بيوتات الكيمياء التعليمية - عرض مشاركة واحدة - 6- Water and Solutions الماء والمحاليل
عرض مشاركة واحدة
  #9   -->
قديم 12-11-2010, 08:40 PM
الصورة الرمزية لـ معلمة متطورة
معلمة متطورة معلمة متطورة غير متصل
مشرفة بيت المعلّم المتميز
 
تاريخ الانتساب: 05 2008
المكان: الاردن
مشاركات: 3,407
معلمة متطورة على طريق التميز و النجاح
افتراضي


عمل عاهدت نفسي على استكماله وجعله مرجعا لكل من أراد اتقان استخدام برنامج التمساح وتطويعه كأداة جاذبة للطلبة لاستيعاب مادة الكيمياء ودمج التقنية بدرسه كنوع من الارتقاء في العملية التعليمية أو جعل الحصص الصفية أكثر تشويقا ..
وآسفة لتأخري عن الموضوع .. بسبب الحالة الانتقالية لتغيير الوظائف واختلاف المهام .. .. وتحمّل المسؤوليات التي مررت بها
فكونوا معي ..

العوامل المؤثرة على الذائبية


المقدمة العلمية


• كيف يعود ثاني أكسيد الكربون إلى الجو؟
• كيف يخرج ثاني أكسيد الكربون من الجسم ؟
• كيف يسبب ثاني أكسيد الكربون الضرر للجسم؟
• هل لثاني أكسيد الكربون دورا في الأمطار الحمضية؟

الذائبية هي أكبر كمية من المذاب يمكن أن تذاب في كمية معلومة من المذيب لتكوين محلول ثابت.وقد لوحظ ان الضغط ليس له تأثير يذكرعلى ذائبية المواد الصلبة أو المحاليل السائلة في المذيبات السائلة , إنما يكون تأثيره واضحا في ذائبية الغازات في المحاليل. من الظواهر التي تثبت ما ذكرناه هو الفوران الحادث في قنينة المشروب الغازي عند فتحها. فالصودا تصنع من إذابة غاز ثاني اكسيد الكربون في الماء تحت ضغط عالي, وعند فتح القنينة سيقل الضغط الواقع على المحلول. فيبدأ غاز ثاني أكسيد الكربون الذائب والمضغوط بالانطلاق محدث هذا الفوران.
إذن .. نستخلص من ذلك أن ذائبية غاز ثاني أكسيد الكربون في الماء تعتمد طرديا على الضغط عند ثبات درجة الحرارة وهذا ببساطة يمثل قانون هنري.

