حل بكالوريا 2014 هندسة طرائق شعبة تقني رياضي — الموضوع الثاني مفصّل خطوة بخطوة

1. $\%N=100-(69,56+10,14)=20,3$.
2. $\frac{M}{100}=\frac{14}{20,3}$ إذن $M=69\text{g}\cdot {\text{mol}}^{-1}$.
3. $x=\frac{69,56\times 69}{12\times 100}=4$ و $y=\frac{10,14\times 69}{100}=7$.
4. A: ${\text{C}}_4{\text{H}}_7\text{N}$ أي ${\text{C}}_3{\text{H}}_7\text{-C}\equiv \text{N}$.

الجواب ${\text{C}}_4{\text{H}}_7\text{N}$ ، أي ${\text{C}}_3{\text{H}}_7\text{-C}\equiv \text{N}$

تعيين الصيغة المجملة لمركب عضوي

1. الجذر ${\text{C}}_3{\text{H}}_7$ إما بروبيل أو إيزوبروبيل.
2. ${\text{CH}}_3{\text{-CH}}_2{\text{-CH}}_2\text{-C}\equiv \text{N}$ (بوتان نتريل).
3. ${\text{CH}}_3{\text{-CH(CH}}_3\text{)-C}\equiv \text{N}$ (2-ميثيل بروبان نتريل).

الجواب ${\text{CH}}_3{\text{-CH}}_2{\text{-CH}}_2\text{-C}\equiv \text{N}$ و ${\text{CH}}_3{\text{-CH(CH}}_3\text{)-C}\equiv \text{N}$

تعيين الصيغة المجملة لمركب عضوي

1. وحدة البوليمير تحتوي جذور إيزوبروبيل ${\text{(CH}}_3{)}_2\text{CH-}$: إذن A هو ${\text{CH}}_3{\text{-CH(CH}}_3\text{)-C}\equiv \text{N}$.
2. (1) إضافة ${\text{CH}}_3$ إلى كربون النتريل: B ${\text{CH}}_3{\text{-CH(CH}}_3{\text{)-C(CH}}_3\text{)=NMgBr}$.
3. (2) إماهة: C إيمين ${\text{CH}}_3{\text{-CH(CH}}_3{\text{)-C(CH}}_3\text{)=NH}$.
4. (3) إماهة الإيمين مع انطلاق ${\text{NH}}_3$: D سيتون ${\text{CH}}_3{\text{-CH(CH}}_3{\text{)-CO-CH}}_3$.
5. (4) إرجاع بـ ${\text{LiAlH}}_4$: E كحول ثانوي ${\text{CH}}_3{\text{-CH(CH}}_3{\text{)-CH(OH)-CH}}_3$.

الجواب A: ${\text{(CH}}_3{)}_2\text{CH-C}\equiv \text{N}$ ؛ B: ${\text{(CH}}_3{)}_2{\text{CH-C(CH}}_3\text{)=NMgBr}$ ؛ C: ${\text{(CH}}_3{)}_2{\text{CH-C(CH}}_3\text{)=NH}$ ؛ D: ${\text{(CH}}_3{)}_2{\text{CH-CO-CH}}_3$ ؛ E: ${\text{(CH}}_3{)}_2{\text{CH-CH(OH)-CH}}_3$

المركبات العضوية المغنيزيومية (كاشف غرينيار)

1. (5) ${\text{SOCl}}_2$ يستبدل OH بـ Cl: F ${\text{CH}}_3{\text{-CH(CH}}_3{\text{)-CHCl-CH}}_3$.
2. (6) مع Mg في الإيثر: G ${\text{CH}}_3{\text{-CH(CH}}_3{\text{)-CH(MgCl)-CH}}_3$.
3. (7) G يضيف جذره إلى كربون C=O للسيتون D ثم الإماهة: كحول ثالثي H ${\text{(CH}}_3{)}_2{\text{CH-C(OH)(CH}}_3{\text{)-CH(CH}}_3{\text{)-CH(CH}}_3{)}_2$.
4. (8) نزع الماء على ${\text{Al}}_2{\text{O}}_3$ عند $400{}^{\circ }\text{C}$: I ${\text{(CH}}_3{)}_2{\text{CH-C(CH}}_3{\text{)=C(CH}}_3{\text{)-CH(CH}}_3{)}_2$.
5. نتحقق: بلمرة I تعطي فعلاً الوحدة المرسومة في التفاعل 9.

