كيف يمكنك تسريع عملية التحلل سواء في الماء أو أي سائل آخر هو أحد الأسئلة الأكثر شيوعًا التي يتم طرحها خاصة في الكيمياء وهناك العديد من التفاعلات الكيميائية التي يمكن أن تسرع عملية التحلل.
ما هي الذوبان؟
- قبل أن نجيب على سؤال حول كيفية تسريع عملية التصفية، يجب أن تعرف أولاً ما هي عملية التصفية.
- عملية الذوبان هي مادة لها خاصية الذوبان في مادة أخرى والاختفاء.
- تتم عملية الذوبان من خلال مادتين مختلفتين، المذيب والمذاب، والمذيب هو المادة التي تتم من خلالها عملية الذوبان، والمذاب هو المادة التي تذوب في المذيب.
- هناك بعض المواد التي تتم من خلالها عملية الذوبان الكاملة وتختفي جميع المواد المذابة في المذيب، وهناك بعض المواد الأخرى التي لا تذوب تمامًا في المذيب.
انظر أيضًا درجة انصهار وغليان الألومنيوم
حالات التصفية
- إذا كان المذاب صلبًا وكان المذيب سائلًا، فعندما يصل المذاب إلى الذوبان الكامل، يتحول إلى سائل، ولا يمكن تمييز المذيب عن المذاب في تلك اللحظة.
- إذا كان المذاب مادة سائلة أو غازية، فيجب أن يكون هناك توافق وتفاعل بين المذاب والمذيب.
العوامل المؤثرة على الذوبان
- إذا كنت تعرف العوامل التي تؤثر على الذوبان، فستعرف بالطبع كيفية تسريع عملية الذوبان، ومن أهم العوامل طبيعة المذاب، سواء كان سائلًا أو غازيًا أو صلبًا.
- ستؤثر طبيعة المذيب أيضًا على معدل الذوبان، أي المادة التي تحدث فيها عملية الذوبان.
- درجة الحرارة التي تحدث عندها عملية الذوبان. هناك بعض المواد التي يجب أن تكون في درجة حرارة عالية لتذوب، في حين أن بعض المواد الأخرى يمكن أن تحقق الذوبان الكامل في درجات حرارة منخفضة.
- درجة التشبع، وهي كمية المذاب بالنسبة لكمية المذيب.
- خلط المذيب والمذاب.
- السطح الذي يخضع للتفاعل.
- تراكم الذرات، تراكم جزيئات المواد على سطح صلب.
- عوامل الضغط والقطبية التي يتعرض لها المذيب والمذاب.
- الحجم الجزيئي للمذيب والمذاب.
كيف يمكن تسريع عملية التحلل؟
- خلط أو تقليب المواد: في هذه العملية، يتم فصل جزيئات المادة وتشتيتها، مما يسمح لها بفك الروابط وتسريع ذوبانها.
- مساحة سطح المذاب، أي كلما كانت جزيئات المادة أصغر، زادت سرعة ذوبانها.
- تعتبر درجة الحرارة التي يتعرض لها التفاعل من أهم الإجابات على السؤال عن كيفية تسريع عملية التحلل، لأنه كلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت سرعة تكسير الجزيئات وبالتالي معدل التحلل.
ملاحظات علمية على الذوبان
- يجب على المرء أن يتبع القاعدة العامة للتحلل، أي أن المذيب والمذاب متشابهان، ويتم ذلك من خلال التعرف على الروابط المختلفة بين جزيئات كل مادة على حدة.
- تحتاج إلى معرفة الفرق بين عملية الذوبان والاندماج، لأن عملية الاندماج تعتمد على التغيير المادي للمادة، أي الانتقال من الحالة الفيزيائية للمادة الصلبة إلى الحالة السائلة.
مواد قابلة للذوبان في مواد أخرى
- بعد أن تعرف كيفية تسريع عملية التحلل، من المهم أن تعرف أنه ليس كل المواد، عند مزجها معًا، يمكن أن تتسبب في ذوبان وانصهار المادتين تمامًا.
- على سبيل المثال، لا يمكننا إذابة الماء بالكلور، أو العكس، لأن الكلور غير قابل للذوبان في الماء.
- يمكن أن يذوب ملح الطعام، أو ما يعرف باسم كلوريد الصوديوم، في الماء، مما يعني أن ملح الطعام مادة قابلة للذوبان في الماء.
أنظر أيضا: آثار الزيوت المهدرجة على الجسم
الأملاح ضعيفة الذوبان
- أحد المعلومات المهمة التي تحتاج إلى معرفتها بعد تعلم كيفية تسريع عملية الذوبان هي أن الأملاح ذات القابلية المنخفضة للذوبان هي أملاح لا تذوب تمامًا في الماء، ولكنها تتسارع.
