حل غير مشبع: ما الذي يتكون منه والأمثلة
الحل غير المشبع هو أي حل لا تزال فيه المذيبات قادرة على إذابة المزيد من الذوبان. هذه الوسيلة سائلة بشكل عام ، على الرغم من أنها يمكن أن تكون غازية. فيما يتعلق بالمذاب ، فهو مجموعة من الجزيئات في الحالة الصلبة أو الغازية.
وماذا عن المذاب السائل؟ في هذه الحالة ، يكون الذوبان متجانسًا طالما أن كلا السائلين يمكن خلطهما. مثال على ذلك هو إضافة الكحول الإيثيلي إلى الماء. السائلان مع جزيئاتهما ، CH 3 CH 2 OH و H 2 O قابلان للامتزاج لأنهما يشكلان روابط هيدروجينية (CH 3 CH 2 OH-OH 2 ).
ومع ذلك ، إذا تم خلط ثنائي كلورو ميثان (CH 2 Cl 2 ) بالماء ، فإن ذلك سيشكل محلول ثنائي الطور: واحد مائي والآخر عضوي. لماذا؟ لأن جزيئات CH 2 Cl 2 و H 2 O تتفاعل بشكل ضعيف للغاية ، لذلك ينزلق بعضها على بعض ، مما ينتج عنه سائلان غير قابلين للإنصهار.
الحد الأدنى من قطرة CH 2 Cl 2 (المذاب) يكفي لتشبع الماء (المذيب). من ناحية أخرى ، إذا استطاعوا أن يشكلوا حلاً غير مشبع ، فسيتم عندئذ رؤية حل متجانس تمامًا. لهذا السبب ، لا يمكن إلا للمذاب الصلب والغازي توليد حلول غير مشبعة.
ما هو الحل غير المشبع؟
في محلول غير مشبع ، تتفاعل جزيئات المذيبات مع فعالية بحيث لا يمكن للجزيئات المذابة أن تشكل مرحلة أخرى.
ماذا يعني هذا؟ أن تفاعلات المذيبات المذابة تتجاوز ، بالنظر إلى ظروف الضغط ودرجة الحرارة ، التفاعلات المذابة.
بمجرد زيادة التفاعلات المذابة ، "تنسق" تكوين المرحلة الثانية. على سبيل المثال ، إذا كانت الوسيلة المذيبة سائلة ، والمذابة مادة صلبة ، فسوف يذوب الثاني في البداية ليشكل محلول متجانس ، حتى تظهر مرحلة صلبة ، وهي ليست أكثر من المذاب المتسرع.
ويعزى هذا الترسيب إلى حقيقة أن جزيئات المذاب قادرة على التجمع معًا بسبب طبيعتها الكيميائية أو متأصلة في تركيبها أو روابطها. عندما يحدث هذا ، يقال إن الحل مشبع بالمذاب.
لذلك ، يتكون المحلول غير المشبع للمذاب الصلب من مرحلة سائلة دون ترسب. بينما إذا كان المذاب غازيًا ، فيجب أن يكون المحلول غير المشبع خاليًا من وجود فقاعات (التي ليست أكثر من مجموعات من الجزيئات الغازية).
تأثير درجة الحرارة
تؤثر درجة الحرارة بشكل مباشر على درجة عدم تشبع المحلول فيما يتعلق بالمذاب. يمكن أن يكون هذا بسبب سببين أساسيين: ضعف التفاعلات المذابة في المذاب بسبب تأثير الحرارة ، والزيادة في الاهتزازات الجزيئية التي تساعد على تشتت جزيئات المذاب.
إذا اعتبرت الوسيلة المذيبة بمثابة مساحة مضغوطة يتم وضع جزيئات المذاب في الثقوب فيها ، مع زيادة درجة الحرارة ، ستهتز الجزيئات مما يزيد من حجم هذه الثقوب ؛ بطريقة تمكن المذاب من اختراق اتجاهات أخرى.
المواد الصلبة غير القابلة للذوبان
ومع ذلك ، فإن بعض المواد المذابة لها تفاعلات قوية لدرجة أن جزيئات المذيبات بالكاد تكون قادرة على الفصل بينها. عندما يكون الأمر كذلك ، يكون تركيز الحد الأدنى من المذاب المذاب كافيًا لترسبه ، ثم يصبح مادة صلبة غير قابلة للذوبان.
