ماذا يتكون عند ذوبان كمية قليلة من أحد الغازات في كمية أكبر من غاز آخر

ماذا يتكون عند ذوبان كمية قليلة من أحد الغازات في كمية أكبر من غاز آخر

يتكون عند ذوبان كمية قليلة من أحد الغازات في كمية أكبر من غاز آخر المحاليل الغازية.

يطلق على هذه المحاليل اسم محاليل (غاز – غاز) كون شكل كلا المادتين اللتين تشكل منهما المحلول المتجانس بهيئة الغاز، وتعتبر محاليل الغاز من أكثر المحاليل التي نصادفها في حياتنا اليومية ومن أبرز أمثلتها ما نستنشق من الهواء، وأكثر الغازات انتشاراً في عالمنا هو غاز الذي النيتروجين الذي يشكل لوحده ما نسبته 78 بالمائة من إجمالي الهواء الجاف لذا؛ يعد من الغازات المذيبة بينما بقية أنواع الغازات هي غازات مذابة لأنها الأقل. [1]

امثلة على المحاليل الغازية

• محاليل الغاز في الغاز
• مَحاليل الغَاز في السائل.

تعتبر المحاليل الغازية الأقل انتشاراً أو ملاحظةً في الحياة اليومية بالنسبة لبقية أنواع المحاليل الأخرى، لكن هذه القاعدة ليست مطلقة بحسب اتجاه الإذابة “نسب الغازات المذيبة والمذابة” في المحاليل:

محاليل الغاز في الغاز: وهي كثيرة نذكر أبرزها بما يلي:

• ما نتنفس من الهواء: وهو عبارة عن غاز الأكسجين الذائب في غاز النيتروجين.
• الغازات الطبيعية: وهي كثيرة كغاز الميثان الذي نستخدمه في المواقد والأفران المنزلية.

مَحاليل الغَاز في السائل: وهي الأقل شيوعاً لكن بعضها شديد الشهرة وبمتناول الأيدي مثل أي من لأصناف التالية:

• المشروبات الغازية: كـ (الكوكاكولا والبيبسي) وأصناف الصودا والمحاليل التي تتشكل من اتحاد جزيئات ثاني أكسيد الكربون بجزيئات الماء.
• المسطحات المائية: حيث يذوب غاز الأكسجين في الماء لدعم الحيوية، ومن أمثلتها في المنازل أحواض السمك التي تعمل أجهزة ضخ الأكسجين إلى الماء بتشكيل خليط الغاز المائي الذي نتحدث عنه. [2]

كيف نحصل على المحلول

نحصل على المحاليل بخلط مادتين أو أكثر حتى تتجانسا بنطاق مجهري كعملية فيزيائية.

لا تعتبر عملية تكوين المحلول من العناصر المذابة والمذيبة من التفاعلات الكيميائية؛ بل هي عملية فيزيائية تُجمع خلالها المواد القابلة للانحلال، وتتشكل هذه المحاليل عموماً بمرحلة واحدة مهما كانت نسب المواد أثناء خلطها حتى تتشكل المادة الغير قابلة للانفصال “المحلول”، حيث تتراكم جزيئات العنصر المذاب فوق جزيئات العنصر، وإذا تشكل كم الخليط سائل فتسمى عملية الترطيب أما في حال تشكل الصلب فهي تصليب أما الغاز فهي تبخير.

والمحاليل من حيث المبدأ هي عبارة عن خليط متجانس يتألف من مادة مُذيبة “وتسمى بيئة أو وسط الذوبان” وهو المكون الأكبر في العدد أو الكمية، وأخرى مُذابة “وهي المادة الاقل التي تجانست مع تركيبة المادة المذيبة”، ولا يشترط أن تكون المحاليل بصنفين فقط بل يمكن أن تكون بعدد غير محدود من المواد الصلبة أو السائلة أو الغازية، كما أنها لا تقصر على شكل محدد للمادة. [3]

أنواع المحاليل

• غاز – غاز
• غاز – صلب
• غاز – سائل
• سائل – سائل
• سائل – غاز
• سائل – صلب
• صلب – سائل
• صلب – صلب
• غاز – صلب.

إنّ الحالات الأساسية من المحاليل تتوزع بين ثلاثة أشكال رئيسية (سائلة – صلبة – غازية)، ولكنها مختلفة الأنواع بحسب ماهية العناصر المذيبة والمذابة وخصائصها، ليتم تقسيمها إلى تسعة محاليل كالتالي: [4]

خصائص المحاليل

• آلية تشكل المحاليل.
• تجانس المحاليل.
• عدم نفوذ الأشعة.
• عناصر المحاليل غير مرئية.
• مراحل الانحلال وحالته.

للمحاليل خصائص كثيرة تجعلها مواد مثيرة للاهتمام لدى البشر، كون معظم المحاليل لها وظائف مميزة لا يمكن الاستغناء عنها، ومن أبرز خصائص المحاليل باتفاق أهل الخبرة ما يلي:

آلية تشكل المحاليل: جميعها يمثل خليط متجانس من انحلال مادة أو مادتين فما فوق في مواد أخرى.

تجانس المحاليل: في حال ذابت مادة بمادة أخرى ستتجانس مع تركيبتها ولا يمكن فصلهما بالترشيح أو الطرق أو التبخير.

عدم نفوذ الأشعة: المحاليل أو المخاليط لا تسمح بمرور عبرها.

عناصر المحاليل غير مرئية: لا يمكن مشاهدة جزيئات المادة المذابة ضمن المادة المذيبة داخل المحلول بالعين المجردة.

مراحل الانحلال وحالته: المحاليل مرحلة تفاعل مستقرة وتتم مرة واحدة فقط. [5]

العوامل المؤثرة في الذوبان

• الحرارة
• السطح.
• التحريك.

كثيرة هي العوامل التي تؤثر في معدل الذوبان، لكن يعتبر ما يلي من العوامل الرئيسية في هذا التأثير، وهي:

الحرارة: وهو عامل مؤثر خاص بالمذابات في الحالة الصّلبة، فارتفاع درجة حرارة الوسط المذيب ستفضي لرفع معدل الذوبان، لأن جزيئات المادّة المذابة ستتحرك بتوتر سريع حتى تقترب من جزيئات المادة المذيبة، وهو ما يساهم بجعل الحرارة عامل مسرع لذوبان الأجسام الصلبة، أما بالنسبة للغازات فأثرها عكسي يقلل من الذوبان ويزيد من اكتسابها الطاقة.

السطح: فإذابة الصلب في السائل تزيد معدّل الذوبان لأن مستوى التلامس السطحي أكبر بين جزيئات السائل والصلب مما يزيد معدل الإذابة، كذوبان السكر في الماء.

الحركة: حركة الخلط تزيد من سرعة ومعدل الذوبان لزيادة مستوى الاتصال، كتحريك مسحوق المشروبات الساخنة بالماء الساخن. [6]

ميساء تقلا