ذوبان المركبات الأيونية

القابلية للذوبان هي مقياس الحد الأقصى لمقدار المُذاب الذي يمكن إذابته في كمية معينة من المذيب عند درجة حرارة وضغط معينين. وتقاس القابلية للذوبان عادة بالمولارية (م) أو مولات لكل لتر (مول/لتر) يوصف المركب بأنه قابل للذوبان إذا كان يذوب في الماء.

عندما تذوب الأملاح القابلة للذوبان في الماء، تنفصل الأيونات الموجودة في المادة الصلبة وتتشتت بشكل موحد في جميع أنحاء المحلول؛ تمثّل هذه العملية تغييراً مادياً يُعرف باسم التفكك. كلوريد البوتاسيوم (KCl) هو مثال على الملح القابل للذوبان. عندما يضاف البوتاسيوم الصلب إلى الماء، تنجذب النهاية الموجبة (الهيدروجين) من جزيئات الماء القطبية إلى أيونات الكلوريد السالبة ، وتنجذب الأطراف السالبة (الأكسجين) من الماء إلى أيونات البوتاسيوم الموجبة. تحيط جزيئات الماء بأيونات K⁺ و Cl^&minus؛، مما يُضعف القِوى القوية التي تربط الأيونات ببعضها البعض وتسمح لها بذلك بالانتقال إلى المحلول على شكل أيونات مذابة.  

مثال آخر على الملح القابل للذوبان هو نترات الفضة ، AgNO₃ ، التي تذوب في الماء كأيونات Ag⁺ وNO₃^– . النترات ، NO₃^– ، هو أيون متعدد الذرات، وفي المحلول يبقى سليماً كوحدة واحدة كاملة. على عكس الأيونات أحادية الذرة (K⁺, Cl^–, Ag⁺) ، التي تحتوي على ذرة واحدة فقط، الأيونات متعددة الذرات هي مجموعة من الذرات التي تحمل شحنات (NO₃^–, SO₄^2-, NH₄⁺). تظل كذلك في المحلول ولا تنقسم إلى ذرات منفردة.  

يوصف مركب ما بأنه غير قابل للذوبان إذا لم يذب في الماء. ومع ذلك، في الواقع، فإن المركبات “غير القابلة للذوبان” تذوب إلى حد ما، أي أقل من 0.01 م.

في حالة الأملاح غير القابلة للذوبان ، تكون القوى البينية القوية التي تربط الأيونات في المادة الصلبة أقوى من قوى ثنائي القطب بين الأيونات الفردية وجزيئات الماء. نتيجة لذلك، تظل الأيونات سليمة ولا تنفصل. وبالتالي، يبقى معظم المركب غير مذاب في الماء. كلوريد الفضة (AgCl) هو مثال على الملح غير القابل للذوبان. لا تستطيع جزيئات الماء التغلب على القوى البينية القوية التي تربط أيونات Ag⁺ و Cl^–  ions معاً؛ ومن ثم، تظل المادة الصلبة غير منحلة.

قواعد الذوبان

تعتمد قابلية ذوبان المركبات الأيونية في الماء على نوع الأيونات (الكاتيون والأنيون) التي تشكل المركبات. على سبيل المثال، AgNO₃ قابل للذوبان في الماء ، لكن AgCl غير قابل للذوبان في الماء. يمكن التنبؤ بقابلية ذوبان الملح باتباع مجموعة من القواعد التجريبية (المدرجة أدناه) ، والتي تم تطويرها بناءً على الملاحظات على العديد من المركبات الأيونية.

1) المركبات التي تحتوي على أيونات الأمونيوم(NH₄⁺) والكاتيونات المعدنية القلوية قابلة للذوبان
2) جميع النترات والأسيتات قابلة للذوبان دائماً.
3) مركبات الكلوريد والبروميد واليوديد قابلة للذوبان باستثناء مركبات الفضة والرصاص والزئبق(I)
4) جميع أملاح الكبريتات قابلة للذوبان باستثناء أملاحها بالفضة والرصاص والزئبق(I) والباريوم والسترونشيوم والكالسيوم
5) جميع الكربونات والكبريتات والفوسفات غير قابلة للذوبان باستثناء أملاحها مع كاتيونات الأمونيوم والمعادن القلوية.
6) الكبريتيدات والهيدروكسيدات من جميع الأملاح غير قابلة للذوبان ، باستثناء أملاحها مع كاتيونات الفلزات القلوية وأيون الأمونيوم والكالسيوم والسترونتيوم وأيونات الباريوم.
7) جميع المركبات المحتوية على أكسيد غير قابلة للذوبان باستثناء مركباتها التي تحتوي على الكالسيوم والباريوم وكاتيونات الفلزات القلوية.

هذا النص مقتبس من OpenStax Chemistry 2e, Section 11.2: Electrolytes.