الناقلية النوعية: تمرين تطبيقي

أوجد قيمة التركيز المولي $C$.

اشرح لماذا تتناقص الناقلية النوعية للمزيج خلال التفاعل.

الحل

1) معادلة التفاعل وجدول التقدم:

كمية مادة التوتياء الابتدائية: $n_0(Zn) = \dfrac{m}{M(Zn)} = \dfrac{0{,}65}{65} = 0{,}01\ mol = 10\ mmol$.

($Cl^-$ شاردة متفرجة، تبقى بتركيز $C$ ثابت طوال التفاعل؛ الكميات هنا بوحدة mmol.)

2) الناقلية النوعية قبل التفاعل: قبل إضافة التوتياء، $[H_3O^+]_0=[Cl^-]_0=C$ (تفكك تام):

3) الناقلية النوعية أثناء التفاعل: عند التقدم $x$: $[H_3O^+] = C - \dfrac{2x}{V}$، $[Cl^-]=C$، $[Zn^{2+}]=\dfrac{x}{V}$:

**4)

تحديد التركيز C**: لو كان التوتياء هو المتفاعل المحد لكان $x_{max}=n_0(Zn)=10\ mmol$، وهذا يخالف قراءة البيان ($5\ mmol$)؛ إذن $H_3O^+$ هو المتفاعل المحد:

(للتحقق: يبقى من التوتياء $n_0(Zn)-x_{max}=10-5=5\ mmol > 0$، أي أن جزءا منه لم يختف بالكامل، وهذا متوافق مع بقاء قطعة صلبة من التوتياء.)

ب) تفسير التناقص: أثناء التفاعل تُستهلك شوارد $H_3O^+$ (ناقليتها المولية كبيرة، $\lambda_{H_3O^+}=35{,}0$) وتُستبدل بشوارد $Zn^{2+}$ ذات ناقلية مولية أصغر بكثير ($\lambda_{Zn^{2+}}=10{,}56$)، وبالإضافة إلى ذلك فإن كل مول $Zn^{2+}$ يقابله استهلاك مولين من $H_3O^+$. لذلك فإن النقصان الناتج عن اختفاء $H_3O^+$ يفوق بكثير الزيادة الناتجة عن ظهور $Zn^{2+}$، فتتناقص الناقلية النوعية الإجمالية تدريجيا؛ وهذا يتوافق مع كون المعامل $(\lambda_{Zn^{2+}} - 2\lambda_{H_3O^+})$ سالبا.