مجموعة من العوامل تؤثر في ذائبية المواد .. فما هي ؟

مجموعة من العوامل تؤثر في ذائبية المواد

• درجة الحرارة.
• التحريك.

فهي تكون من خلال الحرارة والتحريك فالقابلية للذوبان تعتبر هي العملية أو خاصية في مادة سواء كانت المادة صلبة أو سائلة أو غازية فهي تقوم بمساعدتها على الذوبان داخل مادة أخرى وهي تعرف بالمذيب سواء كان صلب أو سائل أو غاز، ولهذا فهي تسمى المادة قابلة للذوبان إذا كانت تذوب داخل مذيب وعلى سبيل المثال ، إذا أخذ كمية صغيرة من الملح وتم إذابتها في الماء. ومن هنا سيُعرف الملح بأنه مذاب ، والماء يعتبر هو شكل مذيب لصنع محلول من الماء المالح ولهذا ، فيمكن القول هنا إن الملح قابل للذوبان داخل الماء وقابلية الذوبان تعتبر خاصية الملح  أو المذاب وعلاوة على ذلك ، هناك الكثير من العوامل التي تؤثر على قابلية الذوبان وتعتمد في هذه الحالة التي يوجد فيها هذا المذاب لذا فأن معرفة ماهية العوامل المختلفة التي تؤثر على خاصية قابلية الذوبان في المواد المذابة الموجودة في حالات مختلفة هي أمر مفيد.[1]

شرح الذوبان الكيميائي

حين تذوب العناصر في الكيمياء ، فيتم أتحاد عنصران أو أكثر داخل محلول وقد تذوب بعض المواد المذابة داخل الماء ولكن ليس في السوائل الأخرى فالذوبان يقوم على جزيئات كل من المذيب والمذاب كما تتفاعل الجزيئات مع بعضها البعض وتجذب بعضها البعض لتكوين محلول في وقت مزجها كما قد يحدث رد الفعل هذا على الفور ، أو قد يأخذ وقتًا حتى تمتزج بالتمام.

يحدث التفكك داخل الكيمياء حين تذوب المركبات الأيونية وفي هذه العملية فهم ينتجون أيونات وهذا يحدث حين تفصل جزيئات الماء بلورة أيونية. قد تنجذب الأطراف القطبية لجزيء الماء بقوة إلى الأيونات الموجبة والسالبة داخل البلورة ، مما يؤدي إلى أن تحيط جزيئات الماء بكاتيونات البلورة وهي الشحنات الموجبة مع الأنيونات وهي الشحنات السالبة خلال عملية الترطيب.

العملية التي يتم فيها فصل المحلول إلى مكوناته هي التفكك أو الذوبان وخير مثال على هذا هو الخليط المصنوع من الزيت والماء فأن زيوت الطهي لا تختلط مع الماء ليكونوا محلول لكليهما لمدة طويلة لأن الماء يستعمل رابطة الهيدروجين وجزيئات زيت الطهي فتمسك معًا من خلال قوى التشتت فلا تحظى جزيئات الزيت غير القطبية وجزيئات الماء القطبية بجاذبية قوية كافية ما بين الجزيئات لتعطيها الفرص في المزج والبقاء ممزوجين.[5]

أنواع الذوبان المختلفة

هناك ثلاثة أنواع من المواد المذابة:

• الجزيئية.
• الأيونية
• التساهمية.

في حالة المواد المذابة الجزيئية وهي حين تقدم إلى المذيب ، وقد تنفصل الجزيئات وتصبح محاطة بجزيئات المذيب.

حين نقدم مذابًا أيونيًا إلى المذيب ، تنفصل الأيونات المستقلة للجزيئات وتحيط بها جزيئات المذيب داخل عملية تسمى الذوبان ، كما يحدث هذا خلال إذابة مادة قطبية داخل الماء كما قد تؤدي عملية التفكك إلى توصيل المحلول بالكهرباء ، وهي خاصية مميزة للمركبات الأيونية القابلة للذوبان وبسبب هذه الخاصية ، قد تُعرف المركبات الأيونية أيضًا بالإلكتروليتات.

تنفصل الإلكتروليتات القوية بالتمام داخل محلول فمثلاً ملح الطعام ، أو كلوريد الصوديوم (NaCl) ، هو مثال على إلكتروليت قوي فلا تنفصل الإلكتروليتات الضعيفة تمامًا داخل المحلول ؛ وبالتالي ، هناك عدد أقل من الكاتيونات والأنيونات داخل المحلول فحمض الخليك هو مثال شائع للإلكتروليت الضعيف.

تتم إذابة المواد المذابة التساهمية كجزيئات فردية ولا تنفصل في المحلول ، ولهذا يتم تسميتها اسم nonelectrolytes. فسكر المائدة هو مثال مشهور للمذاب التساهمي.

