Back to chapter

12.5:

توازن المحلول والتشبّع

JoVE Core
Química
É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo.  Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
JoVE Core Química
Solution Equilibrium and Saturation

Idiomas

COMPARTILHAR

عندما ينحلّمذاب صلب داخل مذيب،فبمرور الوقت يزداد تركيز جزيئات المذاب داخل المحلول. وهذا يزيد احتمالات أن تتصادم بعض جزيئات المذاب وتتحد من جديد لتشكل بلورات. إعادة التبلور والانحلال عمليتان متنافستان.عندما يبدأ المذاب بالانحلال،تكون سرعة الانحلال أعلى بكثير من سرعة إعادة التبلور. وبازدياد تركيز المذاب الذي قد انحل،تزداد سرعة إعادة التبلور. عندما تتساوى سرعة الانحلال وسرعة إعادة التبلور،ينشأ توازن ديناميكي.المحلول في حالة توازن ديناميكي،يُعرف بالمحلول المشبع. وأي كمية من المذاب تضاف إلى هذا المحلول فلن تذوب. وعلى العكس من ذلك،فأي محلول يحتوي أقل من الكمية المطلوبة لتكوين محلول مشبع،يكون غير مشبع ولديه القدرة لاستيعاب مزيد من المذاب.إذا جرى تسخين محلول مشبع،يصبح قادرًا على إذابة المزيد من المذاب. وعند تبريد المحلول ببطء وتركه دون تحريك،يكوّن محلولًا فائق التشبع،حيث يحتفظ المحلول بكمية من المذاب تفوق معدل التوازن. هذه المحاليل فائقة التشبع غير مستقرة بمعنى أن الزيادة في المذاب غالبًا ما تترسب.إذا أضيفت كمية صغيرة من المذاب إلى المحلول فائق التشبع،فإن المادة الصلبة البلورية تلعب دور القالب للفائض من المذاب لإعادة ترتيبه وتشكيل البلورات. عندما تستقر البلورات التي تشكلت حديثًا في القاع،يمكن للمحلول المشبع أن يبقى مستقرًا وينشأ توازن ديناميكي من جديد.

12.5:

توازن المحلول والتشبّع

تخيل إضافة كمية صغيرة من السكر إلى كوب من الماء مع التقليب حتى يذوب السكر بالكامل ثم إضافة المزيد. يمكنك تكرار هذه العملية حتى يصل تركيز السكر في المحلول إلى الحد الطبيعي، يتم تحديده بشكل أساسي من خلال القوة النسبية للقوى المذابة والمذيب المذاب والقوى الجذابة للمذيب. يمكنك أن تكون على يقين من أنك وصلت إلى هذا الحد لأنه، بغض النظر عن المدة التي تقلب فيها المحلول، يبقى السكر غير المنحل. يُعرف تركيز السكر في المحلول عند هذه النقطة بقابليته للذوبان.

إن قابلية الذوبان في مذيب معين هي أقصى تركيز يمكن تحقيقه في ظل ظروف معينة عندما تكون عملية الذوبان في حالة توازن.

عندما يكون تركيز المذاب’ مساويًا للذوبان، يقال إن المحلول مشبع بهذا المذاب. إذا كان تركيز المذاب’ أقل من قابليته للذوبان، فيقال إن المحلول غير مشبع. المحلول الذي يحتوي على تركيز منخفض نسبياً من المذاب يسمى مخفّف، والآخر ذو تركيز عالٍ نسبياً يسمى المركّز.

يمكن تحضير الحلول التي يتجاوز فيها تركيز المادة المذابة قابليته للذوبان. يُقال إن مثل هذه الحلول مفرطة التشبع، وهي أمثلة مثيرة للاهتمام لحالات عدم التوازن. على سبيل المثال، المشروبات الغازية في حاوية مفتوحة لم “ينتهي غازها” بعد تكون مفرطة التشبع بغاز ثاني أكسيد الكربون؛ مع الوقت، سينخفض ​​تركيز CO2 حتى يصل إلى نقطة قابليته الذوبان.

هذا النص مقتبس من Openstax, Chemistry 2e, Section 11.3: Solubility.

Leitura Sugerida

  1. Husband, Tom. "The sweet science of candymaking." ChemMatters 10, no. 11 (2014): 5-8.
  2. Fischinger, Andrew J. "A flotation method for growing large single crystals." Journal of Chemical Education 46, no. 8 (1969): 486.