ثالث ثانـ ـ ـ ـ ـوي .. دخلوا !!!!

[الشيخة نور]

بليــــــــــــــــــــــــــــز اللي عنده بحث عن أنواع المحاليل لصف ثالث ثانوي ...

بليــــــــــــــــــــــــــــز لا تبخلون علي ابيه ضروري لباجر ...

وتخيلوا نفسكم مكاني بتروح 10 درجات ....

 

تحياتي:

[Mr_6a7n00n]

عندي عن الأشعه النووية ..

تبيييه ؟؟

[مهدي تاون]

يمكـــن هذا المطلوب .. ما ادري مو متأكد ..

 

----------

 

المحاليل المنظمة

تعريف المحلول المنظّم: هي محاليل تتغيّر قيمة الرقم الهيدروجيني لها تغيراً طفيفاً عند إضافة حمض أو قاعدة إليها بكميات قليلة.

(أي أنها تقاوم التغيرات في قيمة PH لها عند إضافة حمض أو قاعدة إليها )

ممّ يتكوّن المحلول المنظّم : يتكوّن من :

1- حمض ضعيف وقاعدته المرافقة (ملح الحمض)

أو

2- قاعدة ضعيفة وحمضها المرافق (ملح القاعدة)

أمثلة لمحاليل منظمّة :

(CH3COOH ،CH3COO-) (NH3 ، NH4Cl) (HCN ، NaCN)

(HNO2 ، KNO2) (H2CO3 ، NaHCO3) (HClO ،ClO-)

كيف يعمل المحلول المنظم ؟

لندرس أولاً محلولاً منظماً مكوّن من حمض ضعيف وقاعدته المرافقة (مِلْحُه الصوديومي أو البوتاسي)

مثال :

إذا كان لديك وعاء يحتوي حمض الإيثانويك وملح إيثانوات الصوديوم فهذا يعني أن لدينا محلولاً منظماً (من الحمض الضعيف وملحه).

 

المحلول المنظم

معادلة تأين الحمض CH3COOH + H2O - +CH3COO H3O+I

معادلة تأين القاعدة CH3COO -Na+CH3COO- + Na+i

الحالة الأولى: دراسة أثر إضافة حمض HCl إلى المحلول المنظم:

1- إضافة HCl يعني إضافة H+ وبالتالي زيادة تركيز +H3O في المحلول فيختل الاتزان.

2- وفقاً لمبدأ لونشاتلييه سينزاح التفاعل (1) نحو اليسار بتفاعل +H3O الزائدة مع - CH3COO

3- نتيجة انزياح التفاعل (1) نحو اليسار سيزول تقريباً أثر الزيادة في تركيز +H3O الناتجة من إضافة الحمض HCl وبالتالي تبقى قيمة PH للمحلول ثابتة تقريباً.

الحالة الثانية: دراسة أثر إضافة قاعدة NaOH إلى المحلول المنظم:

1- إضافة قاعدة NaOH يعني إضافة OH- والتي تتفاعل مع +H3O في المحلول فيختل الاتزان.

2- وفقاً لمبدأ لوتشاتلييه سينزاح التفاعل (1) نحو اليمين بتفكك المزيد من CH3COOH فيتم تعويض النقص في +H3O فيبقى تركيزها ثابتاً تقريباً، وبالتالي تبقى قيمة PH للمحلول ثابتة تقريباً.

والآن لندرس محلولاً منظماً مكوّن من قاعدة ضعيفة وحمضها المرافق (مِلحُه):

مثال: إذا كان لديك وعاء يحتوي على NH3 وملح NH4Cl. وهذا يعني أن لدينا محلولاً منظماً (من القاعدة الضعيفة وملحه).

المحلول المنظم NH3 + H2O NH4+ + OH-i

NH4ClNH4+ + Cl-

الحالة الأولى: دراسة أثر إضافة حمض HCl إلى المحلول المنظم:

1- إضافة حمض HCl تعني إضافة H+ والتي ستتفاعل مع OH- فيختل الاتزان في التفاعل (1).

2- وفقاً لمبدأ لوتشاتلييه، سينزاح التفاعل (1) نحو اليمين بتأين المزيد من NH3، لتعويض النقص في OH- فيبقى تركيز OH- ثابتاً تقريباً وبالتالي قيمة PH ثابتة تقريباً.