أما فيما يخص انحلال الغازات فمن المهم أن نفهم أن قابلية ذوبان الغازات متأثرة بالظروف الخاريجية مثل درجة الحرارة والضغط ، فما هي الطرق التي تزيد من قابلية الذوبان للغاز فحين تذوب الغازات بشكل أفضل تكون في درجات الحرارة المنخفضة وظروف الضغط العالي.[6]

تأثير الحرارة بالذوبان

بصورة عامة فقد تصبح المواد الصلبة أكثر قابلية للذوبان مع أرتفاع درجة الحرارة ويعتبر هذا هو السبب في أن السكر يذوب داخل الماء الساخن بصورة أفضل من الماء البارد وهذا يوضح مثال من الأمثلة على قابلية الذوبان  فأن غرام من المذاب لكل 100 جرام من الماء للمواد في درجات حرارة مختلفة.

• تزداد قابلية الذوبان داخل المواد المذابة الثلاثة مع أرتفاع درجة الحرارة.
• ترتفع قابلية ذوبان نترات البوتاسيوم أكثر من 30 جم تقريبًا لكل 100 جم ماء إلى أكثر من 200 جم في كل 100 جم ماء.
• أن بالكاد تتغير قابلية ذوبان كلوريد الصوديوم على الإطلاق.
• كلوريد الصوديوم ونترات الرصاص (II) هما الأكثر قابلية للذوبان من نترات البوتاسيوم داخل درجات الحرارة المنخفضة.
• تكون قابلية ذوبان نترات الرصاص (II) ونترات البوتاسيوم هي ذاتها وهي حوالي 50 درجة مئوية قرابة 80 جرام لكل 100 جرام من الماء ، حيث تتقاطع منحنيات الذوبان لهذه المواد.
• تصبح قابلية ذوبان كلوريد الصوديوم ونترات البوتاسيوم هي ذاتها عند حوالي 23 درجة مئوية أي حوالي 38 جم لكل 100 جرام من الماء ، حيث تتقاطع منحنيات الذوبان لهذه المواد.[2]

أثر التحريك بالذوبان

• يؤثر التقليب على سرعة ذوبان المذاب في المذيب ولكن ليس له أي تأثير على مقدار المادة المذابة التي ستذوب.
• تتأثر كمية المذاب التي ستذوب بدرجة الحرارة ، وسيذوب المزيد من المذاب في درجات حرارة أعلى. وهذا ما يسمى بقابلية الذوبان.
• يعمل التحريك ببساطة على تحريك جزيئات المذيب حولها ، مما يسمح لها بالتفاعل مع القطع الصلبة من المذاب غير المذاب ونقل المذاب بعيدًا إلى الجزء الأكبر من المحلول.
• في حالة عدم وجود التحريك ، سيكون تركيز المذاب أعلى ، بالقرب من قطع المذاب ، لذلك لن يذوب المزيد من المذاب في المحلول حتى يتم نقل المذاب المذاب بعيدًا عن طريق الانتشار.[3]

مثال على  الذوبان

يذيب الكحول الزيت عن طريق أن المواد التي تشتمل على جزيئات قطبية تذوب مع تلك التي تشتمل على جزيئات قطبية وهذا بالمثل حين تذوب المواد التي تشتمل على جزيئات غير قطبية مع جزيئات أخرى تشتمل على جزيئات غير قطبية. ونتيجة لهذا، فيتم سحب جزيئات المذيب كهربائيًا إلى جزيئات المذاب باستعمال قطبية مماثلة بينما يتم صد الجزيئات.[7]

تأثير الذوبان على التجوية

– أن الذوبان معرفو بأنه هو العملية التي يذوب فيها المذاب داخل الطور الغازي أو السائل أو الصلب في مذيب لتكوين محلول.
– بعض من العوامل مثل تركيز المذاب ودرجة حرارة النظام والضغط وكذلك قطبية المذاب والمذيب تكون مؤثرة على عملية الذوبان.
– تعرف التجوية بأن هي عملية تكسير أو إذابة الصخور والمعادن فوق سطح الأرض وتتسبب هذه العملية في حدوث تأكل في الصخور.
– عندما تتعرض هذه الصخور لبيئة خارجية فقد تتعرض المعادن الموجودة فيها للهجوم منخلال عملية الذوبان الكيميائي للمعادن القابلة للذوبان، ويعتبر المثل
الأبرز هو تأثير ماء المطر الذي يتحمض حين يذوب فيه ثاني أكسيد الكربون الموجود داخل الغلاف الجوي وبعد سقوطه فوق الصخور الجيرية ، يتحول المكون الأستاسي فيه وهو كربونات الكالسيوم CaCO3 إلى بيكربونات الكالسيوم وهو Ca (HCO3) أما 2 وهو قابل للذوبان داخل الماء ، و وبالتالي ، يتم إزالة هذا المكون من الصخر وبالتالي ينتج عنه عملية تآكل الصخور. [4]