القائمة الرئيسية

الصفحات

آخر المواضيع

ما هو الذوبان ؟ تعريف والعوامل المؤثرة

أنت تعرف القليل عن المحاليل. عصير الليمون المفضل لديك هو محلول! أليس كذلك؟ ومع ذلك ، هل تعرف ما هو الذوبان؟ ما هو ذوبان عصير الليمون؟ دعونا نلقي نظرة على مفهوم الذوبان (الذائبية) في هذا الفصل.

ما هو الذوبان

تعريف الذوبان (الذائبية)

الذوبان (الذائبية) هو أقصى قدر من المذاب الذي يذوب في كمية محددة من المذيب عند درجة حرارة معينة. إنه التفاعل بين جزيئات المذاب والمذيب.


لذلك ، يعتمد ذلك على طبيعة المذاب والمذيب. إن قابلية المواد الصلبة للذوبان في السوائل مستقلة عن الضغط. سننظر الآن في قابلية المواد الصلبة للذوبان في السوائل.


نواتج الذوبان (الذائبية)

مصطلح المنتج القابل للذوبان ينطبق بشكل عام على الأملاح قليلة الذوبان. إنه أقصى ناتج للتركيز المولي للأيونات (مرفوعًا إلى قوتها المناسبة) التي يتم إنتاجها بسبب تفكك المركب.


عند درجة حرارة معينة يكون منتج الذوبان ثابتًا. تشير قيمة منتج الذوبان الأقل إلى قابلية ذوبان أقل وقيمة أعلى لمنتج الذوبان تشير إلى قابلية ذوبان أكبر.


على أساس الذوبان ، تختلف العوامل التي تؤثر على الذوبان على حالة المذاب:


  • السوائل في السوائل

  • المواد الصلبة في السوائل

  • الغازات في السوائل


1. ذوبان السوائل في السوائل

يُعرف الماء بأنه مذيب عالمي لأنه يُذَوِب كل مادة مذابة تقريبًا باستثناء القليل منها. يمكن أن تؤثر عوامل معينة على قابلية ذوبان المادة.


الذوبان هو تكوين الرابطة الجديدة بين جزيئات الذائبة وجزيئات المذيب. من حيث الكمية ، الذوبان هو أقصى تركيز للمذاب الذي يذوب في تركيز معروف من المذيب عند درجة حرارة معينة. بناءً على تركيز المواد المذابة في مذيب ، يتم تصنيف المواد المذابة إلى عالية الذوبان أو قليلة الذوبان أو غير قابلة للذوبان. إذا أمكن إذابة تركيز 0.1 جم أو أكثر من المذاب في مذيب 100 مل ، فيُقال إنه قابل للذوبان. بينما يذوب تركيز أقل من 0.1 جم في المذيب ، يقال إنه قابل للذوبان بشكل ضئيل. وبالتالي ، يقال أن الذوبان هو تعبير كمي ويتم التعبير عنه بوحدة جرام/لتر (جم / لتر).


بناءً على الذوبان ، يمكن الحصول على أنواع مختلفة من المحلول. المحلول المشبع هو محلول تكون فيه كمية معينة من المذاب قابلة للذوبان تمامًا في مذيب عند درجة حرارة معينة. من ناحية أخرى ، فإن محلول مفرط التشبع هو تلك التي يبدأ فيها المذاب بالتمليح أو يترسب بعد إذابة تركيز معين عند نفس درجة الحرارة.


العوامل التي تؤثر على الذوبان:

تعتمد قابلية المادة للذوبان على الخصائص الفيزيائية والكيميائية لتلك المادة. بالإضافة إلى ذلك ، هناك بعض الشروط التي يمكن أن تتلاعب بها. درجة الحرارة والضغط ونوع الرابطة والقوى بين الجسيمات قليلة فيما بينها.


