ما هي العوامل التي تؤثر على معدل الانصهار؟ سواء كانت المادة في حالة سائلة أو صلبة أو غازية، فإن الانحلال هو تغيير في الحالة الفيزيائية، وتتغير المادة من مادة صلبة إلى سائلة. يساعد التحريض ومساحة السطح ودرجة الحرارة في عملية الذوبان
ما هي العوامل التي تؤثر على معدل الذوبان؟
- التحريض: يؤدي تحريك المحلول إلى تسريع إزالة الجزيئات الذائبة من سطح التلامس، مما يسرع من عملية انحلال الجزيئات الذائبة في المحلول.
- مساحة السطح المذاب: ستؤدي عملية تكسير الجسيمات المذابة إلى جزيئات وشظايا أصغر إلى زيادة مساحة سطح المادة المذابة، كما ستؤدي زيادة مساحة السطح إلى زيادة عدد الاصطدامات بين الجسيمات المذابة وجزيئات المذيبات.
- تعتمد طبيعة المادة المذابة وطبيعة المادة المسببة للانحلال ودرجة الحرارة التي تتم فيها عملية الصهر على درجة الحرارة وتختلف عملية الصهر من مادة إلى أخرى.
- تتطلب بعض المواد نقطة انصهار أعلى وتتطلب بعض المواد درجة انصهار أقل ودرجة تشبع المذاب وعامل الانصهار.
- منطقة الفصل وتراكم الذرات: يحدث تراكم جزيئات المادة على سطح صلب وثابت، وتتعرض المواد المختلفة لمصادر الضغط، ويميز الاستقطاب بين المواد التي تتعرض للانصهار أو المواد التي تسبب عملية الذوبان.
- توافر المكونات ومخاليط المواد عندما يلعب الحجم الجزيئي للمادة (المذاب أو المذيب) دورًا مهمًا في تغيير عملية الذوبان. يعد توافق جزيئاته ضروريًا لعملية الذوبان.
- درجة الحرارة: مقارنة بالمذيبات ذات درجة الحرارة المنخفضة، يمكن للمذيبات ذات درجة الحرارة العالية أن تمتص المزيد من المواد المذابة، على سبيل المثال، تفقد طعمها الكربوني. يحدث هذا أسرع من التبريد في درجة حرارة الغرفة العادية.
- على سبيل المثال، يمتص الشاي الساخن سكريات قابلة للذوبان أكثر من الشاي البارد، وسيقل معدل ذوبان بعض المواد الأخرى مع زيادة درجة الحرارة، مثل حمض الكربونيك في المشروبات.
- زيادة الضغط من العوامل التي تؤثر على معدل انصهار المواد. الضغط من العوامل التي تساعد وتؤثر على معدل انحلال المواد المختلفة (صلبة، سائلة، غازية).
اقرأ من هنا: ما هي شروط تسلق إيفرست؟
حالة عملية الحل
- عندما يكون المذاب صلبًا، يذوب التركيب البلوري لمكون المادة وتنتقل الذرات أو الجزيئات المنفصلة إلى المذيب في حالة يكون فيها المذاب سائلًا أو غازًا،
- في حالة كون الوقت المذاب صلبًا، تذوب مكونات المادة وتصبح سائلة بسبب المادة التي تسببت في إذابة المادة، إذا كانت المادة المذابة عبارة عن مادة سائلة أو غازية.
- يجب أن يكون هناك توافق وتفاعل بين المادة المذابة والمادة التي تسببت في الاندماج لمساعدة المادة على الذوبان.
- الذوبان في الغاز: تقل قابلية ذوبان الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في درجات الحرارة المرتفعة مقارنة بدرجات الحرارة المنخفضة، وهذا هو السلوك المتوقع لجميع المواد الغازية الذائبة في المذيبات السائلة.
- تسمح الطاقة الحركية لجزيئات الغاز للجسيمات بالهروب أو الهرب بعيدًا، وكلما زاد الارتفاع، كان من الأسهل سقوط الترسيب من المحلول، وكلما ارتفعت درجة حرارة المحلول، انخفضت قابلية الذوبان للغازات المذابة.
- محلول غير مشبع: عند درجة حرارة وضغط معينين، يكون ذائبة أقل من المحلول المشبع، مما يعني أنه يمكن إضافة المزيد من المذاب إلى محلول غير مشبع.
أساس ذوبان المادة
- تختلف درجة حرارة وسرعة عملية الذوبان باختلاف درجة حرارة المذيب ونوع المادة المذابة، فبعض المواد تزيد من معدل الذوبان مع زيادة درجة حرارة المذيب، بينما تقلل أخرى معدل الذوبان مع زيادة درجة الحرارة.
