26الهيدروجين وعناصر الفئة s

حل التمرين 26.1.

$\ce{KH}$ و$\ce{CaH2}$: ملحيان؛ $\ce{SiH4}$ و$\ce{H2S}$: تساهميان؛ $\ce{PdH_{0.6}}$: فلزي. $\ce{CaH2 + 2H2O -> Ca(OH)2 + 2H2}$.

حل التمرين 26.2.

$\ce{2Li + 2H2O -> 2LiOH + H2}$، والتفاعل نفسه مع Na وK؛ $\ce{Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2}$.

حل التمرين 26.3.

قاعدية: $\ce{Na2O}$، $\ce{MgO}$ ($\ce{MgO + 2HCl -> MgCl2 + H2O}$). حمضية: $\ce{SiO2}$، $\ce{SO3}$، $\ce{CO2}$ ($\ce{SO3 + H2O -> H2SO4}$). مذبذبة: $\ce{Al2O3}$، $\ce{ZnO}$ ($\ce{ZnO + 2OH- + H2O -> Zn(OH)4^2-}$).

حل التمرين 26.4.

عند pH يساوي 14 تكون مزدوجة الماء $\ce{2H2O + 2e- -> H2 + 2OH-}$، $E = -0.83$ V؛ $\log K = 2(-0.83 + 2.71)/0.059 = 64$.

حل التمرين 26.5.

في اللهب، ترفع الاصطدامات إلكترونًا إلى مستوى مثار؛ وعند عودته إلى الحالة الأساسية، تصدر الذرة فوتونًا طاقته تساوي الفجوة، وهي مميزة للعنصر. $E = hc/\lambda = 6.626 \times 10^{-34} \times 3.00 \times 10^8/(589 \times 10^{-9}) = 3.375 \times 10^{-19}\,\mathrm{J} = 2.11\,\mathrm{eV}$.

حل التمرين 26.6.

$10^6/106.0 = 9.43 \times 10^{3}\,\mathrm{mol}$ من رماد الصودا: $9.43 \times 10^{3}\,\mathrm{mol}$ من الحجر الجيري، أي $0.944\,\mathrm{t}$، و$2 \times 9.43 \times 10^3/0.90 = 2.10 \times 10^{4}\,\mathrm{mol}$ من الملح، أي $1.23\,\mathrm{t}$.

حل التمرين 26.7.

$[\ce{Mg^2+}] = 1.3/24.3 = 0.053\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$؛ $\mathrm{pH} = 14.00 - \frac12(11.25 + \log 0.053) = 9.0$. و$53.5\,\mathrm{mol}$ من المغنيزيوم في $1.0\,\mathrm{m}^{3}$ تحتاج إلى $53.5\,\mathrm{mol}$ من $\ce{Ca(OH)2}$: أي $4.0\,\mathrm{kg}$.

حل التمرين 26.8.

ثابت التوازن (الديناميكا الحرارية) هائل في الحالتين؛ أما السرعة (الحركية) فلا يحسمها $E^\circ$. فالليثيوم ينصهر عند درجة حرارة أعلى، فيبقى صلبًا ويغطيه طبقة ناتج أقل ذوبانًا، ويفقد إلكترونه بسهولة أقل من البوتاسيوم (طاقة تأين أعلى): فيتفاعل بانتظام، والبوتاسيوم بعنف.

حل التمرين 26.9.

$10^6/100.1 = 9.99 \times 10^{3}\,\mathrm{mol}$: CaO $9.99 \times 10^3 \times 56.1 = 0.560\,\mathrm{t}$؛ و$\ce{CO2}$ $9.99 \times 10^{3}\,\mathrm{mol}$، $V = nRT/p = 9.99 \times 10^3 \times 8.314 \times 298.15/10^5 = 248\,\mathrm{m}^{3}$.

حل التمرين 26.10.

$2.9 \times 10^8/6.9 = 4.2 \times 10^{7}\,\mathrm{kmol}$ من Li (والكتلة بالكيلوغرام)، $\times 73.8/2 = 1.55 \times 10^{9}\,\mathrm{kg}$: أي نحو 1.6 مليون طن من كربونات الليثيوم. $2.9 \times 10^8/8 = 3.6 \times 10^{7}$ بطارية.

حل التمرين 26.11.

1.31 و0.84 و0.71 بالمئة عند 20 و80 و$100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$: فالذوبانية تتناقص. وعلى الساخن، يبقى من الكربونات في المحلول قدر أقل: فيُسترجع قدر أكبر.

حل التمرين 26.12.

$\ce{NaHCO3}$ هو الأقل ذوبانًا بين الأملاح التي يمكن أن تكوّنها الأيونات، ويتشبّع المحلول به أولًا. والأمونيا تجعل المحلول قاعديًا بما يكفي لتحويل $\ce{CO2}$ إلى $\ce{HCO3-}$ مع إمكان استرجاعها (على هيئة $\ce{NH4Cl}$، الذي يجدده الجير)؛ أما هيدروكسيد الصوديوم فسيُستهلك ويكلّف أكثر من الناتج.