- مع زيادة معامل الذوبان، تزداد قابلية ذوبان الملح في الماء، وكلما انخفضت قيمة الذوبان، زادت قابلية ترسيب الملح في الماء، وهذه هي معادلة الأملاح ضعيفة الذوبان في الماء.
مركبات غير عضوية تذوب في الماء
- مركبات الأمونيوم.
- مركبات الصوديوم.
- مركبات البوتاسيوم.
- خلات، كلورات، نترات وكلوريدات.
- الكبريتات قابلة للذوبان في الماء.
- يمكن إذابة هيدروكسيد الأمونيوم في الماء، وكذلك هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم.
مركبات غير عضوية لا تذوب في الماء
- الكربونات هي مواد لا تذوب في الماء.
- كربونات الفوسفات وأكاسيد الكربونات وكبريتيدات الكربونات غير قابلة للذوبان في الماء.
- كلوريد الزئبق مادة غير قابلة للذوبان في الماء، وكذلك كلوريد الفضة، وكلوريد الرصاص قابل للذوبان في الماء الساخن وغير قابل للذوبان في الماء البارد.
- كبريتات الباريوم وكبريتات الرصاص وهيدروكسيدات غير قابلة للذوبان في الماء.
الحلول باستخدام مذيبات مختلفة
- تختلف درجة ذوبان المواد حسب نوع المحلول، والحل الأول الذي يجب أن تعرفه عند تعلم كيفية تسريع عملية الذوبان هو محلول مشبع.
- المحلول المشبع هو محلول يصل إلى التوازن بعد تعرضه لدرجة حرارة معينة، ولا تتغير العمليات الكيميائية في هذا النوع من المحاليل، لكنها تظل ثابتة.
- أما المحاليل غير المشبعة فالمذاب أقل من المذيب وتتم العملية عند درجة حرارة معينة ولا يوجد ثبات في الحركة بين المذيب والمذاب.
- المحاليل المفرطة التشبع هي المحاليل التي تكون فيها نسبة المذاب أعلى من تلك الموجودة في المذيب، وبالتالي لا يحدث أي توازن في الحركة بين المواد أثناء تفاعل كيميائي.
فصل الحلول
- كثير من الناس مرتبكون بشأن القدرة على فصل الحل عن بعضهم البعض بعد اكتمال عملية الحل، والحقيقة هي أن بعض الحلول قابلة للفصل والبعض الآخر لا يمكن فصلها عن بعضها البعض بعد اكتمال عملية الحل.
- على سبيل المثال، إذابة ملح الطعام في الماء، عند اكتمال عملية الذوبان، نحصل على محلول مشبع، وهذا يحدث من خلال إذابة الروابط الأيونية التي تشكل بلورات الملح.
- بعد تكسير روابط الملح، تبدأ جزيئات الماء بالتجمع حولها، وتسمى هذه العملية بالترطيب.
- تتكون بعض المعادن من كاتيونات تتكون من جزيئات الماء، ولكي تعتبر هذه الخلائط محاليل، يجب أن تكون الروابط معاكسة تمامًا.
- عندما يذوب الحمض والهيدريدات القاعدية، يذوب كلوريد الهيدروجين في الماء ويبدأ فورًا في التفكك إلى أيونات الكلور وأيونات الهيدروجين، ثم تتفاعل أيونات الهيدروجين مع الماء لتكوين مادة جديدة.
- بعد الانتهاء من التفاعل السابق، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون، ويبقى جزء منه في الماء على شكل ثاني أكسيد الكربون حتى يذوب تمامًا في الماء.
- يسمى رد الفعل السابق رد فعل عكسي، أي أن الحل يمكن أن ينفصل ويعود إلى حالته السابقة.
بعض الحالات الخاصة
- هناك بعض الحالات الكيميائية الخاصة التي تحتاج إلى معرفتها عند دراسة عملية الذوبان، على سبيل المثال، أن إذابة معدن في الماء لا يعتبر انحلالًا، ولكنه تفاعل كيميائي.
- هناك بعض الحالات التي يحدث فيها تفاعل كيميائي عكسي كما ذكرنا، ويحدث التفكك في نفس الوقت، على سبيل المثال، إذابة ثاني أكسيد الكربون في الماء.
انظر أيضًا: أبحاث درجة الحرارة والطاقة الحرارية في الفيزياء
يتساءل الكثير من طلاب الكيمياء عن كيفية تسريع عملية الذوبان، وهناك العديد من العوامل التي تؤثر على سرعة الذوبان، وأهمها نوع المذاب، ومساحة سطح المذاب، ونوع المذيب، وهنا نصل إلى نهاية المقال حول كيفية تسريع عملية الذوبان. نتمنى أن تستمتعوا بالمقال ونترككم في رعاية الله.