الحالة الثانية : دراسة أثر إضافة قاعدة NaOH إلى المحلول المنظم :

1- إضافة NaOH تعني إضافة OH- وهذا يعني زيادة في تركيز OH- في المحلول فيختل الاتزان.

2- وفقاً لمبدأ لوتشاتلييه، سينزاح التفاعل (1) نحو اليسار للتخلص من OH- الزائدة من إضافة القاعدة. وبالتالي تبقى قيمة PH ثابتة تقريباً.

ملحوظة من المثالين السابقين :

1- أن المحلول المنظم يتكوّن من حمض ضعيف وملحه أو قاعدة ضعيفة وملحها.

2- المحلول المنظم يقاوم التغير في قيمة PH عند إضافة حمض أو قاعدة لهذا المحلول بكميات قليلة.

أهمية المحلول المنظم :

يتطلب الكثير من العمليات الكيمائية والحيوية أن لا تتغير قيمة PH لوسط التفاعل كثيراً.بل تبقى قريبة من قيمة معينة. ومثال ذلك أن الدم في جسم الإنسان لا يمكن أن يقوم بوظيفة نقل الأكسجين إلى الخلايا إلاّ أن تكون قيمة PHه = ه7.4 وللمحاليل المنظمة أهمية فمثلاً:

أ- أن الأنزيمات تحتاج لوسط تكون فيه قيمة PH ثابتة تقريباً لتعمل بنشاط.

ب- معالجة التربة لنمو المحاصيل المختلفة.

 

 

 

 

[غزلان البراري]

المحاليل عبارة عن مخاليط متجانسة ، تصنف غالبا طبقا لحالتها الفيزيائية ، فهنالك المحاليل الغازية و الصلبة و السائلة . ويعتبر الهواء الجوي ( خليط متجانس من غازات لا تتفاعل كيميائيا مع بعضها ) . كما ان مياه البحر ( بما تحويه من املاح ذائبة) تعتبر مثالا للحالة السائلة. كذلك فان العملات المعدنية الفضية ( و هي عبارة عن سبيكة نحاس ذائب في فضة بصورة متجانسة ) تعتبر مثالا للمحلول الصلب .

 

انواع المحاليل :

 

يعبر المحلول بانه مخلوط متجانس مكون من مركبتين او اكثر لا يحدث بينهما تفاعل كيميائي ، و المركبة الموجودة بوفرة في المحلول تسمى " مذيب" solvent ، و المركبة الموجودة بقلة في المحلول تسمى مذاب "solute" .

توجد المحاليل في أي من حالات المادة الثلاث : غازية ، سائلة، او صلبة و يمكن القول انه يوجد تسعة محاليل :

1- محلول غاز – غاز (مثل : الهواء الجوي – محلول غازي )

2- محلول سائل _ غاز (مثل بخار الماء – محلول غازي )

3- محلول صلب – غاز ( مثل الدخان – محلول غازي)

4- محلول غاز – سائل ( مثل المياه الغازية – محلول سائل)

5- محلول سائل – سائل ( مثل محلول الكحول – ماء – محلول سائل )

6- محلول صلب – سائل ( مثل محلول السكر – ماء محلول سائل )

7- محلول غاز – صلب ( مثل صخور البخور – محلول صلب )

8- محلول سائل – صلب ( مثل الهلاميات – محلول صلب )

9- محلول صلب – صلب ( مثل السبائك – محلول صلب )

في محاليل ( غاز- غاز) و (سائل- غاز) و (صلب – غاز)، نشير الى الغاز على انه المذيب و المكون الاخر و المذاب و هكذا في باقي المحاليل . على انه من الصعب التمييز في المحاليل السائلة بين المذيب و المذاب ، و لكن عادة يطلق على المادة الاكثر من حيث النسبة " المذيب" و الاقل " المذاب " و لكن يمكن تبادل التعريف فيما بينهما ، حينما يكون ذلك ملائما مثلا في محاليل حمض الكبريتيك في الماء فقد يشار اليه احيانا على انه المذاب و الى الماء بانه المذيب حتى لو كانت جزيئات الماء موجودة بكمية اقل .