المواد الصلبة غير القابلة للذوبان ، عن طريق تشكيل المرحلة الصلبة الثانية التي تختلف عن المرحلة السائلة ، تولد القليل من المحاليل غير المشبعة. على سبيل المثال ، إذا كان 1L من السائل A يمكنه إذابة 1 جم فقط من B دون ترسب ، فإن خلط 1L من A مع 0.5g من B سيولد محلول غير مشبع.
بنفس الطريقة ، فإن مجموعة من التركيزات التي تتأرجح بين 0 و 1 جم من B تشكل أيضًا محاليل غير مشبعة. ولكن عندما يمر 1g ، سوف يترسب B. عندما يحدث هذا ، ينتقل الحل من كونه غير مشبع إلى ب.
وإذا زادت درجة الحرارة؟ إذا تم تطبيق التسخين على محلول مشبع بـ 1.5 جم من B ، فستساعد الحرارة في إذابة المادة المترسبة. ومع ذلك ، إذا كان هناك الكثير من B عجلت ، فإن الحرارة لن تكون قادرة على حلها. إذا كان الأمر كذلك ، فإن الزيادة في درجة الحرارة تبخر المذيب أو السائل ببساطة.
أمثلة
أمثلة على الحلول غير المشبعة عديدة ، لأنها تعتمد على المذيبات والمذاب. على سبيل المثال ، بالنسبة لنفس السائل A ، والمواد المذابة الأخرى C ، D ، E ... Z ، لن تكون محاليلها غير مشبعة طالما أنها لا تترسب أو تشكل فقاعة (إذا كانت مذيبات غازية).
- يمكن أن يقدم البحر مثالين. مياه البحر هي الحل الهائل للأملاح. إذا تم غلي القليل من هذا الماء ، فسوف يلاحظ أنه غير مشبع في غياب الملح المترسب. ومع ذلك ، عندما يتبخر الماء ، تبدأ الأيونات الذائبة في التكتل معًا ، تاركة الملوحة عالقة في القدر.
- مثال على ذلك هو إذابة الأكسجين في مياه البحار. يعبر جزيء O 2 أعماق البحر بما يكفي لتنفس الحيوانات البحرية ؛ على الرغم من أنها ليست قابلة للذوبان للغاية. لهذا السبب ، من الشائع مراقبة فقاعات الأكسجين الناشئة إلى السطح ؛ منها ، بعض الجزيئات تمكن من الذوبان.
هناك حالة مماثلة تحدث مع جزيء ثاني أكسيد الكربون ، ثاني أكسيد الكربون. على عكس O 2 ، ثاني أكسيد الكربون أكثر قابلية للذوبان قليلاً لأنه يتفاعل مع الماء لتكوين حمض الكربونيك ، H 2 CO 3 .
الفرق مع حل المشبعة
تلخيص ما سبق شرحه للتو ، ما هي الاختلافات بين حل غير المشبعة والمشبعة؟ أولاً ، الجانب البصري: يتكون الحل غير المشبع من مرحلة واحدة. لذلك ، يجب ألا يكون هناك (طور صلب) أو لا فقاعات (طور غاز).
وبالمثل ، يمكن أن تتفاوت التركيزات المذابة في محلول غير مشبع حتى تتشكل الرواسب أو الفقاعات. بينما في المحاليل المشبعة ثنائية الطور (السائل الصلب أو الغاز السائل) ، يكون تركيز المادة المذابة ثابتًا.
لماذا؟ نظرًا لأن الجزيئات (الجزيئات أو الأيونات) التي تتكون منها المادة المترسبة ، تنشئ توازنًا مع الجزيئات المذابة في المذيب:
الجسيمات (من الجزيئات الذائبة المترسبة
جزيئات الفقاعة الذائبة الجزيئات
لا يعتبر هذا السيناريو في حلول غير مشبعة. عند محاولة حل أكثر ذوبانًا في محلول مشبع ، ينتقل التوازن إلى اليسار ؛ لتشكيل المزيد من التعجل أو فقاعات.
لأنه في المحاليل غير المشبعة هذا التوازن (التشبع) لم يثبت بعد ، يمكن للسائل "تخزين" أكثر صلابة أو غاز.
يوجد أكسجين مذاب حول الطحالب في قاع البحر ، ولكن عندما تأتي فقاعات الأكسجين من أوراقها ، فهذا يعني أن تشبع الغاز يحدث ؛ وإلا لن يلاحظ أي فقاعات.