بشكل عام , تؤثر الحرارة على ذائبية الغازات في المحاليل بشكل مختلف عنها في ذائبية المواد الصلبة في المحاليل, حيث أن ذائبية الغازات تقل بارتفاع درجة حرارة المحلول. مع بعض الاستثناءات , فإن ذائبية المواد الصلبة في السوائل تزداد بزيادة درجة حرارة المحلول. في بعض الحالات تكون الزيادة كبيرة جدا فمثلا، ذائبية نترات البوتاسيوم KNO3عند 25°C = 31 غم /100 غم ماء , وتصبح ذائبيته 83 غم/100 غم ماء عند 50°C. في الجانب الآخر, فهناك بعض المواد مثل ملح الطعام يظهر تغير طفيف في الذائبية مع تغير درجة الحرارة. ومثل هذه التغييرات في الذائبية عادة ما تكون مهمة لغايات تحضير وفصل وتنقية المواد بعملية
تسمى التبلور.
المواد المتبلورة تحتوي تركيبا منتظما لذراته أو أيوناته أو جزيئاته في حالته الصلبة. والقوى التي تجعل البلورة متماسكة تكوّن قوى كهروستاتيكية طبيعية. وحتى تذوب البلورات الأيونية في الماء , يجب أن تكون هناك الطاقة الكافية لجزيئات الماء لأن تحجز وتفصل الأيونات عن بعضها البعض . فقوى التجاذب الكهروستاتيكية الأيونية ( بين الشحنات الموجبة والسالبة ) في المحاليل أقل منها في الحالة الصلبة بسبب جزيئات المذيب, لذا فإن الأيونات تتحرك ولكن بقيد في المحاليل.
بشكل عام, فإن تعتبر خاصية الذوبان في المواد الأيونية مقياس معتمد للقوى الكهروستاتيكية الأيونية التي تربط البلورة معا وتجعلها متماسكة.
السوائل النقية لديها عدد من الخصائص الفيزيائية المميزة لها ( درجة انصهار, ضغط بخاري عند درجة حرارة محددة .. الخ ). والمحاليل أيضا لديها نفس هذه الخصائص ولكن بقيّم مختلفة بسبب وجود المذاب. كما وأن , التغير الملاحظ على هذه الخصائص تعتمد فقط على عدد مولات جسيمات المذاب. وهذه الخصائص تسمى
خصائص colligative. وهي الخصائص التي تعتمد على عدد الجزيئات في حجم معين من المذيب وليس على الخصائص (مثل حجم أو كتلة) من الجزيئات, ومنها نتنبأ بالتغيرات التي ستحدث إذا ما تم إضافة المذاب على كل من درجة الانصهار ودرجة الغليان والضغط البخاري والضغط الاسموزي.
إن درجة غليان المحاليل أكبر من درجة غليان المذيب النقي ,كما وأن درجة انصهار المحاليل أقل من درجة انصهار المذيب النقي . وهذه الزيادة في درجة غليان المحلول والنقصان في درجة انصهاره سيعتمد على عدد دقائق المذاب في المحلول. وكلما زادت عدد دقائق المذاب ( التركيز مثلا ) كلما ارتفعت درجة الغليان وانخفضت درجة الانصهار. وتطبيق عام لهذه الحقيقة , هي مركبات مضادات التجمد. التي عادة ما تكون سوائل عضوية تخلط مع الماء فتنخفض درجة انصهار الماء ولا يتجمد عند درجات حرارة تحت الصفر وبهذا يتحقق الغرض.
جميع المحاليل تتصف بوجود ضغط بخاري, قيمته تعتمد على درجة حرارة السائل. فمثلا, الماء يغلي عند 100°C, وهذا يعني أن الضغط البخاري للماء يساوي الضغط الجوي الذي عندها سمح لفقاعات بخار الماء الغازية لتتكون وتخرج من الحالة السائلة. في كل الظروف, يكون الضغط البخاري للمحاليل ( عند أي درجة حرارة ) أقل منه للمذيب النقي. لذا, يتوقف غليان الماء أثناء إضافة الملح, لأن المحلول الملحي لديه ضغط بخاري أقل من الماء النقي. فالمحلول المحلي سوف يبدأ في الغليان حينما تزداد درجة حرارة المحلول محدثة زيادة كافية في الضغط البخاري لتشكيل مرة أخرى الفقاعات الغازية. لاحظ أنه في هذا المثال فإن درجة غليان الماء ستزداد مع إضافة الملح. وهذا يعني أنه كلما زادت درجة غليان المحاليل قل الضغط البخاري لها , فالعلاقة عكسية.
خصائص المحاليل هذه لها علاقة أيضا بالضغط الأسموزي.
الضغط الأسموزي هي الخاصية الغير معروفة من خصائص colligative, إنما الأكثر أهمية وتأثيرا. لاحظ العلماء أن أغشية الحيوانات منفذه منتقاه للجزيئات المختلفة. ومنذ تلك اللحظة تم اكتشاف العديد من الأغشية الشبه منفذه , مثل الكلية والأمعاء وبطانة قشرة البيضة وأنسجة بعض الخضروات. الأغشية شبه المنفذة تعرّف بأنها المادة التي تسمح بمرور جزيئات من نوع واحد وتمنع مرور الأنواع الأخرى من الجزيئات أو أنها هي المادة التي تسمح بمرور المذيبات بمعدلات مختلفة. الأغشية عادة ما تسمح بمرور جزيئات المذيبات وتمنع مرور جزيئات المذاب وهذه في عالم الأدوية والأحياء تسمى الظاهرة الأسموزية والتي لها الأهمية في ايجاد علاقات ارتباط بين المساحات. فالعديد من الأغشية في الحيوانات والنباتان شبه منفذه , حيث تلعب هنا العملية الاسموزية دورا كبيرا في نقل المواد عبر جدر الخلايات في العمليات الحيوية . كما وأن الاسموزية مسؤولة تكوين البذور وانتقال العصارات في الأوعية النباتية إلى الأفرع وأوراق الشجر. والمبدأ الذي يقوم عليه حفظ الطعام بالتسكير أو التمليح يعتمد أيضا على الأسموزية.