 

 

تكوين المحاليل :

يتكون المحلول من مادتين – مثلا – عندما تنتشر احداهما بانتظام خلال الاخرى ، فنجد ان الغازات تمتزج مع بعضها باي نسب و ينتج عن ذلك الامتزاج تكون محلول متجانس تماما و يرجع ذلك الا ان جزيئات الغاز متباعدة و حركتها سريعة و قابلية انتشارها كبيرة . و تنطبق جميع قوانين الغازات على محاليل الغازات ، حيث تتبع سرعة انتشار الغازات قانون جراهام كما ان الضغط الكلي للمحلول الغازي يتبع قانون دالتون للضغوط الجزيئية .

و تتكون المحاليل السائلة باذابة غتز في سائل او صلب في سائل او سائل في سائل اخر . و بعض المواد مثل السكر او الملح تذوب بسرعة و سهولة في الماء و بعضها لا يذوب الا بنسبة قليلة كالايثر و غاز ثاني اكسيد الكربون ، و تعرف بانها شحيحة الاذابة او قليلة الاذابة ، و البعض الاخر لا يذوب في الماء كالدهنيات التي يمكن اذابتها في سوائل اخرى مثل الكحول ، و تعتمد قابلية الاذابة على طبيعة المذاب و طبيعة المذيب بصفة اساسية .

و المحاليل الصلبة ذات اهمية عملية كبيرة نظرا لانها تكون جزءا كبيرا من طائفة المواد المعروفة بالسبائك (alloys) .

و السبيكة عبارة عن اتحاد عنصرين او اكثر لها خواص فلزية فالفضة الاسترلينية عبارة عن سبيكة مكونة من محلول صلب لنحاس في فضة .

 

 

طبيعة المحاليل :

يوجد حد معين من كمية المادة التي تذوب في مذيب معين . و ان اذابة مادة في مذيب معين عند درجة حرارة محددة هي اقصى كمية من مذاب ، يمكن ان تذوب في كمية محددة من مذيب لكي ينتج نظام ثابت .

و يوصف المحلول الذي يحتوي على كمية قليلة من المذاب بالمحلول المخفف بينما يعرف المحلول الذي يحتوي على كمية اكبر من المذاب بالمحلول المركز .

و عامة يوصف المحلول المخفف بانه ذلك المحلول الذ يمكنه اذابة المزيد من المذاب عند درجة حرارة معينة .

و يعرف المحلول المشبع على انه ذلك المحلول الذي لا يقبل اذابة المزيد من المذاب عند درجة الحرارة و الضغط المعين .

كما تعرف الاذابة لماة ما في مذيب معين عند ضغط و درجة حرارة معينة ، بانها الكمية القصوى من المذا التي تذوب في كمية محددة من المذيب لتكون محلولا مستقرا و في هذه الحالة يوجد اتزان بين المذاب الصلب و المذاب الذائب في المحلول ، و عند الاتزان يتساوى معدل اذابة او دخول الجسيمات للمذاب في المحلول و مع معدل انفصال او تبلور المذاب من المحلول .

و قد يحتوي المحلول على كمية من المذاب عند درجة حرارة و ضغط معينين ، تفوق ما قد يمكن للمذيب اذابته في الظروف العادية و تسمى هذه المحاليل بالمحاليل فوق المشبعة .

و تعتبر هذه المحاليل غير ثابتة اذ انها لا تبقى على هذه الحال بل تلفظ الكمية الزائدة من المذاب معطية محلول مشبع ( ثابتا ) . و اذا احتوى المحلول على كمية من المذاب اقل من الكمية اللازمة للتشبع عند درجة حرارة و ضغط معينين فانه يعرف بالمحلول غير المشبع ، و هنا يمكن القول ان الاذابة الذائبية تحت ظروف معينة من الضغط و الحرارة و ما هي الا تركيز المحلول عند حالة التشبع .

 

انثالبي الاذابة Enthalpy of Solubility :

هو عبارة عن التغير في الانثالبي المصاحب لعملية يذوب فيها مذاب في مذيب . و تعتمد قيمة انثالبي الاذابة ( معبرا بوحدة KJ لكل مول من المذاب ) على التركيز النهائي للمحلول .

و يكون انثالبي الاذابة ثابت تقريبا في حالة المحلول المخفف .

