الفصل 6 في الكتاب الرسمي: المحاليل الشارديّة
في نهاية هذا الدرس أكون قادرًا على:
- أعرّف الشاردة وأميّز الكاتيون من الأنيون
- أفسّر هجرة الشوارد نحو المسريين
- أتعرّف على ألوان بعض الشوارد
- أكتب صيغة محلول شاردي باحترام التعادل الكهربائي
أستكشف ثمّ أستنتج
الوضعية
نضع شريط ورق ترشيح مبلّلًا بمحلول ملح الطعام على صفيحة زجاجيّة، ونثبّت في طرفيه مسريين متّصلين بمولّد (12 V). نضع في وسط الشريط قطرة من محلول ثنائي كرومات النحاس (لونه أخضر داكن). بعد نحو عشرين دقيقة نلاحظ:
- بقعة زرقاء تتقدّم نحو المسرى المتّصل بالقطب السالب (المهبط).
- بقعة برتقاليّة تتقدّم نحو المسرى المتّصل بالقطب الموجب (المصعد).
ألاحظ
- ما الشاردة المسؤولة عن اللون الأزرق؟ ونحو أيّ مسرى هاجرت؟
الجواب
شاردة النحاس الثنائي Cu²⁺، هاجرت نحو المهبط (−): إنّها موجبة الشحنة.
- لماذا هاجر اللون البرتقالي في الاتّجاه المعاكس؟
الجواب
شاردة ثنائي الكرومات سالبة الشحنة فتنجذب نحو المصعد (+).
- ماذا يحدث إذا عكسنا قطبي المولّد؟
الجواب
ينعكس اتّجاه هجرة البقعتين، لأنّ الشوارد تتحرّك حسب إشارة شحنتها.
أستنتج
الشاردة ذرّة أو مجموعة ذرّات فقدت إلكترونًا أو أكثر أو اكتسبت إلكترونًا أو أكثر:
- الكاتيون شاردة موجبة (فقدت إلكترونات): Na⁺، K⁺، H⁺، Ca²⁺، Cu²⁺، Zn²⁺، Fe²⁺، Fe³⁺. تهاجر نحو المهبط (المسرى المتّصل بالقطب السالب).
- الأنيون شاردة سالبة (اكتسبت إلكترونات): Cl⁻، OH⁻، NO₃⁻، SO₄²⁻. يهاجر نحو المصعد (المسرى المتّصل بالقطب الموجب).
التيّار الكهربائي في المحلول الشاردي ناتج عن حركة الشوارد في اتّجاهين متعاكسين. والمحلول الشاردي متعادل كهربائيًّا: مجموع الشحن الموجبة يساوي مجموع الشحن السالبة.
1. هجرة الشوارد
في المعادن ينقل التيّار الإلكترونات وحدها، أمّا في المحاليل فتنقله الكاتيونات والأنيونات معًا.
2. أهمّ الشوارد
| الشاردة | الرمز | النوع | اللون في المحلول |
|---|---|---|---|
| الصوديوم | Na⁺ | كاتيون بسيط | عديم اللون |
| البوتاسيوم | K⁺ | كاتيون بسيط | عديم اللون |
| الهيدروجين | H⁺ | كاتيون بسيط | عديم اللون |
| الكالسيوم | Ca²⁺ | كاتيون بسيط | عديم اللون |
| الزنك | Zn²⁺ | كاتيون بسيط | عديم اللون |
| النحاس الثنائي | Cu²⁺ | كاتيون بسيط | أزرق |
| الحديد الثنائي | Fe²⁺ | كاتيون بسيط | أخضر فاتح |
| الحديد الثلاثي | Fe³⁺ | كاتيون بسيط | أصفر برتقالي (لون الصدأ) |
| الكلورور | Cl⁻ | أنيون بسيط | عديم اللون |
| الهيدروكسيد | OH⁻ | أنيون مركّب | عديم اللون |
| النترات | NO₃⁻ | أنيون مركّب | عديم اللون |
| الكبريتات | SO₄²⁻ | أنيون مركّب | عديم اللون |
الشاردة البسيطة ناتجة عن ذرّة واحدة (Cl⁻)، والشاردة المركّبة ناتجة عن مجموعة ذرّات (SO₄²⁻).
