محتويات
تعريف المحلول المشبع
هو عبارة عن المحلول الذي يحتوي على أقصى كمية من المذاب .
تعريف المحلول المشبع Saturated Solution، هو عبارة عن المحلول الذي يحتوي على أقصى كمية من المذاب، الذي يتعرض للذوبان وفقاً للحالة الموجود عليها المحلول أو المذيب في درجات حرارة معينة، أما عن حالة التشبع فهي المرحلة التي يتم فيها إضافة كميات كبيرة من المذاب، لكن دون حدوث ذوبان.
يؤدي استخدام المزيد من المادة المذابة إلى تكون غاز أو مادة صلبة، وبالتالي يسمى حينها محلول مشبع بشكل كبير أو فوق المشبع.
بمعنى أخر يمكن تعريف المحلول المشبع بأنه المحلول الذي يتم تحضيره من خلال إضافة المادة المذابة، حتى الوصول لمرحلة عدم الذوبان أي التشبع، وصولاً إلى تكوين رواسب صلبة مثل البلورات أو إطلاق الغاز، حينها يصبح المحلول مشبع للغاية أو فوق المشبع. [1] [2]
خطوات تحضير محلول مشبع
- في وعاء مملوء من الماء، قم بإضافة السكر.
- ثم ابدأ في تحريك المحلول، وبالتالي سيذوب السكر المضاف إليه.
- كلما اضفت المزيد من السكر للماء، كلما قلت كميته واختفت القدرة على تحريكه وإذابته.
- وبالتالي حينها تزداد كمية السكر ويتوقف عن الذوبان.
- الآن لديك محلول مشبع بعد ترسب كمية السكر الأخيرة، في قاع وعاء الماء.
أنواع التشبع بالصور
- المحلول المشبع Saturated Solution.
- المحلول غير المشبع Unsaturated Solution.
- محلول مشبع للغاية أو فوق المشبع Supersaturated Solution.
بعد أن وضحنا تعريف المحلول المشبع وطريقة تحضيره، نوضح أنواع التشبع الثلاثة والفرق بينهما وأمثلة على كل نوع.
المحلول المشبع Saturated Solution: المحلول الذي يحتوي على أقصى كمية من المذاب، الذي يتعرض للذوبان وفقاً للحالة الموجود عليها المحلول، وفي النهاية تترسب ولا تذوب، من الأمثلة على المحاليل المتشبعة، المياه الغازية.
المحلول غير المشبع Unsaturated Solution: هو المحلول الذي يذوب فيه الكثير من العناصر والمواد المذابة، دون الوصول لمرحلة تكون مادة صلبة أو غاز، من الأمثلة على المحاليل غير المشبعة كلوريد الصوديوم NaCl في الماء.
محلول مشبع للغاية أو فوق المشبع Supersaturated Solution: هو المحلول الذي يحتوي على مواد مذابة ويتحول في النهاية، مع إضافة الكثير من المذاب إلى حالات صلبة، من الأمثلة على المحاليل فائقة التشبع هي إذابة السكر في محلول مشبع باستخدام الحرارة. [2]
يمكن تحويل المحلول المشبع إلى محلول فوق مشبع عن طريق
عن طريق تسخين المحلول المشبع حتى الغليان، ثم إضافة المزيد من المادة المذابة ثم تبريده.
بعد أن وضحنا تعريف المحلول المشبع، نذكر أن المحلول المشبع يمكن تحويله بسهولة إلى محلول فائق التشبع، بالخطوات التي ذكرناها التسخين، إضافة المذاب، ثم التبريد بشكل لطيف.
وبالتالي تحدث عملية تبلور للمادة المذابة الزائدة، التي تمت إضافتها إلى المحلول المشبع Saturated Solution.
الجدير ذكره أن الطريقة الأكثر شهرة في الحصول على محاليل فوق أو فائقة التشبع، هي طريقة التبريد، لكن بجانبها يوجد الكثير من الطرق الأخرى، التي يمكن تحويل المحلول المشبع إلى محلول فوق مشبع من خلالها، على سبيل المثال:
- تبخير المواد المذيبة.
- التغير في مكونات المذيب جراء التفاعل الكيميائي.
- الاختلاف في مستويات الحموضة.
- الاختلافات في درجات الحرارة. [3]
ما العوامل المؤثرة في سرعة الذوبان
- درجة الحرارة.
- معدل التبلور.
- معدل الذوبان الصافي.
- التغير في الضغط، درجة الحرارة ومستويات تركيز المذاب.
- التركيب الكيميائي للمذيب والمذاب.
درجة الحرارة: من العوامل المؤثرة في سرعة الذوبان، درجات الحرارة التي كلما ارتفعت وزادت، كلما زادت قدرة ذوبان المحاليل الأيونية، ما عدا المحاليل المختلطة المكونة من أيونات مركبة.