- التشبع، لأن نقطة التشبع هي النقطة التي لا يستطيع عندها المحلول امتصاص كمية زائدة من المذاب، ووجود عملية خلط، ومنطقة فصل التقسيم، ووجود مثبطات مثل تراكم العناصر على السطح الصلب.
إليكم الأمر: فوسفات الصوديوم في الطعام
مواد قابلة للذوبان ولكن بنسب مختلفة
- بسبب العوامل التي تؤثر على قابلية الذوبان، يصعب إذابة العديد من المواد بشكل مباشر، وهذه هي المواد التالية: لا يذوب الملح تمامًا في الماء، ولكنه يترسب بكميات كبيرة في الماء.
- يتم التعبير عن المعادلة الكيميائية للملح ضعيف الذوبان على النحو التالي (الزيادة في قابلية ذوبان المنتج تتوافق مع زيادة قابلية ذوبان الملح في الماء، وكلما انخفضت قابلية الذوبان، زادت قيمة ترسيب الملح وأعلى).
المركبات غير العضوية
- هناك العديد من المركبات غير العضوية التي تتأثر بالعوامل التي تؤثر على الذوبان ويمكن أن تذوب بسهولة وسرعة في الماء، وهذه المركبات غير العضوية هي كالتالي: مركبات الأمونيوم ومركبات الصوديوم.
- مركبات البوتاسيوم وحمض الخليك والكلورات والنترات وكلوريد الزئبق غير قابلة للذوبان في الماء، وكلوريد الفضة غير قابل للذوبان في الماء.
- لا يمكن إذابة كلوريد الرصاص في الماء البارد، ولكن يمكن إذابته في الماء الساخن أو الساخن، بينما الكبريتات قابلة للذوبان في الماء، بينما كبريتات الباريوم غير قابلة للذوبان في الماء.
- كبريتات الرصاص غير قابلة للذوبان في الماء، وهيدروكسيد غير قابل للذوبان في الماء، وهيدروكسيد الأمونيوم قابل للذوبان في الماء، وهيدروكسيد الصوديوم قابل للذوبان في الماء، وهيدروكسيد البوتاسيوم قابل للذوبان في الماء.
- الكربونات غير قابلة للذوبان في الماء، فوسفات الكربونات غير قابل للذوبان في الماء، الكربونات غير قابلة للذوبان في الماء، كربونات الكبريت غير قابلة للذوبان في الماء.
ولا تفوت التعلم: الفرق بين عمليات الذوبان والتجميد مع التفسير
تصنيف المحاليل المذابة حسب العوامل التي تؤثر على الذوبان
- يشير المحلول المشبع إلى المحلول الذي يخضع لعملية حركة التوازن في المحلول بسبب تأثير درجة حرارة معينة، مما يؤدي إلى التوازن والمساواة بين المذاب والمذيب، وكذلك بين جميع العمليات الكيميائية.
- محلول غير مشبع، أي المادة المذابة أصغر من المادة التي تسببت في عملية الذوبان، وتحدث العملية عند درجة حرارة معينة، ولا يوجد استقرار وتوازن في الحركة بين المادتين.
- يتم تمثيل المحاليل فائقة التشبع أو مفرطة التشبع بواسطة المحاليل التي تحتوي على محتوى ذائب أعلى من المذيبات، مما قد يتسبب في حدوث خلل في حركة المواد أثناء التفاعل.
- القاعدة العامة المستخدمة هي أن المذيب يذوب مذيبًا مشابهًا له، لتحديد إمكانية عملية الذوبان في مذيب معين ومعرفة ما إذا كان المذيبان متشابهان، أي أنه يجب دراسة عملية الذوبان بين النوع و استقطاب الروابط الجزيئية.
- كما هو الحال مع ذوبان ملح الطعام (كلوريد الصوديوم)، عند وضعه في الماء، تتفكك جزيئات الملح وتحيط بها جزيئات الماء. تختلف عملية الذوبان عن الحل.
- في بعض الأحيان، لا يؤدي خلط بعض المواد مع بعضها إلى عملية انحلال، بل إلى اندماج أو تجانس، لا يمكن أن يذوب الماء في الكلور، وعلى العكس من ذلك، يعتبر غير قابل للذوبان.
يمكن أيضًا أن تذوب المركبات غير العضوية، وفي بعض الأحيان يجب أن يكون هناك توافق وتفاعل بين المادة المذابة والمادة التي تسببت في ذوبانها عند درجة حرارة وضغط معينين، ويحتوي المحلول المشبع على أكبر كمية من المذاب المذاب في كمية معينة من المذيب