إحدى التجارب العلمية الأولى التي أتذكرها كانت إضافة الملح إلى كوب من الماء والانتظار بفارغ الصبر حتى يذوب. على الرغم من أنني كنت متحمسًا لرؤية الملح وهو يختفي، إلا أنني بالتأكيد لم أفهم تعقيدات الذوبان. لحسن الحظ، تتبع الذوبانية قائمة من القواعد التي تساعدنا على تحديد مدى ذوبان مادة ما، مثل مدى احتمالية ذوبان الملح في ذلك الماء (نظرة خاطفة - هذا محتمل جدًا). سنتعرف على معنى الذوبانية، وكيفية عملها، والقائمة الكاملة لقواعد الذوبان لمساعدتك في تحديد قابلية ذوبان المواد.

ما هي الذوبان؟

الذوبان هو قدرة المادة على الذوبان . تسمى المادة التي تذوب مذابًا، والمادة التي تذوب فيها تسمى مذيبًا. المادة الناتجة تسمى الحل . بشكل عام، المذاب مادة صلبة والمذيب سائل، مثل الملح في الماء في المثال أعلاه. ومع ذلك، يمكن أن تكون المواد المذابة في أي حالة: غازية أو سائلة أو صلبة. على سبيل المثال، المشروبات الغازية هي محلول حيث يكون المذاب غازًا والمذيب سائلًا.

يعتبر المذاب غير قابل للذوبان عندما يكون غير قادر على الذوبان بنسبة أكبر من 10000:1. في حين أن العديد من المركبات غير قابلة للذوبان جزئيًا أو معظمها، لا توجد مادة غير قابلة للذوبان تماما في الماء أي أنه لا يمكن أن يذوب على الإطلاق. سترى في قواعد الذوبان أن العديد من المركبات التي تصنف على أنها غير قابلة للذوبان لها استثناءات، مثل الكربونات. وهذا جزئيًا سبب أهمية اتباع قواعد الذوبان عن كثب.

regexp_like في الخلية

عندما تعمل على المعادلات الكيميائية أو بناء فرضية، فإن قواعد الذوبان تكون مفيدة في التنبؤ بالحالات النهائية للمواد المعنية. ستكون قادرًا على التنبؤ بدقة بالمجموعات التي ستؤدي إلى النتائج.

قواعد الذوبان مخصصة فقط لقدرة المواد الصلبة الأيونية على الذوبان في الماء. بينما يمكننا حساب قابلية الذوبان عن طريق قياس كل مادة واتباع المعادلة، فإن قواعد الذوبان تسمح لنا بتحديد قابلية ذوبان المادة قبل محاولة تكوينها.

قواعد الذوبان

من المهم جدًا أن يتم اتباع القواعد الموجودة في هذه القائمة بالترتيب، لأنه إذا بدا أن هناك قاعدة تتعارض مع قاعدة أخرى، القاعدة التي تأتي أولاً هي التي تتبعها . يتم إعطاء المواد الموجودة في هذه القائمة بأسمائها العنصرية. سيساعدك الرجوع إلى الجدول الدوري أدناه على التعامل مع أسماء العناصر ومجموعاتها.

1. الأملاح التي تحتوي على عناصر المجموعة الأولى (Li+، Na+، K+، Cs+، Rb+) قابلة للذوبان. هناك استثناءات قليلة لهذه القاعدة. الأملاح التي تحتوي على أيون الأمونيوم (NH4+) قابلة للذوبان أيضًا.

2. الأملاح التي تحتوي على أيون النترات (NO3-) قابلة للذوبان بشكل عام.

3. الأملاح التي تحتوي على Cl - أو Br - أو I - قابلة للذوبان بشكل عام. الاستثناءات الهامة لهذه القاعدة هي أملاح الهاليد Ag+، Pb2+، و(Hg2)2+. وبالتالي، AgCl وPbBr2 وHg2Cl2 غير قابلة للذوبان.

4. معظم أملاح الفضة غير قابلة للذوبان. AgNO3 وAg(C2H3O2) من أملاح الفضة القابلة للذوبان الشائعة؛ تقريبا كل الآخرين غير قابلة للذوبان.

5. معظم أملاح الكبريتات قابلة للذوبان. تتضمن الاستثناءات المهمة لهذه القاعدة CaSO4 وBaSO4 وPbSO4 وAg2SO4 وSrSO4.

6. معظم أملاح الهيدروكسيد قابلة للذوبان بشكل طفيف فقط. أملاح الهيدروكسيد لعناصر المجموعة الأولى قابلة للذوبان. أملاح الهيدروكسيد لعناصر المجموعة الثانية (Ca، Sr، و Ba) قابلة للذوبان بشكل طفيف. أملاح هيدروكسيد الفلزات الانتقالية وAl3+ غير قابلة للذوبان. وبالتالي، Fe(OH)3، Al(OH)3، Co(OH)2 غير قابلة للذوبان.

7. معظم كبريتيدات المعادن الانتقالية غير قابلة للذوبان إلى حد كبير، بما في ذلك CdS وFeS وZnS وAg2S. الزرنيخ والأنتيمون والبزموت وكبريتيد الرصاص غير قابلة للذوبان أيضًا.