و التغيير الملاحظ في الانثالبي عندما يحضر محلول عبارة عن محصلة الطاقة اللازمة لكسر روابط كيميائية او تجاذبات معينة بعيدا عن بعضها البعض فمثلا يمكن اعتبار انثالبي الاذابة الخاص لتحضير محلول معين من KCl في الماء بانه مجموع تغييرين في الانثالبي و يمكن التعبير عنهما في الخطوتين التاليتين :

1- الطاقة اللازمة لكسر التركيب البلوري لبلورة KCl الى ايونات منفصلة بعيدا عن بعضها البعض ، و تكوين ايونات في الحالة الغازية ( و هي عبارةطاقة الشكل البلوري "Lattice energy " مع تغيير الاشارة و التي تعبر عنها المعادلة (1).

2- انثالبي هيدرة KCl و هي الطاقة المنبعثة عندما تتميه الايونات الغازية و التي تعبر عنها المعادلة (2) .

و هكذا بجمع المعادلتين تكون العملية الكلية ماصة للحرارة و تكون اشارة انثالبي الاذابة موجبة كما هو في المعادلة (1) و (2) لينتج (3) .

 

و هناك بعض الحالات يكون انثالبي الاذابة لها سالبا و ذلك لانه انطلقت كمية من الطاقة عتد هيدرة المذاب اكبر من تلك اللازمة لفصل اجزاء الشبكة البلورية بعيدا عن بعضها البعض و مثال ذلك انثالبي الاذابة الخاص بتحضير محلول من AgF في الماء ، و الذي يعبر عنه بالمعادلة (4) و (5) لتكون المحصلة المعادلة (6).

 

و العوامل التي تؤدي الى قيمة موجبة عالية بالنسبة للخطوة الاولى ( شحنات ايونية عالية ، و ايونات صغيرة ) تؤدي ايضا الى قيمة سالبة كبيرة بالنسبىة للخطوة الثانية . و تبعا لذلك فان القيم بالنسبة للخطوتين (مع اهمال الاشارة ) تكون عادة متقاربة عدديا و تكون قيمة انثالبي الاذابة نفسه اقل بكثير من أي من القيمتين .

و اذا استخدم مذيب اخر غير الماء مثل الكحول فانه يمكن اجراء النوع نفسه من التحليل و تعرف القيم للخطوة الثانية بانثالبي الاستذواب (Enthalpy of Solvation) .

و هناك عدة اعتبارات لاذابة مواد غير ايونية حيث ملاحظ ان قيم طاقات الشكل البلوري لا تكون كبيرة للبلورات الجزيئية مثل تلك الخاصة بالبلورات الايونية ، فالقوى التي تمسك البلورات الجزيئية معا ، كمان طاقات الاستذواب بالنسبة لتلك المواد غير الايونية تكون ايضا منخفضة .

و المواد الجزيئية التي تذوب في مذيبات غير قطبية دون حدوث تاين لها و دون تعاملات متبادلة و يكون انثالبي الذوبان ماصا للحرارة و له تقريبا المقدار نفسه الخاص بانثالبي انصهار المذاب .

 

محاليل الغازات في السوائل

تذوب الغازات بدرجات متفاوتة في السوائل مكونة محاليل حقيقية و تقسم الغازات –حسب درجة ذوبانها في السوائل – الى قسمين و هما :

1-غازات تامة الاذابة

 

و هي تلك الغازات التي تذوب في السوائل و تمتزج معا امتزاجا تاما ، و بجميع النسب ، نتيجة حدوث تفاعل كيميائي بينها ، و من امثلتها تلك الغازات التي تتفاعل مع الماء مثل النشادر و كلوريد الهيدروجين و ثاني اكسيد الكبريت ، فهي لا تكون محاليل حقيقية من الغازات في السوائل بسبب تكوينها لمركبات مع الماء كما هو مبين في الملف المرفق.

 

 

2_غازات شحيحة الاذابة

 

و هي تلك الغازات التي تذوب بقلة او جزئيا في السوائل دون حدوث تفاعل كيميائي مكونة محاليل حقيقية ، حيث لا يحتوي المحلول على قدر كبير من الغاز بل و يمكن طرد الغاز كلية من المحلول ، اما برفع درجة الحرارة و اما بتخفيف الضغط عن المحلول . و من امقثلة ذلك الغازات التي تكون محلولا حقيقيا في الماء : غازي الاكسيجين و النيتروجين ، فهما يذوبان فيه بقلة و لا يتفاعلان مع الماء بل و يمكن طردهما تماما من المحلول .