الجواب F: ${\text{(CH}}_3{)}_2{\text{CH-CHCl-CH}}_3$ ؛ G: ${\text{(CH}}_3{)}_2{\text{CH-CH(MgCl)-CH}}_3$ ؛ H: ${\text{(CH}}_3{)}_2{\text{CH-C(OH)(CH}}_3{\text{)-CH(CH}}_3{\text{)-CH(CH}}_3{)}_2$ ؛ I: ${\text{(CH}}_3{)}_2{\text{CH-C(CH}}_3{\text{)=C(CH}}_3{\text{)-CH(CH}}_3{)}_2$

المركبات العضوية المغنيزيومية (كاشف غرينيار)

1. تنفتح الرابطة المضاعفة لـ I وتتصل الوحدات دون فقدان جزيئات صغيرة: بلمرة بالضم.

الجواب بلمرة بالضم

البلمرة بالضم ودرجة البلمرة

1. حمض دهني مشبع: ${\text{C}}_n{\text{H}}_{2n}{\text{O}}_2$ و $M=14n+32$.
2. $256=14n+32$ إذن $n=16$.
3. ${\text{CH}}_3{\text{-(CH}}_2{)}_{14}\text{-COOH}$.

الجواب ${\text{CH}}_3{\text{-(CH}}_2{)}_{14}\text{-COOH}$ (حمض البالميتيك)

الأحماض الدهنية وثلاثيات الغليسيريد والتصبنتعيين الصيغة المجملة لمركب عضوي

1. غليسيريد متجانس: نفس الحمض على مجموعات OH الثلاث للغليسرول.
2. كل رابطة استر: ${\text{-O-CO-(CH}}_2{)}_{14}{\text{-CH}}_3$.

الجواب ${\text{CH}}_2{\text{-O-CO-(CH}}_2{)}_{14}{\text{-CH}}_3$ ، ${\text{CH-O-CO-(CH}}_2{)}_{14}{\text{-CH}}_3$ ، ${\text{CH}}_2{\text{-O-CO-(CH}}_2{)}_{14}{\text{-CH}}_3$ (ثلاثي البالميتين)

الأحماض الدهنية وثلاثيات الغليسيريد والتصبن

1. التصبن: تفكك روابط الاستر الثلاث بالقاعدة.
2. مول من (A) يستهلك $3\text{mol}$ من KOH.
3. النواتج: الغليسيرول و 3 مولات من بالميتات البوتاسيوم (صابون) ${\text{CH}}_3{\text{-(CH}}_2{)}_{14}{\text{-COO}}^{-}{\text{K}}^{+}$.

الجواب (A) $+3({\text{K}}^{+}+{\text{OH}}^{-})\to {\text{CH}}_2{\text{OH-CHOH-CH}}_2\text{OH}+3({\text{CH}}_3{\text{-(CH}}_2{)}_{14}{\text{-COO}}^{-}+{\text{K}}^{+})$

الأحماض الدهنية وثلاثيات الغليسيريد والتصبن

1. Phe: جذره يحتوي حلقة بنزين: حمض أميني عطري.
2. Lys: مجموعة NH2 إضافية: قاعدي.
3. Glu: مجموعة COOH إضافية: حامضي.

الجواب Phe عطري (أروماتي) ؛ Lys قاعدي ؛ Glu حامضي.

الأحماض الأمينية: التصنيف و pHi والهجرة الكهربائية

1. الطرف N لـ Lys والطرف COOH لـ Glu.
2. ${\text{H}}_2{\text{N-CH((CH}}_2{)}_4{\text{-NH}}_2{\text{)-CO-NH-CH(CH}}_2{\text{-C}}_6{\text{H}}_5{\text{)-CO-NH-CH((CH}}_2{)}_2\text{-COOH)-COOH}$.
3. الاسم: ليزيل فينيل ألانيل غلوتاميك.

الجواب ${\text{H}}_2{\text{N-CH((CH}}_2{)}_4{\text{NH}}_2{\text{)-CO-NH-CH(CH}}_2{\text{C}}_6{\text{H}}_5{\text{)-CO-NH-CH((CH}}_2{)}_2\text{COOH)-COOH}$ ؛ الاسم: ليزيل فينيل ألانيل غلوتاميك.

الرابطة الببتيدية والببتيدات

1. Glu حامضي: ${\text{pH}}_i=\frac{\text{p}{K}_{a1}+\text{p}{K}_{aR}}{2}=\frac{2,19+4,25}{2}=3,22$.

الجواب ${\text{pH}}_i=3,22$

الأحماض الأمينية: التصنيف و pHi والهجرة الكهربائية

1. Lys قاعدي: ${\text{pH}}_i=\frac{\text{p}{K}_{aR}+\text{p}{K}_{a2}}{2}=\frac{10,53+8,95}{2}=9,74$.

الجواب ${\text{pH}}_i=9,74$

الأحماض الأمينية: التصنيف و pHi والهجرة الكهربائية

1. ${\text{pH}}_i=\frac{\text{p}{K}_{a1}+\text{p}{K}_{a2}}{2}=\frac{1,83+9,13}{2}=5,48$.

الجواب ${\text{pH}}_i=5,48$

الأحماض الأمينية: التصنيف و pHi والهجرة الكهربائية

1. $\text{pH}<2,19$: ${\text{H}}_3{\text{N}}^{+}{\text{-CH((CH}}_2{)}_2\text{COOH)-COOH}$ (شحنة +1).
2. $2,19<\text{pH}<4,25$: ${\text{H}}_3{\text{N}}^{+}{\text{-CH((CH}}_2{)}_2{\text{COOH)-COO}}^{-}$ (متعادل، يحيط بـ ${\text{pH}}_i=3,22$).
3. $4,25<\text{pH}<9,67$: ${\text{H}}_3{\text{N}}^{+}{\text{-CH((CH}}_2{)}_2{\text{COO}}^{-}{\text{)-COO}}^{-}$ (شحنة −1).
4. $\text{pH}>9,67$: ${\text{H}}_2{\text{N-CH((CH}}_2{)}_2{\text{COO}}^{-}{\text{)-COO}}^{-}$ (شحنة −2).
5. الانتقال من صيغة إلى الموالية بإضافة ${\text{OH}}^{-}$، والعكس بإضافة ${\text{H}}^{+}$.

الجواب ${\text{H}}_3{\text{N}}^{+}\text{-CH(R-COOH)-COOH}$ ثم (بعد $2,19$) ${\text{H}}_3{\text{N}}^{+}{\text{-CH(R-COOH)-COO}}^{-}$ ثم (بعد $4,25$) ${\text{H}}_3{\text{N}}^{+}{\text{-CH(R-COO}}^{-}{\text{)-COO}}^{-}$ ثم (بعد $9,67$) ${\text{H}}_2{\text{N-CH(R-COO}}^{-}{\text{)-COO}}^{-}$، مع $\text{R}={\text{(CH}}_2{)}_2$.

الأحماض الأمينية: التصنيف و pHi والهجرة الكهربائية

1. Phe: $\text{pH}=5,5\approx {\text{pH}}_i=5,48$: أيون متعادل ${\text{H}}_3{\text{N}}^{+}{\text{-CH(CH}}_2{\text{C}}_6{\text{H}}_5{\text{)-COO}}^{-}$ لا يهاجر.
2. Lys: $5,5<9,74$: الصيغة السائدة ${\text{H}}_3{\text{N}}^{+}{\text{-CH((CH}}_2{)}_4{\text{NH}}_3^{+}{\text{)-COO}}^{-}$ موجبة: يهاجر نحو القطب السالب.
3. Glu: $5,5>3,22$: الصيغة السائدة ${\text{H}}_3{\text{N}}^{+}{\text{-CH((CH}}_2{)}_2{\text{COO}}^{-}{\text{)-COO}}^{-}$ سالبة: يهاجر نحو القطب الموجب.
4. على الشريط من القطب السالب إلى الموجب: Lys ثم Phe (في الوسط) ثم Glu.

الجواب Phe يبقى في نقطة الانطلاق، Lys يهاجر نحو القطب السالب، Glu يهاجر نحو القطب الموجب.

انتبه عكس الاتجاه: الأيون الموجب يتجه إلى القطب السالب.

الأحماض الأمينية: التصنيف و pHi والهجرة الكهربائية

1. الدورة: $n{\text{C}}_{(s)}\to n{\text{C}}_{(g)}$ و $(n+1){\text{H}}_2\to (2n+2){\text{H}}_{(g)}$ ثم تكوين الروابط.
2. $\Delta H_f^0=n\Delta H_{sub}+(n+1)E_{\text{H-H}}-(n-1)E_{\text{C-C}}-(2n+2)E_{\text{C-H}}$.
3. $=717n+436n+436-348n+348-826n-826$.
4. $=1153n-1174n+784-826=-21n-42$.

