الفصل الرابع: المحاليل (Solutions)
مقدمة وتعريف المحلول
تعتبر المحاليل وسطاً مهماً للتفاعلات الكيميائية لحدوث التداخل بين المواد.
المحلول: خليط متجانس من مادتين أو أكثر لا يحدث بينهما تفاعل كيميائي، تسمى المادة الأكثر (المذيب) والمادة الأقل (المذاب).
محلول = مذيب + مذاب
أنواع المحاليل
- محلول صلب في سائل: (ملح في ماء).
- محلول سائل في سائل: (كحول في ماء).
- محلول غاز في سائل: (HCl في الماء لتكوين حامض الهيدروكلوريك).
- محلول غاز في غاز: (الهواء الجوي).
- محلول صلب في صلب: (السبائك وقطع النقود).
طبيعة المحاليل (تصنيف حسب التشبع)
- المحلول المشبع: يحتوي على أقصى كمية من المذاب ولا يتقبل المزيد.
- المحلول فوق المشبع: تفوق كمية المذاب قدرة المذيب (غير ثابت، يلفظ الزائد كراسب).
- المحلول غير المشبع: يحتوي كمية مذاب أقل من اللازمة للتشبع.
س: ما الفرق بين محلول فوق المشبع ومحلول غير مشبع؟
| المحلول فوق المشبع | المحلول غير المشبع |
|---|
| كمية المذاب أكثر من حد التشبع. | كمية المذاب أقل من حد التشبع. |
| يتكون فيه راسب (يلفظ الزيادة). | لا يتكون فيه راسب. |
المحاليل الإلكتروليتية
المحلول الإلكتروليتي: هو الذي تتأين فيه جزيئات المذاب.
1. إلكتروليتي قوي: تتأين جزيئاته بشكل تام. HCl → H⁺ + Cl⁻ | 2. إلكتروليتي ضعيف: تتأين جزيئاته بشكل غير تام (توازن). HF ⇌ H⁺ + F⁻ |
قابلية الذوبان والعوامل المؤثرة
العوامل المؤثرة
- طبيعة المذاب والمذيب: (المذيب يذيب شبيهه)، وتزداد بزيادة السطح المعرض (المسحوق أسرع).
- درجة الحرارة: تزداد الذوبانية بارتفاع الحرارة (زيادة الطاقة الحركية والتصادمات).
- الضغط: يؤثر على الغازات فقط (تزداد ذوبانية الغاز بزيادة الضغط).
علل: تذوب المواد في المحاليل الساخنة أسرع من الباردة؟
ج: لزيادة الطاقة الحركية لجزيئات المذيب وزيادة قوة التصادم مع المذاب.
علل: تصاعد فقاعات CO₂ عند فتح المشروب الغازي؟
ج: لأن فتح الغطاء يقلل الضغط، فتقل قابلية ذوبان الغاز ويتحرر.
المسائل الرياضية: قوانين التركيز
أولاً: التركيز بالنسبة المئوية الكتلية
كتلة المحلول (mT) = كتلة المذاب (m₁) + كتلة المذيب (m₂)
النسبة الكتلية للمذاب = (m₁ / mT) × 100%
النسبة الكتلية للمذيب = (m₂ / mT) × 100%
مثال 4-1: حساب النسبة الكتلية
السؤال: مذاب (ملح) 15.3g في مذيب (ماء) 155g.
الحل:
1. نجد كتلة المحلول: mT = 15.3 + 155 = 170.3 g
2. نسبة المذاب = (15.3 / 170.3) × 100% ≈ 8.98 %
3. نسبة المذيب = (155 / 170.3) × 100% ≈ 91.02 %
مثال 4-2: إيجاد كتلة المحلول
السؤال: خل نسبته 4%، نريد 20g حامض (مذاب)، كم نحتاج خل؟
الحل:
4% = (20 / mT) × 100%
mT = (20 × 100) / 4 = 500 g
ثانياً: التركيز بالنسبة المئوية الحجمية
حجم المحلول (VT) = V₁ + V₂
النسبة الحجمية للمذاب = (V₁ / VT) × 100%
مثال 4-3: حساب النسبة الحجمية
السؤال: 20mL حامض + 30mL ماء.
الحل:
VT = 20 + 30 = 50 mL
نسبة المذاب = (20 / 50) × 100% = 40 %
ثالثاً: التركيز (الكتلة/الحجم) أو الكثافة
التركيز (g/L) = الكتلة (m) / الحجم (V)
أو قانون الكثافة: ρ = m / V
مثال 4-5: حساب التركيز g/L
السؤال: 5g مذاب في 0.5L ماء.
الحل:
التركيز = 5g / 0.5L = 10 g/L
مثال 4-6: ربط الكثافة بالنسبة الكتلية (مهم)
المعطيات: 27.5g كحول (مذاب)، 175mL ماء (مذيب)، كثافة الماء = 1 g/mL.
الحل:
1. نحول حجم الماء إلى كتلة: m₂ = ρ × V = 1 × 175 = 175 g
2. كتلة المحلول: mT = 27.5 + 175 = 202.5 g
3. النسبة الكتلية للكحول = (27.5 / 202.5) × 100% ≈ 13.6 %
تمارين للحل الذاتي:
- تمرين (4-1): احسب النسبة الكتلية (48.2g سكر في 498g ماء).
- تمرين (4-3): احسب النسبة الحجمية (20mL حامض في 80mL ماء).
- تمرين (4-4): ما كتلة NaOH لتركيز 0.5 g/L في لتر ماء؟
🔔 هام : وزاريات ثالث متوسط على التليجرام 2025 اضغط هنا شاهد فيديو الشرح للفصل الرابع (المسائل):
(الفيديو متاح عبر الروابط أعلاه)
شكراً لكم، لا تنسونا من الدعاء