 

العوامل المؤثرة في اذابة الغازات في السوائل

تعتمد اذابة الغازات شحيحة الذوبان على التالي :

1-طبيعة الغاز و السائل

طبيعة الغاز :

هناك غازات تذوب في سائل و لا تذوب في اخر او تذوب بقلة مثلا HCl يذوب تماما في الماء بينما الاكسجين يذوب بقلة في الماء .

 

ب- طبيعة السائل

نجد ان هناك غازات تذوب في سائل معين في حين انها لا تذوب في سوائل اخرى لاحظ الجدول التالي المبين لقيم اذابة بعض الغازات في السوائل و تاثرها بدرجة الحرارة حيث يلاحظ زيادة الاذابة بارتفاع نقطة غليان العنصر الخامل و ان قيمة اذابة البنزين تفوق الماء بسبب التشابه في القوى بين جزيئات البنزين و جزيئات الغاز الخاملة كما في الجدول (1)

 

 

 

درجة الحرارة:

تؤثر درجة الحرارة بشكل كبير على اذابة الغازات في السوائل ، فنجد ان اذابة الغازات تقل في الماء عادة كلما ارتفعت درجة حرارة المحلول اذ ان الفقاقيع الدقيقة التي تتكون عندما يسخن الماء انماترجع الى ان الهواء المذاب يصبح اقل اذابة عند درجات حرارة اعلى .

ان حجما واحدا من الماء يمتص عند درجة حرارة صفر مئوي نحو 0.049 حجما من غاز الاكسجين تحت ضغط واحد جوي ، بينما يمتص الحجم نفسه من الماء عند 25 م نحو 0.024حجما من غاز الاكسجين تحت ضغط واحد جوي . و يوضح الجدول التالي مدى تاثير درجة الحرارة على اذابة الغازات في السوائل بشرط ان تكون اذابة هذه الغازات ضعيفة او متوسطة .

 

لاحظ الجدول (2).

 

 

الضغط

تزداد اذابة جميع الغازات كلما ازداد الضغط الجزئي للغاز ، فوق المحلول . و من اكثر الامثلة الفة عن هذه الظاهرة يوجد في المشروبات الغازية المشبعة بغاز CO2 و هي عبارة عن محاليل لهذا الغاز في مذيب سائل . حيث يعتمد تركيز الغاز الموجود في المشروبات الغازية على الضغط الجزئي ل CO2 و عندما تفتح الزجاجة فان ضغط الغاز فوق المحلول يهبط و عليه تقل اذابته حيث تتكون فقاقيع من ثاني اكسيد الكربون و تهرب من المشروب .

و للضغط تاثير على اذابة الغازات في السوائل و يوضح قانون هنري العلاقة بين كمية الغاز الذائب و ضغطه عند ثبوت درجة الحرارة .

و ينص قاون هنري على انه:

" عند درجة حرارة ثابتة ، فان كمية الغاز المذابة في كمية معينة من المذيب تتناسب طرديا مع ضغط الغاز فوق المحلول "

او : " تتناسب كتلة الغاز المذاب في قدر معين من السائل عند ثبوت درجة الحرارة ، تناسبا طرديا مع ضغط الغاز الواقع على سطح السائل

و يمكن صياغة القانون بالمعادلة :

Cg = K Pg

حيث Cg = تركيز الغاز في المحلول

=Pg الضغط الجزئي للغاز فوق المحلول

K = ثابت يعتمد على طبيعة الغاز و السائل ، و يعرف بثابت قانون هنري . و تعتمد وحداته على الوحدات المستخدمة للتعبير عن الضغط و تركيز الغاز .

و من القانون نستنتج انه بمضاعفة الضغط للغاز يمكن اذابة ضعف كمية الغاز في الحجم نفسه من السائل عند درجة الحرارة نفسها .

و تعين كمية الغاز المذاب في السائل بحجم ( مقاسا عند درجة الصفر المئوي )

 

من كتاب اساسيات الكيمياء الفيزيائية

 

[الشيخة نور]

ثانكس ل غزلان البراري وطحنون 2007 على الرد والمرور....

 

تحياتي: