صف طريقتين لزيادة سرعة انحل مادة. يبحث عديد من طلاب عن إجابة تصف طرق تي تعمل على سرعة ذوبان مادة ما، ويأتي ذوبان مثل قدرة مادة على ذوبان في مادة أخرى، وتختلف مواد في قدرتها على ذوبان من حتها سائلة إلى حة صلبة إلى غازية. وفيه سنصف طرق تي تؤدي إلى زيادة معدل ذوبان مادة.
وصف طريقتين لزيادة معدل ذوبان مادة
يُسأل طلاب عن طريقتين متبعتين في سرعة انحل مادة ما، حيث توجد عدة طرق لزيادة سرعة انحل ماء، من أهمها تقليب خليط بإضافة إلى عوامل أخرى ودرجة حرارة، وفي نقاط تية نذكر تلك طرق
- تقليب خليط لا تأتي خطوة تقليب أو تقليب لإتمام عملية ذوبان، بل لتسريعها، حيث أن تقليب خليط مكون من مذيب ومادة مذابة يزيد من سرعة ذوبانهما. تساعد درجة حرارة على زيادة معدل ذوبان، فكلما ارتفعت درجة حرارة زادت عملية انصهار، لكن مادة تأتي في حتها غازية لكسر قاعدة درجة حرارة، فكلما ارتفعت درجة حرارة، قلت قابلية ذوبان مادة.
- مساحة مادة مذابة إن زيادة في سطح مادة ناتجة عن عملية تفكك وتكسير مذاب، تزيد من تصادم بين جزيئات مذيب ومذاب.
- حجم جزيئي يعد حجم جزيئي من أهم طرق تي تسبب سرعة ذوبان مادة، لذلك تظهر علاقة عكسية بينهما، أي أنه كلما كان حجم جسيمات مذابة أصغر، زاد معدل انحل مادة. وكلما زاد حجم جسيمات ذائبة، انخفض معدل انحل مادة.
- زيادة ضغط في حة مواد غازية لا تؤثر زيادة ضغط على انصهار مادة سائلة أو صلبة، وتجدر إشارة إلى أن انحل غاز يتناسب طرديًا مع زيادة ضغط فيه.
طبيعة ذوبان
يُعرَّف ذوبان بأنه “عملية فيزيائية تعني قدرة مادة ما على ذوبان وتفكك إلى مادة أخرى. وله مادة وكذلك سبب رئيسي لهذا اختلاف وهو تركيب وخصائص كيميائية للمواد تي تخضع لعملية ذوبان. تتضمن أمثلة ذوبان كلي إذابة ماء بميثانول وذوبان جزئي في إذابة زيت بماء.
عوامل مؤثرة على عملية ذوبان
هناك عدد من عوامل تي تؤثر بشكل مباشر على عملية ذوبان، ونقتصر هذه عوامل على نقاط تية
- طبيعة مواد مستخدمة في خلط، بمعنى معرفة ودراسة طبيعة جزيئات كل من مذيب ومذاب.
- حاجة للوصول إلى درجة تشبع، تعني درجة تشبع وهي درجة تي عندها لا يستطيع محلول امتصاص جزيئات مذاب.
- تعتبر درجة حرارة من عوامل تي تؤثر على سرعة ذوبان، ويعتمد عامل حرارة على طبيعة حة مادة إذا كانت صلبة أو سائلة، فكلما ارتفعت درجة حرارة فيها زادت سرعة عملية انصهار، ولكن في حة غازية، كلما ارتفعت درجة حرارة، قلت قابلية ذوبان مادة.
- تراكم عناصر وجسيمات على سطح صلب للمادة مما يعني وجود مثبطات.
- تؤثر زيادة أو تقليل مساحة سطح بيئي على سرعة عملية ذوبان.
- هناك عملية خلط.
- قطبية مذابات تذوب في حات مماثلة في قطبية، حيث تذوب مذيبات في حات مماثلة، في مذيبات قطبية وعكس صحيح.
كيف تحدث عملية ذوبان
تتم عملية ذوبان عن طريق خلط جزيئات مذاب مع مذيب، ثم يحدث كسر في روابط جزئية للمذاب بمذاب، وفي هذه عملية، أي حة للمادة موجودة في مادة صلبة وسائلة و تضاف حة غازية إلى أي مادة مذيبة، مما ينتج عنه محلول في هذا خليط.
حات مختلفة لعملية حل
هناك حتان لعملية صهر مادة، حة أولى هي حة صلبة للمادة، بينما حة ثانية تأتي مع مواد سائلة ومواد غازية، في نقاط تية نوضح هذه عمليات بتفصيل
- حة صلبة يتم إذابة مواد صلبة عن طريق تفكك في بنيتها بلورية أساسية، ثم يتم نقل ذرات وجزيئات مادة صلبة إلى مذيب.
- إذابة مواد سائلة وغازية في هذه حة يتم دراسة وتحديد طبيعة جزيئات مادة. وهذا يعني معرفة جسيمات مذيب أو مادة مذابة، لأن عملية ذوبان في هذه حة تتطلب توافق بين جسيمات مواد خليط.
خصائص عملية ذوبان
تُقاس قابلية للذوبان من حيث حد أقصى لمقدار ذوبان في مذيب عند توازن، وينتج عن هذا خليط محلول يسمى “محلول مشبع”. في نقاط تية نذكر خصائص عملية حل
- مواد قابلة للذوبان لها قدرة على عمل مع مذيب بأي نسبة في تلك عملية، مثل خلط إيثانول بماء.
- في معظم أحيان يكون مذيب مادة سائلة، مع عدم إضافة أو إضافة أي شيء إليه.
- لا تقتصر عملية ذوبان على حة معينة من مادة، حيث تخضع جميع حات لجميع أنواع مواد منصهرة وغازية وصلبة.
- تختلف قوة ذوبان بين ذوبان كلي، كما يحدث في ماء مع ميثانول، وذوبان جزئي، كما يحدث في خلط ماء بزيت.
- يمكن إنتاج محلول مفرط تشبع وهذا محلول غير مستقر، لأن عملية ذوبان يتم تجاوزها في حة توازن.
- إذا كانت مركبات ضعيفة ذوبان، يتم استخدام مصطلح غير قابل للذوبان.
- تظل جزيئات إيثانول كما هي إذا تم إذابتها في ماء، وفي هذه حة تشكل روابط هيدروجينية جديدة مع ماء.
بعض ملاحظات على عملية حل
- هناك فرق واضح بين عمليتي ذوبان واندماج. عملية اندماج هي تحول حة فيزيائية للمادة، أي أن هناك تغيرًا في شكل وحجم ولون مادة، ولكن لا يوجد تغيير في هياكل أساسية للمادة، فتصبح قادرة على ذلك. إعادة مادة إلى شكلها أساسي، بينما يحدث إذابة تغييرًا في تركيب ينتج مادة جديدة تختلف تمامًا عن مادة أولى في شكلها وخصائصها ولونها وحجمها.
- تتطلب عملية ذوبان معرفة ودراسة طبيعة جزيئات كل مادة، بسبب ضرورة وجود تشابه بين مادتين من أجل نجاح عملية.
مركبات غير عضوية تذوب في ماء
- مركبات أمونيوم.
- مركبات صوديوم.
- مركبات بوتاسيوم.
- كبريتات قابلة للذوبان في ماء.
- خلات، كلورات، نترات وكلوريدات.
- هيدروكسيد أمونيوم، هيدروكسيد صوديوم، هيدروكسيد بوتاسيوم.
مركبات غير عضوية لا تذوب في ماء
- كربونات مثل كربونات فوسفات، كربونات أكسيد، كربونات فوسفات، كربونات أكسيد، كربونات كبريتيد.
- كلوريد زئبق وكلوريد فضة وكلوريد رصاص تذوب فقط في ماء ساخن.
- باريوم وكبريتات رصاص وهيدروكسيدات.
هكذا اختتمنا هذه مقة بوصف طريقتين لزيادة سرعة انحل مادة، حيث علمنا أن عملية ذوبان هي عملية فيزيائية تعني قدرة تي تمتلكها مادة على انحل وتفكك إلى مادة أخرى. نراكم في مق جديد بمعلومات جديدة على موقع متجر.