8. الكربونات غالبا ما تكون غير قابلة للذوبان. كربونات المجموعة الثانية (CaCO3 وSrCO3 وBaCO3) غير قابلة للذوبان، وكذلك FeCO3 وPbCO3.

9. الكرومات غالبا ما تكون غير قابلة للذوبان. وتشمل الأمثلة PbCrO4 وBaCrO4.

10. الفوسفات مثل Ca3(PO4)2 وAg3PO4 غالباً ما تكون غير قابلة للذوبان.

    استبدال كل جافا

11. الفلوريدات مثل BaF2 وMgF2 وPbF2 غالبًا ما تكون غير قابلة للذوبان.

عينة الأسئلة

1. حدد المركبات الموجودة دائماً يذوب في الماء

أ. باسو4

ب. HG2 I2

ج. في الألعاب الأولمبية

d. Na2 SO3

في. أغ ClO3

F. الكروم Cl3

ز. الحديد PO4

2. قم بتسمية كل مما يلي باسم قابل للذوبان أو لا يتحلل في الماء

أ. لي أوه

ب. زئبق SO4

ج. الرصاص Br2

د. Rb2 س

ه. في I2

F. H3 AsO4

هي علاقة

ز. ولا كرو4

3. أي الفضة (إن وجدت) قابلة للذوبان: كلوريد الفضة AgCl فوسفات الفضة، Ag3 PO4 أو فلوريد الفضة، AgF ؟

الإجابات

1. حدد المركبات الموجودة دائماً قابل للذوبان في الماء (الخط العريض صحيح)

أ. BaSO4 (انظر القاعدة 5)

ب. HG2I2 (انظر القاعدة 3)

ج. أن أوه (انظر القاعدة 1)

د. Na2 SO3 (انظر القاعدة 1)

إنها . عند ClO3 (انظر القاعدة 3)

F. الكروم Cl3 (انظر القاعدة 3)

ز. الحديد PO4 (انظر القاعدة 6)

ملحوظة: حرف ه مثال على استخدام ترتيب القواعد لتحديد القابلية للذوبان. تنص القاعدة 4 على أن الفضة (Ag) غالبًا ما تكون غير قابلة للذوبان، لكن القاعدة 3 تنص على أن الكلورات (Cl) قابلة للذوبان. بما أن Ag ClO3 هو كلورات الفضة، والقاعدة 3 تأتي قبل القاعدة 4، فهي تحل محلها. هذا المركب قابل للذوبان.

2. قم بتسمية كل مما يلي على أنه قابل للذوبان أو غير قابل للذوبان

أ. لي أوه قابل للذوبان - المادة 1

ب. الحديد (أوه)2 لا يتحلل في الماء - القاعدة 7

ج. الرصاص Br2 لا يتحلل في الماء - القاعدة 2

يكون. Rb2 SO3 قابل للذوبان - المادة 1

ه. في I2 قابل للذوبان - القاعدة 3

F. H3 AsO4 لا يتحلل في الماء - القاعدة 10

ز. ولا CRo4 لا يتحلل في الماء - القاعدة 8

3. أي الفضة (إن وجدت) قابلة للذوبان: كلوريد الفضة أجكل، فوسفات الفضة, Ag3 PO4 أو فلوريد الفضة، AgF ؟

لا شيء من الفضة المذكورة أعلاه قابل للذوبان. تنص القاعدة رقم 4 على أن أملاح الفضة (Ag) موجودة
غير قابلة للذوبان، مع نترات الفضة، AgNO3، كاستثناء واحد.

كيف تعمل الذوبان

كما نرى من قواعد الذوبان لدينا، فإن بعض المواد شديدة الذوبان، في حين أن بعضها الآخر غير قابل للذوبان أو ذو ذوبان منخفض. دعونا نلقي نظرة على كيفية عمل الذوبان لفهم قواعد الذوبان بشكل أفضل.

العوامل التي تؤثر على الذوبان

يعتمد ما إذا كانت المادة قابلة للذوبان أم لا، وإلى أي درجة، على مجموعة متنوعة من العوامل. عادةً ما تذوب المذابات بشكل أفضل في المذيبات التي لها أوجه تشابه جزيئية أكبر. تعتبر القطبية عاملاً رئيسياً في قابلية ذوبان المادة. الجزيئات التي يكون أحد طرفيها مشحونًا بشحنة سالبة والآخر موجب الشحنة تعتبر قطبية، مما يعني أنها تحتوي على أقطاب كهربائية. إذا كان الجزيء لا يحتوي على هذا التركيب الأيوني، فإنه يعتبر غير قطبي.

بشكل عام، تكون المواد المذابة قابلة للذوبان في المذيبات الأكثر تشابهًا معها من الناحية الجزيئية. سوف تذوب المذابات القطبية بشكل أفضل في المذيبات القطبية، وسوف تذوب المذابات غير القطبية بشكل أفضل في المذيبات غير القطبية. على سبيل المثال، السكر مادة مذابة قطبية، وتمتص جيدًا في الماء. ومع ذلك، فإن السكر سيكون ذو قابلية منخفضة للذوبان في سائل غير قطبي مثل الزيت النباتي. بشكل عام، ستكون المواد المذابة أيضًا أكثر قابلية للذوبان إذا كانت الجزيئات الموجودة في المذاب أصغر من تلك الموجودة في المذيب.

العوامل الأخرى التي تؤثر على الذوبان هي الضغط ودرجة الحرارة. في بعض المذيبات، عند تسخينها، تهتز الجزيئات بشكل أسرع وتكون قادرة على تفكيك المذاب. يعد الضغط عاملاً رئيسيًا عندما يتعلق الأمر بمادة غازية، وليس له تأثير يذكر على المواد السائلة.

تحميل توربو سي ++

يشير معدل المحلول إلى مدى سرعة ذوبان المادة، وهو منفصل عن قابلية الذوبان. تعتمد القابلية للذوبان بشكل كامل على الخواص الفيزيائية والكيميائية للمذاب والمذيب ولا يتأثر بمعدل الحل. لا ينبغي أن يؤخذ المعدل في الاعتبار في قابلية ذوبان مادة ما. قد يكون هذا مربكًا في كثير من الأحيان عند التعرف على قابلية الذوبان لأول مرة، لأنه في المثال المرئي، فإن مشاهدة شيء ما يذوب بسرعة يمكن أن يبدو وكأنه تأكيد لقدرته على الذوبان. ومع ذلك، فإن عملية الذوبان فريدة من نوعها، ولا يتم أخذ معدل الذوبان في الاعتبار في المعادلة.

التنبؤ بالنتائج

عند خلط مذاب مع مذيب هناك ثلاث نتائج محتملة: إذا كان المحلول يحتوي على كمية مذابة أقل من الحد الأقصى لكمية الذوبان (الذوبان)، فهو عبارة عن محلول مخفف . إذا كانت كمية المذاب مساوية تمامًا لذوبانه مشبع. إذا كان هناك كمية مذابة أكثر مما يمكن إذابته، ينفصل الفائض عن المحلول ويشكل أ ترسب .

يعتبر المحلول مشبعًا عندما لا تؤدي إضافة مذاب إضافي إلى زيادة تركيز المحلول. بالإضافة إلى ذلك، يكون المحلول قابلاً للامتزاج عندما يمكن خلطه معًا بأي نسبة - وهذا ينطبق بشكل أساسي على السوائل، مثل الإيثانول، C2H5OH، والماء، H2O.

إن معرفة قواعد الذوبان واتباعها هي أفضل طريقة للتنبؤ بنتيجة أي حل معين. إذا علمنا أن مادة ما غير قابلة للذوبان، فمن المحتمل أن تحتوي على كمية زائدة من المذاب، وبالتالي تشكل راسبًا. ومع ذلك، فإن المركبات التي نعرف أنها شديدة الذوبان، مثل الملح، من المرجح أن تشكل محاليل بنسب مختلفة؛ في هذه الحالة، سنكون قادرين على تحديد مقدار المذاب والمذيب اللازمين لتكوين كل محلول، وما إذا كان من الممكن تكوين واحد على الإطلاق.

بالتفكير في تجربة الملح في الماء الآن، من الواضح أن الملح، المعروف أيضًا باسم NaCl أو كلوريد الصوديوم، سيكون شديد الذوبان وفقًا لقواعد الذوبان لدينا. يحتوي كلوريد الصوديوم على Na، وهو قابل للذوبان دائمًا وفقًا للقاعدة 1، وCl، وهو قابل للذوبان عادةً وفقًا للقاعدة 3. على الرغم من أنني أستطيع أن أقول ذلك بمجرد إلقاء نظرة سريعة على القواعد، إلا أنه لا شيء ينتقص من سحر مشاهدة المركبات الكيميائية وهي تتحلل وتذوب أمام عينيك مباشرة. تذكر أن تبقي جداولك الدورية في متناول يدك، وانتبه جيدًا لقواعد الذوبان في تجربتك القادمة.

ماذا بعد؟

التحضير لاختبار AP الكيمياء؟ادرس بمقالاتنا حول كل اختبار ممارسة AP للكيمياء متاح ودليل دراسة AP Chem النهائي. أخذ البكالوريا الدولية بدلا من ذلك؟ ابدأ بملاحظاتنا الدراسية الخاصة بالكيمياء في البكالوريا الدولية.

هل تبحث عن المزيد من المساعدة في الكيمياء؟نحن نرشدك خلال ثابت الذوبان (K _sp ) وكيفية حلها واشرح كيفية موازنة المعادلات الكيميائية، واستعرض أمثلة التغير الفيزيائي مقابل التغير الكيميائي هنا.

إذا كنت بحاجة إلى المزيد من الأدلة العلمية غير المتعلقة بالكيمياء، فتأكد من مراجعة هذه الأدلة حول العثور على كثافة الماء , تعريف التعايش ، و كيفية حساب التسارع .