر نیز رابطه‌ای مشابه برقرار است. کتاب نیز محلول باز ضعیف را سامانه‌ای تعادلی شامل مولکول‌های یونیده‌نشده و یون‌های حاصل از یونش معرفی می‌کند (شیمی ۳، صفحهٔ ۲۹–۳۰).

۳. اطلاعاتی را که نداریم بررسی می‌کنیم.
اگر غلظت اولیهٔ باز را $C$ و غلظت مقدار یونیده‌شده را $x$ بگیریم، با صرف‌نظر از سهم یونش آب داریم:
$K_\mathrm{b}=\dfrac{x^2}{C-x}$
پس برای تعیین غلظت یون هیدروکسید و غلظت تعادلی باز، دانستن $K_\mathrm{b}$ به‌تنهایی کافی نیست و به $C$ نیز نیاز داریم. در نتیجه، چون غلظت اولیهٔ دو محلول مشخص نشده است، نمی‌توان غلظت تعادلی باز، غلظت یون هیدرونیوم یا $\mathrm{pH}$ آن‌ها را به‌طور قطعی مقایسه کرد.

۴. مقایسهٔ ممکن را نتیجه می‌گیریم.
ثابت تعادل نشان‌دهندهٔ میزان تمایل واکنش به تشکیل فراورده‌هاست. بنابراین با مقایسهٔ ثابت‌های یونش می‌توان «پیشرفت واکنش» را در معنای کیفیِ موردنظر سؤال مقایسه کرد: ثابت بزرگ‌تر، بیانگر تمایل بیشتر تعادل یونش به سمت فراورده‌هاست. این مفهوم با توضیح کتاب دربارهٔ پیش‌رفتن واکنش برگشت‌پذیر تا رسیدن به تعادل سازگار است (شیمی ۳، صفحهٔ ۲۰–۲۲).
دقت کنید که منظور، مقایسهٔ کیفی بر پایهٔ ثابت تعادل است، نه مقایسهٔ تعداد مول‌های یونیده‌شده در دو محلول با غلظت و حجم نامشخص.

پاسخ: گزینهٔ ۴