3. من الذرّة إلى الشاردة
الذرّة متعادلة كهربائيًّا: عدد إلكتروناتها يساوي عدد بروتوناتها.
- ذرّة الصوديوم (11 بروتونًا، 11 إلكترونًا) تفقد إلكترونًا واحدًا: Na⁺ فيها 11 بروتونًا و10 إلكترونات.
- ذرّة الكلور (17 بروتونًا) تكتسب إلكترونًا: Cl⁻ فيها 17 بروتونًا و18 إلكترونًا.
- ذرّة النحاس (29 بروتونًا) تفقد إلكترونين: Cu²⁺ فيها 27 إلكترونًا.
عدد البروتونات لا يتغيّر عند تكوّن الشاردة؛ الذي يتغيّر هو عدد الإلكترونات فقط.
4. التعادل الكهربائي للمحلول
| المحلول | الصيغة الشارديّة | التحقّق |
|---|---|---|
| كلورور الصوديوم | (Na⁺ + Cl⁻) | +1 −1 = 0 |
| كبريتات النحاس | (Cu²⁺ + SO₄²⁻) | +2 −2 = 0 |
| كلورور النحاس | (Cu²⁺ + 2Cl⁻) | +2 −2 = 0 |
| كلورور الحديد الثلاثي | (Fe³⁺ + 3Cl⁻) | +3 −3 = 0 |
| كبريتات الصوديوم | (2Na⁺ + SO₄²⁻) | +2 −2 = 0 |
| هيدروكسيد الكالسيوم (ماء الجير) | (Ca²⁺ + 2OH⁻) | +2 −2 = 0 |
أحلّل وثيقة
حاول الإجابة قبل قراءة التحليل.
نذيب كلورور الزنك في الماء. اكتب صيغة المحلول الشارديّة علمًا أنّ شاردة الزنك Zn²⁺.
الحلّ خطوة بخطوة
- الكاتيون Zn²⁺ يحمل شحنتين موجبتين.
- الأنيون Cl⁻ يحمل شحنة سالبة واحدة.
- للتعادل نحتاج شاردتي كلورور لكلّ شاردة زنك.
✓ (Zn²⁺ + 2Cl⁻)
العدد الذرّي للحديد Z = 26. كم إلكترونًا في الشاردة Fe³⁺؟
الحلّ خطوة بخطوة
- ذرّة الحديد: 26 بروتونًا و26 إلكترونًا.
- الإشارة +3 تعني فقدان 3 إلكترونات.
- 26 − 3 = 23.
✓ تحتوي Fe³⁺ على 26 بروتونًا و23 إلكترونًا.
انتبه! أخطاء شائعة
ما يجب أن أحفظه
- الشاردة ذرّة أو مجموعة ذرّات فقدت أو اكتسبت إلكترونات.
- الكاتيون موجب ويهاجر نحو المهبط (−).
- الأنيون سالب ويهاجر نحو المصعد (+).
- Cu²⁺ أزرق، Fe²⁺ أخضر، Fe³⁺ بلون الصدأ.
- المحلول الشاردي متعادل كهربائيًّا.
📚 مصطلحات الدرس
4 مصطلحات من هذا الدرس في القاموس المدرسي: التعريف ومقابله بالفرنسية، ومثال.
اختبر نفسك
4 أسئلة · إصلاح فوري1. الشاردة Cl⁻:
2. تهاجر الكاتيونات نحو:
3. لون محلول فيه شوارد Cu²⁺:
4. الصيغة الصحيحة لمحلول كلورور الحديد الثلاثي:
سلسلة تمارين الدرس
كلّ التمارين ←6 تمارين من ثلاثة مستويات، بأسئلة جديدة في كلّ محاولة.
- صحيح أم خطأ؟لم يُنجز
- أكمل بالكلمة المناسبةلم يُنجز
- أختار الإجابة الصحيحةلم يُنجز
- أصنّفلم يُنجز
- وضعية مشكل 1لم يُنجز
- وضعية مشكل 2لم يُنجز
تدرّب على: الأنيونات والكاتيونات
صحيح أم خطأ، أكمل، اختر، صنّف، ووضعيات: إصلاح فوري مع التعليل.
فهمت الدرس؟ جرّب بنفسك
6 تمارين · التصحيح فورًا · أعداد جديدة في كلّ محاولة
ابدأ التمارين