مفهوم الذوبانية: خصائصها والعوامل المؤثرة فيها

[كراميلا ❥]

مفهوم الذوبانية وخصائصها

الذوبانية هي أحد الخواص الكيميائية التي تعبر عن قدرة المادة المعروفة باسم المذاب ، على الذوبان في مذيب لتكوين محلول متجانس.
ويتم تعريفها أيضاً بأنها الحد الأقصى لكمية المذاب التي يمكن أن تذوب في كمية معينة من المذيب في ظل ظروف معينة ، وعادةً عند درجة حرارة معينة ، وتتأثر الذوبانية بعدد من العوامل المختلفة مثل درجة الحرارة وطبيعة المادة المذابة.
وأثناء عملية الذوبان يحدث بعض التغيرات الفيزيائية والكيميائية وهنا نناقشها مع ذكر خصائص كل منها:
التغيرات فيزيائية
يحدث عند إعادة ترتيب جزيئات المادة المذابة ومن خصائصه مايلي:
تغيير ليس دائم
هو عبارة عن تغيير فقط في الخصائص الفيزيائية مثل الشكل والحجم.
في الغالب لا يكون هناك امتصاص للطاقة
لا يتم تكوين مادة جديدة
انها عملية يمكن عكسها
التغيرات الكيميائية
يحدث هذا التغير عندما يتغير التركيب الجزيئي للمادة بشكل كامل مما ينشأ مكون جديد بسبب التفاعلات الكيميائية ، ومن خصائص هذا التغير:
هو تغيير دائم
يحدث تغيير كامل لتركيب المادة وبالتالي تغير كل من الخواص الكيميائية والفيزيائية.
يحدث امتصاص وتغير في الطاقة.
يعتمد على انتاج الطاقة.
يتكون مادة جديد
العوامل المؤثرة على الذوبانية

هناك عوامل اساسية تؤثر على الذوبانية ومن ضمنها التالي:
قطبية المذيب أو المذاب: يجب أن يكون كل من المذيب والمذاب متشابهين في القطبية فمثلا البنزين هو مذيب غير قطبي، أي أنه لا يستطيع إذابة المواد القطبية مثل ملح الطعام ولكنه يمكن إذابة المواد غير القطبية مثل الستايروفوم.
تركيز المذاب: كل مذيب له نقطة حد أو نقطة تشبع وعند الوصول لها يحدث انخفاض في الإذابة حتى عند درجة الحرارة والضغط العاديين.
درجة الحرارة: كلما ارتفعت درجة الحرارة ذات فرصة الذوبان لأن ارتفاع الحرارة يعني أن الجسيمات تتحرك بشكل أسرع. ، كلما زادت سرعة الجزيئات زاد احتمال اصطدام الجزيئات ببعضها البعض.
الضغط: ذوبان المواد الغازية يتناسب طرديا مع الضغط مثلاً ذوبان ثاني أكسيد الكربون بسهولة في ماء الصودا في حالة وجود ضغط ، هذا هو السبب الذي ينتج عنه فوران عبوات الصودا عند فتحها بسبب خروج غاز ثاني أكسيد الكربون من الحاوية.
حجم الجزيء أو الجسيم: كلما زاد حجم المادة المذابة أصبح هناك صعوبة في عملية الذوبانية مثلا من السهل ذوبان السكر في الماء حتى بدون استخدام الحرارة ، على عكس ذلك هناك صعوبة في إذابة نشا الذرة وسوف يترسب في النهاية إذا تم تركه بدون تقليب.
تحريك الخليط أو تحريكه: كلما ذاد تحريك المذيب أثناء عملية الذوبانية أصبحت الاذابة أسهل، لأن المذاب يبتدد بسرعة أكبر في المذيب عند التقليب لأن عملية التحريك توزع جزيئات المذاب بشكل أكثر فعالية.
قياس الذوبانية ” الذوبان”

مقياس الذوبان يقصد محتواها في محلول مشبع ، فمثلا عندما يتم إذابة إذا تم اذابة 10 جرام المادة في 100 جم من الماء، فإن هذه المادة تكون شديدة الذوبان مثل حمض الكبريتيك.
إذا ذاب أقل من 1 جرام من مادة ما فإن المادة تكون ضعيفة الذوبان مثل الجبس.
أما إذا ذاب أقل من 0.01 جرام من المادة في المحلول فيعتبر عديم الذوبان مثل الفضة.
والجدير بالذكر أنه لا توجد مواد غير قابلة للذوبان بشكل نهائي حتى عندما نسكب الماء في وعاء زجاجي ، فإن كمية ضئيلة من جزيئات الزجاج تدخل المحلول حتمًا.
العوامل المؤثرة على الذوبانية حسب نوع المادة