العوامل المؤثرة على الذائبية :

الحرارة :


في الحالات التي يتم فيها امتصاص طاقة عند إذابة المواد في مذيب محدد, يكون التفاعل ماص للطاقة. هنا يسبب ارتفاع درجة حرارة المحلول زيادة في ذائبية المواد في المذيب. ولكن إن كانت عملية الذوبان طاردة للطاقة, فإن زيادة درجة الحرارة ستقلل من الذائبية.
بشكل عام ترتفع الذائبية بارتفاع درجات الحرارة. وهذه الحالة في معظم المحاليل بالرغم من أنها مغايرة مع الغازات . فذائبية الغازات تقل بارتفاع درجات الحرارة .


القطبية :

في معظم الأحوال تذوب المواد القطبية في المذيبات القطبية ولا تذوب في المذيبات الغير قطبية بقاعدة " الشبيه يذيب الشبيه" . وهكذا فالمواد الغير قطبية لا تذوب في الماء إنما تذوب في المذيبات الغير قطبية.

الضغط:

لا يؤثر تغيير الضغط على ذائبية كل من المواد الصلبة والسائلة إنما يؤثر على ذائبية الغازات على أساس قانون هنري. وينص قانون هنري أن ذائبية الغازات تتناسب طرديا مع ضغط الغاز. ويمكن التعبير عنه رياضيا بالعلاقة : p = kc
حيث أن k هو ثابت التناسب لكل غاز ( ثابت هنري ) وp هو ضغط الغاز وc هي درجة الحرارة
فزيادة الضغط على الغازات تسبب تداخل كبير ما بين الغازات والمذيب فتزداد الذائبية .
وكتطبيق عملي على هذه العلاقة هو ما نراه من فقاعات غازية متصاعدة من المشروبات الغازية عند فتحها لأننا نكون قد قللنا الضغط داخل القنينة , فتسببت بتقليل ذائبية الغازات فيها , فتخرج على هيئة فقاعات غازية.


حجم الحبيبات

كلما زاد حجم الحبيبات كلما كان من الصعوبة على جزيئات المذيب أن يحيط بالجزيئات الكبيرة. وبالتالي " فإن كانت درجة الحرارة والضغط واحدة لمحلولين له نفس القطبية , فإن المحلول الذي يكون فيه حجم حبيبات المذاب أقل هو الأكثر ذائبية مما لو كانت الجزيئات أكبر "

التحريك تزيد من سرعة الاذابة:

التحريك لا أثر له على ذائبية المواد, ولكن معظمنا يعلم أننا إذا وضعنا السكر في الشاي ولم نقوم بالتحريك فإنه لن يذوب. ولكن لو تركنا فنجان الشاي لمدة معينة فإن السكر سيذوب. فعملية التحريك فقط تعمل على تسريع عملية الذوبان.


التجارب المتعلقة بهذا الموضوع في برنامج التمساح .. كما ونرحب بالاطلاع على تصميم تجارب مبتكرة قام بها كل من تدرب على البرنامج

- الذائبية ودرجة الحرارة
- ذوبان السكر
- ذوبان ثاني أكسيد الكربون

يتبع ..
__________________
(وَأَن لَّيْسَ لِلْإِنسَـٰنِ إِلَّا مَا سَعَىٰ ﴿٣٩﴾ وَأَنَّ سَعْيَهُۥ سَوْفَ يُرَىٰ ﴿٤٠﴾ ثُمَّ يُجْزَىٰهُ ٱلْجَزَآءَ ٱلْأَوْفَىٰ ﴿٤١﴾ وَأَنَّ إِلَىٰ رَبِّكَ ٱلْمُنتَهَىٰ ﴿٤٢﴾ )سورة النجم



"ان المستقبل ملك لأولئك الذين يؤمنون باحلامهم".
"The future belongs to those who believe in their dreams."
جورج برنارد شو
رد مع اقتباس