المحاليل: رحلة إلى عالم المخاليط المتجانسة
تهدف هذه المقالة إلى أن تكون رحلة ممتعة إلى عالم المخاليط المتجانسة، حيث سنستكشف خصائص المحاليل ونتعرف على كيفية تأثيرها على العمليات الكيميائية والتطبيقات العملية.
المحاليل: رحلة إلى عالم المخاليط المتجانسة
في عالم الكيمياء، تلعب المحاليل دورًا حيويًا في فهم تفاعلات المواد واستخداماتها العديدة. إنها عبارة عن مخاليط متجانسة تتكون من مركبين أو أكثر يندمجون معًا على المستوى الجزيئي.
سواء كنا نتحدث عن سوائل أو غازات أو حتى مواد صلبة، تشكل المحاليل أساسًا للعديد من الظواهر الكيميائية والفيزيائية التي نشهدها يوميًا.
تهدف هذه المقالة إلى أن تكون رحلة ممتعة إلى عالم المخاليط المتجانسة، حيث سنستكشف خصائص المحاليل ونتعرف على كيفية تأثيرها على العمليات الكيميائية والتطبيقات العملية.
أيضا سوف نسلط الضوء على أهمية المحاليل في الحياة اليومية والصناعة، ونستعرض بعض الأمثلة الشيقة التي توضح تأثيرها في مجالات مختلفة.
تعريف المحاليل ومكوناتها الأساسية:
عبارة عن مخاليط متجانسة من مادتين أو أكثر ؛ حيث تتوزع الدقائق المكونة للمحلول فيه بشكل منتظم مما يجعله متماثلا ومتجانسا في تركيبه وخواصه ،و المحاليل تتكون من دقائق قطر كل منها أقل من 1nm.مثل : محلول ملح الطعام في الماء .
ونلاحظ أنه لا يمكن رؤية جسيمات بهذا الصغر بالعين المجردة أو تحت المجهر الضوئي .
تتكون المحاليل من :
1- المذيب : هو المادة التي توجد في المحلول بنسبة أكبر .
2- المذاب: هو المادة التي توجد في المحلول بنسبة أقل.
تصنيف المحاليل تبعا للحالة الفيزيائية للمذيب:
تصنف المحاليل تبعًا للحالة الفيزيائية للمذيب إلى ثلاثة أنواع رئيسية: المحاليل الغازية، المحاليل السائلة، والمحاليل الصلبة.
1- محاليل غازية:
مثل: الهواء الجوي أو الغاز الطبيعي عبارة عن محلول غاز في غاز .
2- محاليل سائلة:
مثال1 : المشروبات الغازيةأو الأكسجين الذائب في الماء وهي عبارة عن محلول غاز في سائل.
مثال2 : الكحول في الماء أو الإيثيلين جليكول في الماء وهي عبارة عن محلول سائل في سائل .
مثال3 : السكر في الماء أو الملح في الماء وهي عبارة عن محلول صلب في سائل.
3- محاليل صلبة:
مثال 1: الهيدروجين على البلاتين أو البلاديوم وهي عبارة عن محلول غاز في صلب .
مثال 2: مملغم الفضة Ag/Hg و هي عبارة عن محلول سائل في صلب .
مثال 3: السبائك مثل سبيكة النيكل كروم وهي عبارة عن محلول صلب في صلب .
تصنيف المحاليل تبعا لقدرتها علي التوصيل الكهربي:
تنقسم المحاليل من حيث توصيلها للتيار الكهربي إلى:
(1) الإلكتروليتات (المحاليل الموصلة للتيار الكهربي):
وهي عبارة عن المواد التى توصل محاليلها أو مصهوراتها التيار الكهربي عن طريق حركة أيوناتها ( المماهة أو الحرة )
وتنقسم إلى نوعين ( إلكتروليتات قوية ، إلكتروليتات ضعيفة )
حيث تكون الإلكتروليتات القوية مواد تامة التأين وتوصل التيار الكهربي يدرجة كبيرة مثل محلول ملح الطعام في الماء.
بينما تكون الإلكتروليتات الضعيفة مواد غير تامة التأين و توصل التيار الكهربي يدرجة ضعيفة مثل محلول الأمونيا في الماء.
(2) اللاإلكتروليتات (المحاليل غير الموصلة للتيار الكهربي):
و هي عبارة عن مواد لا توصل محاليلها أو مصهوراتها التيار الكهربي لعدم وجود أيونات حرة أو مماهة . مثل محلول السكر في الماء .
تصنيف المحاليل تبعا لدرجة التشبع :
تنقسم وفقا لهذا التصنيف إلى ثلاثة أنواع رئيسية: المحاليل الغير مشبعة، المحاليل المشبعة، والمحاليل الفوق مشبعة .
- المحاليل غير المشبعة:
- تعتبر المحاليل غير المشبعة تلك التي لا تحتوي على أقصى كمية ممكنة من المذاب عند درجة حرارة معينة.