يتم تقسيم العوامل المؤثرة على الذوبانية إلى ثلاث فئات حسب نوع المادة وهم كتالي:
العوامل المؤثرة في ذوبان السائل في السائل

تكوين الرابطة بين المذيب والمذاب تلعب دور هام في عملية الإذابة ، حيث تحدد قوة الروابط بين جزيئات المذاب والمذيب درجة ذوبان المادة في المذيب ويوجد ثلاث عوامل أساسية لها تأثير على الذوبانية:
درجة الحرارة: كلما زادت درجة الحرارة زادت قابلية ذوبان المذاب السائل في المذيب السائل ، مثلاً يمكن للماء كمذيب أن يذيب معظم المذاب السائل ضمن نطاق درجة حرارة يتراوح بين 20 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية.
الضغط: لا يعتبر ارتفاع أو انخفاض الضغط الخارجي عامل مؤثر قوي ولكن قد يسبب في تأثير بسيط جداً.
الروابط والقوى : عندما تحمل المادة نفس القوى الجزيئية بين جزيئاتها تكون القابلية للذوبان أعلى بكثير ، يمكن إذابة المذاب القطبي بسهولة في مذيب قطبي ، مثلاً تذوب جزيئات الأمونيا القطبية في جزيئات الماء القطبية.
ذوبان المادة الصلبة في السائل

عند إضافة المادة الصلبة إلى مذيب سائل بتركيز يحدث ذوبات ، وعند تصادم يحدث جزيئات المذاب في المحلول بجزيئات أخرى في المحلول تستعيد شكلها الأصلي وتسمى هذه العملية التبلور وتحدث العملتين بشكل مستمر أثناء تكوين المحلول، ويؤثر تركيز المذاب على الذوبان ، ومن العوامل المؤثرة على عملية الذوبانية:
درجة الحرارة: وفق قاعدة لوشاتلييه فإن عملية الذوبان الماصة للحرارة تساعد في إذابة المادة بشكل أسرع وعندما تكون العملية طاردة للحرارة تقل قابلية الذوبان لذلك يعتبر هذا هو أهم العوامل المؤثرة.
العوامل المؤثرة على ذوبان الغاز في السائل

تعتمد قابلية ذوبان الغاز في السائل بشكل استسي على نوع المذيب أو المذاب ، ولكن على عكس الحالات المذكورة في الاعلي يلعب الضغط ودرجة الحرارة دورًا هاماً في الغاز الموجود في المحلول السائل ، تذوب بعض الغازات بسهولة في السائل بينما لا تذوب بعضها الآخر ، مثلاً يمكن أن يذوب الأكسجين في الماء على عكس الهيدروجين والعوامل المؤثرة هي كتالي:
الضغط : كلما ارتفاع الضغط أدى إلى زيادة قابلية ذوبان الغازات في المذيب السائل ، وذلك بسبب فقدان حالة التوازن وسيبدأ المزيد حدوث ذوبان لجزيئات الغاز بشكل اسرع ، ووفق قانون هنري فأن الضغط الجزئي للغاز الموجود فوق سطح السائل أو المحلول يرتبط ارتباطًا مباشرًا بقدرة الغاز على الذوبان في السائل.
درجة الحرارة: كلما ارتفعت درجة الحرارة نتج عن ذلك انخفاض في الذوبان ، والجدير بالذكر أن أثناء حدوث تكسير لجزيئات المادة الغازية يتم إنتاج الحرارة ، وينص مبدأ لوشاتيليه على أنه عندما يختل توازن النظام، فإن النظام يعيد ضبط نفسه بطريقة تتصدى للتأثير الذي تسبب في التغيير في التوازن.
أمثلة على الذوبان

نجد عملية الذوبان بشكل دوري في حياتنا اليومية ومن اشهر الأمثلة ما يلي:
الملح: يمكن إذابة الملح في الطعام حتى في درجات الحرارة المنخفضة.
السكر: يذوب في الماء بتزامن مع وجود حرارة.
الجيلاتين: يمكن إذابته في الماء الساخن..
العصائر البودر: نقوم باضافة العصائر البودر المكونة من السكر والنكهات والمواد الحافظة في الماء عند درجة حرارة الغرفة.
النترات: توجد النترات في الاسمدة الزراعية والتي تذوب بناء الري.
الصابون: عندما نقوم بغسل ايدينا بالماء والصابون يذوب لأنه يحتوي على الكربون والهيدروجين والملح.

[قائد نعمان]

شكرا على الموضوع
يعطيك العافية

[كراميلا ❥]

يسلم هل مرور والطلة الحلوه

[Raghad Basim]

عاشت ايدك على الموضوع والمعلومات الجيدة

[كراميلا ❥]

يسلم هل مرور والطلة الحلوه