معدل التبلور: معدل التبلور من العوالم المؤثرة في سرعة الذوبان، وهي المتعلقة بالكمية المتبقية من المذاب على سطح البلورات المكونة نتيجة لتشبع المحلول.
معدل الذوبان الصافي: تقليب المحلول باستمرار، يمنع تراكم المذاب أو المادة المذابة، وبالتالي في النهاية تحصل على معدل ذوبان صافي.
التغير في الضغط، درجة الحرارة ومستويات تركيز المذاب: التغيرات التي تحدث في درجات الحرارة، مستويات الضغط والتركيز، هي عوامل بناءً عليها يتم تحديد معدل التوازن في المحاليل، ذلك وفقاً لقانون لوشاتيليه فيما يتعلق بالتوازن الكيميائي، كما إن ارتفاع معدلات الضغط التي يتعرض إليها المذاب، هي الطريقة الشائعة لإذابة الغازات وتحويلها إلى سوائل.
التركيب الكيميائي للمذيب والمذاب: التكوين الكيميائي للمذيب والمذاب، بجانب عناصر كيميائية أخرى، تؤثر على قابلية الذوبان، حيث السكر قابل للذوبان أكثر من الملح في الماء، أيضاً الماء والإيثانول يذوبان بشكل كامل مع بعضهم البعض. [2]
أمثلة على المحلول المشبع في الحياة اليومية
- المشروبات الغازية.
- وصفات الطبخ والاغراض المنزلية.
- التربة.
- الشوكولاتة والحليب.
- الملح والزيت أو الزبدة.
- السكر والشاي أو القهوة.
- الخل والسكر.
المشروبات الغازية: لقد تعرفنا خلال السطور السابقة على تعريف المحلول المشبع، في علم الكيمياء، ومن الأمثلة على المحلول المشبع في الحياة اليومية المياه الغازية، الماء هنا يكون مذيباً والكربون هو مادة المذاب، وصولاً إلى نقطة التشبع، عند التعرض إلى الضغط يتحول الكربون إلى فقاعات.
وصفات الطبخ والأغراض المنزلية: الكثير من وصفات الطهي، تحتوي على طرق لإذابة السكر والملح في الماء، واستخدامه في صنع الطعام، بجانب الأغراض المنزلية الأخرى، تتحكم درجة الحرارة في مستوى الذوبان، حيث كلما ارتفعت، زادت قابلية الذوبان، مع تكوين طبقة مرئية فوق سطح المذيب.
التربة: التربة من أكثر الأمثلة على المحاليل المشبعة في الحياة اليومية، تتكون تربة كوكب الأرض من خليط مشبع من النتروجين، والذي يتحول الكميات الزائدة منه عند الوصول إلى درجة التشبع إلى غاز في الهواء.
الشوكولاتة والحليب: تعريف المحلول المشبع لا يتوقف فقط على المكونات والعناصر الكيميائية من المذاب والمذيب، لكن أيضاً مكونات الطعام والمشروبات، عند إضافة بودرة الشوكولاتة إلى الحليب، ثم تحريكها تذوب البودرة وهي المذاب في الحليب وهو المذيب، وبالتالي يتكون محلولاً مشبعاً.
الملح والزيت أو الزبدة: إضافة الملح إلى الزبدة المذابة أو الزيت، عند المستوى الذي تتوقف فيه حبيبات الملح عن الذوبان، حينها يتكون محلول مشبع.
السكر والشاي أو القهوة: عند إضافة السكر على مشروبات القهوة والشاي، يتكون محلولاً مشبعاً، في حالة توقف السكر وهو المذاب عن الذوبان في المذيب وهم في هذه الحالة القهوة والشاي، عند إذابة السكر في الشاي أو القهوة وهم في الحالة الساخنة، ترتفع قابلية الذوبان، مقارنة بعملية الإذابة في درجات الحرارة الباردة.
الخل والسكر: من المكونات التي تشكل مذيب ومذاب جيد، لتكوين محلول مشبع هم الخل والسكر.
أشياء لا يمكن الحصول منها على محلول مشبع
إذا لم يكن هناك مادة تذوب في الأخرى لا يمكن الحصول على محلولاً مشبعاً.
لتكوين المحاليل المشبعة يجب أن يكون هناك مادة مذيبة ومادة مذابة، مادة مذيبة مثل الماء أو الخل، ومادة مذابة مثل السكر، الملح، لكن خلط الزيت والماء أو الملح والفلفل، لا يمكن أن نحصل من مزجهم على محلولاً مشبعاً.
في الختام، نكون قد قدمنا تقريراً وافياً عن تعريف المحلول المشبع، بجانب أنواع التشبع وأمثلة على كل منهم، بجانب التطبيقات الفعلية للمحاليل المشبعة في الحياة، وليس علم الكيمياء فقط. [3] [4]