- يمكن إضافة مزيد من المذاب لهذه المحاليل دون أن يترسب المذاب زائدًا.
- مثال: إذا تم تذويب كمية أقل من الملح في الماء في درجة حرارة معينة مما يسمح بإضافة مزيد من الملح دون حدوث ترسيب، فإن المحلول يعتبر غير مشبع.
- المحاليل المشبعة:
- تكون المحاليل المشبعة تلك التي تحتوي على أقصى كمية ممكنة من المذاب عند درجة حرارة معينة.
- عند هذه الدرجة، يتوازن سرعة ذوبان المادة المذابة مع سرعة تكون الكريستالات المترسبة، ولا يحدث تغيير في تركيز المذاب.
- إذا تم إضافة مزيد من المذاب للمحلول المشبع، لن يذوب المزيد من المادة المذابة وستظهر بلورات مترسبة.
- مثال: إذا تم تذويب كمية محددة من الملح في الماء في درجة حرارة معينة حتى يحدث التوازن بين ذوبان الملح وترسيب الكريستالات، فإن المحلول يعتبر مشبعًا.
- المحاليل الفوق مشبعة:
- تعتبر المحاليل الفوق مشبعة تلك التي تقبل بالتسخين المزيد من المادة المذابة بعد وصولها إلى حالة التشبع.
- يمكن تحويل المحلول المشبع إلى محلول فوق مشبع بتسخين المحلول المشبع و إضافة المزيد من المذاب.
سؤال مهم : كيف يمكن تحويل المحلول فوق المشبع إلي محلول مشبع ؟
هناك طريقتان لذلك وهما :
1- التبريد: بخفض درجة حرارة المحلول فوق المشبع وبالتالس تترسب جزيئات المذاب الزائدة.
2- التبلور: بوضع بللورة صغيرة من المذاب في المحلول فوق المشبع فتتجمع حولها جزيئات المذاب الزائدة على هيئة بللورات.
تطبيقات المحاليل في الحياة اليومية:
تتواجد المحاليل في الحياة اليومية في العديد من التطبيقات المختلفة. إليك بعض الأمثلة على تطبيقات المحاليل في الحياة اليومية:
- العناية بالصحة والصيدلة:
- المحاليل المستخدمة في الأدوية: تحتوي العديد من الأدوية على مواد مذابة في الماء أو غيرها من المحاليل السائلة لتحقيق التأثير المطلوب.
- محاليل الغسول الفموي: تستخدم لتطهير الفم والأسنان واللثة وتقديم تأثير مضاد للبكتيريا وتخفيف رائحة الفم الكريهة.
- محاليل السوائل الوريدية: تستخدم في العلاجات الطبية وإعادة توازن السوائل والمعادن في الجسم.
- العناية الشخصية:
- محاليل الشامبو ومنتجات الاستحمام: تحتوي على مواد مذابة تساعد على تنظيف الشعر والبشرة.
- محاليل العدسات اللاصقة: تستخدم لتنظيف وترطيب العدسات اللاصقة للعين.
- التنظيف والنظافة:
- المنظفات ومزيلات البقع: تحتوي على محاليل مذابة تساعد في إزالة الأوساخ والبقع من الأسطح.
- محاليل التعقيم والتطهير: تستخدم في تنظيف وتعقيم الأسطح والأدوات للقضاء على الجراثيم والميكروبات.
- المشروبات والطعام:
- المشروبات الغازية: تحتوي على محاليل غازية من ثاني أكسيد الكربون مذاب في الماء.
- العصائر : تحتوي على محاليل مذابة للسكر والمواد الطبيعية الأخرى لتحقيق النكهة المطلوبة.
العصائر تحتوي على محاليل مذابة للسكر والمواد الطبيعية الأخرى لتحقيق النكهة المطلوبة
- المستحضرات الجمالية:
- محاليل طلاء الأظافر: تستخدم للتزيين وطلاء الأظافر بألوان مختلفة.
- محاليل الماكياج: تحتوي على مواد مذابة تساعد على توزيع وتطبيق المستحضرات التجميلية.
في نهاية هذه الرحلة إلى عالم المخاليط المتجانسة، ندرك أن دراسة وفهم المحاليل أمرًا أساسيًا في عالم الكيمياء والعلوم الطبيعية. تعتبر المحاليل مخاليط متجانسة تتكون من مركبين أو أكثر يتفاعلون على المستوى الجزيئي، وتتميز بخصائص فريدة تؤثر في العمليات الكيميائية والفيزيائية.
لذا، فإن فهم المحاليل يعتبر جزءًا هامًا في رحلتنا لاكتشاف أسرار الكيمياء وفهم العالم من حولنا. يمكن لهذا الفهم أن يفتح الأبواب للابتكار والتطور في مختلف المجالات العلمية والصناعية.
