ما المقصود بالخواص الجمعية للمحاليل؟
تعتمد الخواص الجمعية للمحاليل على عدد مولات المذاب في المحلول وليس على نوع المحلول ،
ما المقصود بالخواص الجمعية للمحاليل؟
تعتبر الخواص الجمعية للمحاليل مفهومًا أساسيًا في الكيمياء ، حيث تلعب دورًا مهمًا في فهم تفاعلات وسلوك المحاليل. تستحوذ هذه الخواص على اهتمام العلماء والباحثين في مجال الكيمياء الحيوية والكيمياء العضوية والكيمياء الفيزيائية وغيرها من التخصصات ذات الصلة.
من المعروف أن المحاليل تتكون من :
1- المذيب : هو المادة التي توجد في المحلول بنسبة أكبر .
2- المذاب: هو المادة التي توجد في المحلول بنسبة أقل.
و تعتمد الخواص الجمعية للمحاليل على عدد مولات المذاب في المحلول وليس على نوع المحلول ، حيث تختلف خواص المحاليل عن خواص المذيبات النقية المكونة لها بعد إذابة مواد غير متطايرة بها (تحت نفس الظروف ).
ملحوظة هامة : لا تنطبق الخواص الجمعية للمحاليل على المحاليل التي بها مواد متطايرة مثل الكحول الإيثيلي .
ومن هذه الخواص ما يلي :
1- الانخفاض في الضغط البخاري:
يحدث انخفاض في الضغط البخاري عندما يتم إضافة مادة مذيبة إلى محلول. ويحدث ذلك لأن الجزيئات الذائبة في المحلول تمنع بعض الجزيئات من المذيب من الانتقال إلى الحالة الغازية، وبالتالي يتم تقليل عدد الجزيئات الفعالة في السطح، وبالتالي تقليل الضغط البخاري.
وبشكل عام، يمكن تعريف الضغط البخاري على أنه الضغط الذي يتبخر عنده السائل ويتحول إلى الحالة الغازية في درجة حرارة محددة. وعند إضافة المذيب إلى المحلول، يتم تخفيف الضغط البخاري للمذيب ويزداد انخفاض الضغط البخاري بزيادة تركيز المذيب في المحلول.
2-الارتفاع في درجة الغليان:
يحدث ارتفاع في درجة الغليان عند إضافة مادة مذيبة إلى محلول، وذلك لأن الجزيئات الفعالة في المحلول يصعب عليها الانتقال إلى الحالة الغازية والهروب من سطح السائل. وبالتالي يتم رفع درجة حرارة الغليان للمحلول للتغلب على هذه العوائق.
ويمكن تعريف درجة الغليان على أنها درجة الحرارة التي يتحول فيها السائل إلى الحالة الغازية في الضغط الجوي القياسي. وعند إضافة المذيب إلى المحلول، يزيد عدد الجزيئات الفعالة في السطح، وبالتالي يصعب على الجزيئات الهروب من السطح، ويتم رفع درجة حرارة الغليان للمحلول لتغلب على هذه العوائق.
3-الانخفاض في درجة التجمد:
يحدث انخفاض في درجة التجمد عند إضافة مذيب إلى محلول، وذلك لأن الجزيئات الفعالة في المحلول تعمل على تشتت جزيئات المذيب وتعويض المساحات الفارغة بينها، مما يجعل من الصعب على السائل أن يتحو ل إلى الحالة الصلبة.
ويمكن تعريف درجة التجمد على أنها درجة الحرارة التي يتحول فيها السائل إلى الحالة الصلبة في الضغط الجوي القياسي. وعند إضافة المذيب إلى المحلول، يقوم المذيب بتشتيت جزيئات المذيب الصلب، مما يؤدي إلى تشتيت الأيونات الصلبة وتعويض المساحات الفارغة بينها. وبالتالي يصعب على الجزيئات في المحلول الجمع في مجموعات وتشكيل البلورات الصلبة الضرورية لتجمد السائل.
ملحوظة هامة :
ترش كميات كبيرة من الملح على الطرق في البلاد الباردة عند سقوط الأمطار لأن ذوبان الملح في ماء المطر يؤدي إلى تكوين محلول ملحي تكون درجة تجمده أقل من درجة تجمد الماء ، وبالتالي تقل كمية الجليد المتكونة على الطرق ، مما يمنع انزلاق السيارات ويقلل من الحوادث .
4-الضغط الأسموزي:
الأسموزية هي العملية التي عن طريقها يمر المذيب خلال غشاء شبه منفذ من محلول مخفف إلى محلول مركز.
ويلاحظ أن الغشاء شبه المنفذ يسمح بمرور جزيئات المذيب في كلا الإتجاهين ولكن عندما يكون تركيز المذيب أكبر في الخارج عن الداخل يكون المرور ناحية المركز، وبالتالي يحدث فرق في الضغط عبر الغشاء .
والضغط الذي يجب تطبيقه على المحلول لمنع هذا المرور خلال الغشاء يسمى بالضغط الأسموزي ويرمز له بالرمز π.
ويعتمد الضغط الأسموزي على عدد جزيئات المذاب وليس طبيعة المذاب.
أهمية دراسة الخواص الجمعية للمحاليل:
يمكن استخدام هذه الخواص الجمعية لتحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمحاليل وتقييم تأثير العوامل المختلفة مثل درجة الحرارة والضغط والتركيز على هذه الخواص.
على سبيل المثال، يمكن استخدام نقطة الغليان للتحكم في درجة حرارة المحلول في عمليات التبخير، ويمكن استخدام الضغط البخاري لتحديد الفعالية الحرارية للمذيب في العمليات الصناعية.
وبالإضافة إلى ذلك، تعد هذه الخواص الجمعية مهمة في تصميم العمليات الكيميائية في الصناعات المختلفة و التحكم فيها ، بما في ذلك الصناعات الكيميائية والصناعات الغذائية والصيدلانية وغيرها.
وفي الختام ، نجد أن فهم الخواص الجمعية للمحاليل يساعدنا على فهم سلوك المحاليل وتفاعلاتها في العديد من المجالات العلمية والتطبيقية، مما يمكننا من تحقيق تطورات وتطبيقات مهمة في العديد من المجالات مثل الكيمياء والبيولوجيا والطب والصناعة.
