العوامل المؤثرة على قابلية الذوبان

2011 حالات المادة

آلان بي گوب

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

تتحدد قابلية ذوبان مادة من المواد طبقاً لطبيعة المُذاب و المذيب، و على سبيل المثال يُمكن أن تكون المواد المذيبة والمذابة قطبية أو غير قطبية. فالجزيئات القطبية لها شحنات

كهربائية صغيرة في مواضع محددة تسمى الأقطاب، مثل قطبي المغناطيس الشمالي و الجنوبي. أما الجزيئات غير القطبية فليس لها أية أقطاب. تتكوّن الجزيئات القطبية عندما تقوم بعض ذرّات الجزيء بجذب الإلكترونات بقوة أكبر من جذب الذرّات الأخرى. و نتيجة لذلك ؛تتجمع الإلكترونات في قطب واحد وتجعله سالب الشحنة، بينما

تصبح النهاية الأخرى من الجزيء قطباً موجب الشحنة. و القاعدة العامة هي

أن «المثيل يذوب في مثيله». فالمذيب الذي يملك جزيئات قطبية يذيب المادة المذابة ذات الجزيئات القطبية. لكن المذيب القطبي لا يذيب المادة المذابة ذات الجزيئات غير القطبية. والماء مذيب قطبي يذيب المواد المذابة القطبية، بما في ذلك المركّبات الأيونية. فالملح يذوب في الماء بسهولة، لكن الجازولين (البنزين) مذيب غير قطبي؛ لذلك لا يذوب فيه الملح. كما تؤثر درجة الحرارة والضغط الجوي على قابلية الذوبان، لكن درجة الحرارة أشد تأثيراً من الضغط. وبشكلٍ

عام، كلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت نسبة قابلية ذوبان المذاب في المذيب. وهناك عدد من العوامل التي تحدد بدقة كيفية تأثير درجة الحرارة على قابلية الذوبان. وتتأثر سرعة ذوبان المواد الصلبة في المذيب بعوامل ثلاثة: سرعة اختلاط المذاب مع المذيب، ودرجة الحرارة، ومساحة السطح الإجمالية للمذاب. فالمساحيق الناعمة مثلاً تذوب بشكل أسرع من ذوبان قطعة كبيرة واحدة.

الخواص الفيزيائية

تختلف خواص المحلول أحياناً عن الخواص التي يتصف بها المذيب النقي. ومن الأمثلة الواضحة أن لون المُذيب قد يتغير عند إذابة مادة مذابة فيه. كما أن إضافة المذاب يُمكن أن تغيّر درجتي انصهار وغليان المذيب (انظر الصفحة 60). فالماء النقي، على سبيل المثال، يتجمد عند الدرجة (32) حسب مقياس فهرنهايت (0°C)، ويغلي عند الدرجة (212°F) أي: (100°C). ولكن عندما يذوب الملح في الماء، تنخفض درجة انصهار المحلول وترتفع درجة غليانه. وتتوقف درجات الحرارة الدقيقة على كمية الملح المذاب. وعلى سبيل المثال، يتجمد ماء البحر عند درجة (0°F) أي: (-17.5°C) تقريباً. أما سبب

التغيرات التي تطرأ على درجة الانصهار فهو أن المذاب يقف في طريق جزيئات المذيب. ففي حالة الماء السائل النقي، تتحرك الجزيئات بصورة مستمرة وتصطدم مع بعضها البعض. وعندما يبلغ الماء الدرجة (32°F) أي: (0°C)، تبدأ الجزيئات بالتماسك مع بعضها عند تصادمها ببعضها، ثم لا تلبث أن تتجمد وتتحول إلى جليد صلب. ولكن عندما تترابط الجزيئات مع الجليد، تتحرر جزيئات أخرى وتنضم ثانية إلى السائل.

وعند درجة التجمد، يتساوى عدد الجزيئات المتجمدة مع عدد الجزيئات المنصهرة. وتحت درجة التجمد، يفوق عدد الجزيئات المتجمدة الأعداد المنصهرة، فيكبر حجم قطعة الجليد. عندما تختلط أيونات الملح، تصبح جزيئات الماء عاجزة عن التصادم ببعضها بالنشاط نفسه، و تصطدم لبعض الوقت بأيونات الكلوريد أو الصوديوم.وعند درجة الحرارة (32°F) أي : (0°C) ، لا يتجمد الماء؛ لأن الجزيئات لا تقترب من بعضها

بصورة كافية في أغلب الأحيان، فيفوق عدد الجزيئات التي تتحول إلى سائل عدد الجزيئات التي تتحول إلى جليد صلب، مما يحول دون تجمع الجليد.