  • درجة الحرارة:

من خلال تغيير درجة الحرارة ، يمكننا زيادة خاصية الذوبان للمذاب. بشكل عام ، يذوب الماء عند 20 درجة مئوية أو 100 درجة مئوية.يمكن إذابة المواد الصلبة أو السائلة القابلة للذوبان بشكل ضئيل تمامًا عن طريق زيادة درجة الحرارة. ولكن في حالة المادة الغازية ، تؤثر درجة الحرارة عكسياً على قابلية الذوبان ، أي مع زيادة درجة الحرارة ، تتمدد الغازات وتهرب من مذيبها.


  • القوات والسندات:

يختلف نوع القوى والروابط بين الجزيئات باختلاف كل جزيء. إن فرص الذوبان بين مادتين مختلفتين أكثر قابلية للتحدي من المواد المماثلة. على سبيل المثال ، الماء عبارة عن مذيب قطبي حيث يكون المذاب القطبي مثل الإيثانول سهل الذوبان.


  • الضغط:

تتأثر المواد الغازية كثيرًا بالضغط عن المواد الصلبة والسوائل. عندما يزداد الضغط الجزئي للغاز ، تزداد أيضًا فرصة ذوبانه. زجاجة الصودا هي مثال على مكان تعبئة ثاني أكسيد الكربون تحت ضغط مرتفع.


2. ذوبان المواد الصلبة في السوائل

لقد لوحظ أن الذوبان الصلب يعتمد على طبيعة المذاب وكذلك المذيب. غالبًا ما نرى أن مواد مثل السكر والملح الشائع (NaCl) ، إلخ ، تذوب بسهولة في الماء بينما لا تذوب مواد مثل النفثالين في الماء. من الملاحظات المختلفة والنتائج التجريبية ، لوحظ أن المذابات القطبية فقط تميل إلى الذوبان في المذيب القطبي والمذيبات غير القطبية تذوب فقط المذيبات غير القطبية. وبالتالي ، يمكن اعتبار طبيعة المذيب أحد العوامل البارزة التي تؤثر على قابلية الذوبان. أدت الملاحظة أعلاه إلى العبارة التي تقول إن المذيبات القطبية مثل تذوب مثل المذيبات القطبية سَتُذيب المذيبات القطبية والمذيبات غير القطبية تُذوب المذيبات غير القطبية.


الآن دعونا نفهم العملية التي يذوب فيها مادة صلبة في مذيب. بمجرد إضافة مادة مذابة صلبة إلى مذيب ، تذوب الجزيئات المذابة في المذيب وتعرف هذه العملية باسم الذوبان. تتصادم الجسيمات الذائبة في المحلول مع بعضها البعض ويتم فصل بعض هذه الجسيمات عن المحلول ، وتسمى هذه العملية التبلور.


يتم إنشاء حالة التوازن الديناميكي بين هاتين العمليتين وفي هذه المرحلة ، يصبح عدد الجزيئات الذائبة التي تدخل المحلول مساويًا لعدد الجسيمات التي تغادر المحلول. نتيجة لذلك ، سيبقى تركيز المذاب في المحلول ثابتًا عند درجة حرارة وضغط معينين.


يُقال أن المحلول الذي لا يمكن فيه الذوبان في المذيب عند درجة حرارة معينة والضغط هو محلول مشبع حيث يحتوي المحلول على أقصى كمية من المذاب. يسمى تركيز المذاب في مثل هذا المحلول قابليته للذوبان عند درجة الحرارة والضغط. إذا كان من الممكن إضافة المزيد من المذاب إلى المحلول ، فسيتم تسميته بالمحلول غير المشبع.


العوامل المؤثرة على الذوبان

  • تأثير درجة الحرارة:

بصرف النظر عن طبيعة المذاب والمذيب ، تؤثر درجة الحرارة أيضًا على قابلية الذوبان الصلبة بشكل كبير. إذا كانت عملية الذوبان ماصة للحرارة ، فيجب أن تزداد قابلية الذوبان مع زيادة درجة الحرارة وفقًا لمبدأ Le Chateliers. إذا كانت عملية الذوبان طاردة للحرارة ، يجب أن تنخفض قابلية الذوبان الصلبة.


  • تأثير الضغط:

لا تتأثر قابلية الذوبان الصلبة بالتغيرات في الضغط. هذا يرجع إلى حقيقة أن المواد الصلبة والسوائل غير قابلة للضغط بدرجة كبيرة ولا تتأثر عمليًا بالتغيرات في الضغط.


3. ذوبان الغازات في السوائل

تتعامل قابلية ذوبان الغاز في السوائل مع مفهوم إذابة الغاز في مذيب. دعونا نحدد أولا الذوبان. بالنسبة لأي مادة ، فإن القابلية للذوبان هي أقصى كمية من المذاب التي يمكن إذابتها في مذيب معين عند درجة حرارة معينة. الآن شاغلنا هو قابلية الذوبان في السوائل. تتأثر قابلية ذوبان الغاز في السوائل بدرجة كبيرة بالحرارة والضغط بالإضافة إلى طبيعة المذاب والمذيب.


هناك العديد من الغازات التي تذوب بسهولة في الماء ، بينما توجد غازات لا تذوب في الماء في الظروف العادية. الأكسجين قابل للذوبان في الماء بشكل ضئيل فقط بينما يذوب حمض الهيدروكلوريك أو الأمونيا بسهولة في الماء.


العوامل المؤثرة على الذوبان

1. تأثير الضغط:

لقد وجد أن قابلية ذوبان الغاز في السوائل تزداد مع زيادة الضغط. للحصول على فهم أفضل لتأثير الضغط على قابلية الذوبان في الغاز ، دعونا نفكر في نظام لمحلول غاز في مذيب في حاوية مغلقة في حالة توازن ديناميكي. الآن الحل في حالة توازن ، وبالتالي فإن معدل الجزيئات الغازية التي تدخل المحلول يساوي معدل الجزيئات الغازية التي تغادر المحلول.


لنفترض الآن أننا نزيد ضغط النظام عن طريق ضغط جزيئات الغاز الموجودة في المحلول. نتيجة لزيادة الضغط ، ستتركز جزيئات الغازات الآن في حجم أصغر. سيؤدي ذلك إلى زيادة عدد جزيئات الغاز لكل وحدة حجم متاحة فوق المحلول. نظرًا لزيادة عدد جزيئات الغاز الموجودة فوق المحلول ، سيزداد أيضًا معدل دخول جزيئات الغاز إلى المحلول. والنتيجة النهائية هي زيادة عدد جزيئات الغاز في المحلول حتى يتم الوصول إلى نقطة توازن جديدة. وهكذا تزداد قابلية الذوبان للغازات مع زيادة ضغط الغاز فوق المحلول.


2. ذوبان الغازات في السوائل 

يعطي قانون هنري علاقة كمية بين الضغط والذوبان في الغاز في سائل. إنها تنص على أن:

"قابلية ذوبان الغاز في السائل تتناسب طرديا مع الضغط الجزئي للغاز الموجود فوق سطح السائل أو المحلول".


الطريقة الأكثر شيوعًا لاستخدام قانون هنري هي أن الضغط الجزئي للغاز فوق المحلول يتناسب طرديًا مع الجزء الجزيئي للغاز في المحلول.


3. تأثير درجة الحرارة:

تم العثور على قابلية ذوبان الغاز في السوائل تتناقص مع زيادة درجة الحرارة. يتم إذابة جزيئات الغاز في السائل بعملية الذوبان. خلال هذه العملية ، تتطور الحرارة. وفقًا لمبدأ Le Chatelier الذي ينص على أنه عندما يكون توازن النظام مضطربًا ، فإن النظام يعيد ضبط نفسه بطريقة يتم فيها مواجهة التأثير الذي تسبب في التغيير في التوازن. لذلك ، كما نعلم أن الذوبان هو عملية طاردة للحرارة ، يجب أن تنخفض القابلية للذوبان مع زيادة درجة الحرارة للتحقق من صحة مبدأ Le Chatelier.


أهم المصادر

هل اعجبك الموضوع :

تعليقات

محتويات