الجواب $\Delta H_f^0({\text{C}}_n{\text{H}}_{2n+2(g)})=(-21n-42)\text{kJ}\cdot {\text{mol}}^{-1}$

طاقات الروابط وأنطالبي التشكل

1. $-84,6=-21n-42$.
2. $n=\frac{-84,6+42}{-21}\approx 2$.
3. الألكان: ${\text{C}}_2{\text{H}}_6$.

الجواب $n=2$: ${\text{C}}_2{\text{H}}_6$ (الإيثان)

طاقات الروابط وأنطالبي التشكل

1. إضافة ${\text{H}}_2$ على الرابطة المضاعفة: ${\text{CH}}_2{\text{=CH}}_2+{\text{H}}_2\to {\text{CH}}_3{\text{-CH}}_3$.

الجواب ${\text{CH}}_2{\text{=CH}}_{2(g)}+{\text{H}}_{2(g)}\to {\text{CH}}_3{\text{-CH}}_{3(g)}$

قانون هس وأنطالبي الاحتراق و ΔU

1. نحتفظ بالمعادلة (1) كما هي: $\Delta H_1^0$.
2. نقلب المعادلة (2): $2{\text{CO}}_2+3{\text{H}}_2\text{O}\to {\text{CH}}_3{\text{-CH}}_3+\frac{7}{2}{\text{O}}_2$ ، $-\Delta H_2^0$.
3. نحتفظ بالمعادلة (3): $\Delta H_3^0$. المجموع يعطي ${\text{CH}}_2{\text{=CH}}_2+{\text{H}}_2\to {\text{CH}}_3{\text{-CH}}_3$.
4. $\Delta H_4^0=\Delta H_1^0-\Delta H_2^0+\Delta H_3^0=-285,8+1559,8-1411,3=-137,3\text{kJ}\cdot {\text{mol}}^{-1}$.

الجواب $\Delta H_4^0=-137,3\text{kJ}\cdot {\text{mol}}^{-1}$

قانون هس وأنطالبي الاحتراق و ΔU

1. الدورة: ${\text{H}}_2+\frac{1}{2}{\text{O}}_2\to 2{\text{H}}_{(g)}+{\text{O}}_{(g)}\to {\text{H}}_2{\text{O}}_{(g)}\to {\text{H}}_2{\text{O}}_{(\ell )}$.
2. $\Delta H_f^0({\text{H}}_2{\text{O}}_{(\ell )})=E_{\text{H-H}}+\frac{1}{2}{E}_{\text{O=O}}-2E_{\text{O-H}}-\Delta H_{vap}^0$.
3. $-285,8=436+\frac{1}{2}(498)-2E_{\text{O-H}}-44$.
4. $2E_{\text{O-H}}=436+249-44+285,8=926,8$ إذن $E_{\text{O-H}}=463,4\text{kJ}\cdot {\text{mol}}^{-1}$.

الجواب $E(\text{O-H})=463,4\text{kJ}\cdot {\text{mol}}^{-1}$

انتبه نسيان مرحلة التكاثف ($-\Delta H_{vap}$) لأن الماء الناتج سائل.

طاقات الروابط وأنطالبي التشكل

1. علاقة كيرشوف: $\Delta H_T=\Delta H_{T_0}+\Delta C_p(T-T_0)$ مع $T_0=298\text{K}$ و $T=353\text{K}$.
2. $\Delta C_p=C_p({\text{H}}_2{\text{O}}_{(\ell )})-\left(C_p({\text{H}}_2)+\frac{1}{2}{C}_p({\text{O}}_2)\right)=75,30-(28,84+14,68)=31,78\text{J}\cdot {\text{mol}}^{-1}\cdot {\text{K}}^{-1}$.
3. $\Delta H_{353}=-285,8+31,78\times 10^{-3}\times (353-298)=-285,8+1,748$.
4. $\Delta H_{353}=-284,05\text{kJ}\cdot {\text{mol}}^{-1}$.

الجواب $\Delta H_{353}=-284,05\text{kJ}\cdot {\text{mol}}^{-1}$

علاقة كيرشوف: تغير الأنطالبي مع درجة الحرارة