صف طريقتين لزيادة سرعة ذوبان المادة

بواسطة:
صف طريقتين لزيادة سرعة ذوبان المادة

صف طريقتين لزيادة سرعة ذوبان المادة ، يقوم الكثير من الطلاب بالبحث عن إجابة وصف الطرق التي تعمل على سرعة ذوبان المادة، ويأتي الذوبان على انه قدرة المادة على الانحلال في مادة أخرى، وتتفاوت المواد في قدرتها على الذوبان من حالتها السائلة إلى الصلبة إلى الغازية، وفي موقع مخزن سنقوم بوصف الطرق التي تؤدي إلى زيادة معدل سرعة ذوبان المادة.

صف طريقتين لزيادة سرعة ذوبان المادة

يسأل الطلبة  عن الطريقيتين المستخدمين في سرعة ذوبان لمادة، حيث يوجد عدد من الطرق لزيادة سرعة ذوبان الماء، ومن أهمهم تحريك المخلوط بالإضافة إلى عوامل أخرى ودرجة الحرارة، وفي النقاط التالية سوف نذكر تلك الطرق:

  • تحريك المخلوط: تأتي خطوة التقليب أو التحريك ليس للإتمام عملية الذوبان، ولكن للإسراع منها، حيث أن تقليب الخليط المكون من المادة المذيبة وتلك المذابة، يزيد من سرعة ذوبانهما، ونستند في ذلك في مثال يقبلنا يوميا ألا وهو تقليب السكر في كوب الشاي، كما أن درجة الحرارة تساعد في زيادة معدل سرعة الذوبان، حيث أن كلما زادت درجات الحرارة زادت عملية الذوبان، ولكن تأتي المادة في حالتها الغازية لتكسر قاعدة درجة الحرارة، فكلما زادت درجة الحرارة قلت قابلية المادة للذوبان.
  • مساحة المادة المذابة:  تعمل زيادة سطح المادة الناتج عن عملية تفتيت وتكسير المادة المذابة، على زيادة التصادمات بين جزيئات المادة المذيبة والمادة المذابة.
  • الحجم الجزيئي: أن الحجم الجزيئي من أهم الطرق المتسببة في سرعة ذوبان المادة، فتظهر بينهما علاقة عكسية، أي أن كلما قل حجم الجسميات المذابة زاد معدل ذوبان المادة، وكلما كبر حجم الجسميات المذابة قل معدل ذوبان المادة.
  • زيادة الضغط في حالة المواد الغازية: لا تؤثر زيادة الضغط في حالة ذوبان المادة السائلة أو الصلبة، والجدير بالذكر أن انحلال الغاز يتناسب طرديا مع زيادة الضغط فيه.

ماهية الذوبان

يعرف الذوبان أنه ” عملية فيزيائية تعني القدرة التي تمتلكها المادة في الذوبان وانحلالها إلى مادة أخرى، وتسمى المادة التي يتم إذابتها بمثيلتها بالمذابة، أما المادة التي تستخدم في الإذابة تسمى المذيب” وتختلف عملية ذوبان المادة من حالة إلى أخرى بسبب درجة الحرارة وكمية الضغط الذي تتعرض له المادة، فضلا عن السبب الأساسي في هذا الاختلاف وهو التركيب الخصائص الكيميائية للمواد التي تخضع لعملية الذوبان، ومن أمثلة الإذابة الكلية، إذابة الماء مع الميثانول، والإذابة الجزئية في إذابة الزيت مع الماء.

العوامل التي تؤثر في عملية الذوبان

يوجد عدد من العوامل التي تؤثر بشكل مباشر على عملية الذوبان، نحصر تلك العوامل في النقاط التالية:

  • طبيعة المواد التي تستخدم في الخلط، بمعنى معرفة ودراسية طبيعة جزيئات كلا من المادة المذيبة والمادة المذابة.
  • ضرورة الوصول إلى درجة التشبع، يعني بدرجة التشبع تلك الدرجة التي يكون فيها المحلول غير قادر على استيعاب جزيئات المادة المذابة.
  • تعد درجة الحرارة واحدة من العوامل لمؤثرة في سرعة الذوبان، ويتوقف عامل الحرارة على طبيعة الحالة للمادة إذا كانت حالة صلبة أو سائلة، فكلما زادت فيهما درجة الحرارة زادت سرعة عملية الذوبان، أما في الحالة الغازية فكلما زادت درجة الحرارة قلت قابلية المادة للذوبان.
  • تراكم العناصر والجزئيات على السطح الصلب للمادة، ويعني بذلك وجود مواد مثبطة.
  • زيادة مساحة السطح البيئي أو قلته تؤثر في سرعة عملية الذوبان.
  • وجود عملية لخلط.
  • القطبية: تذاب المواد المذابة في الحالات المتماثلة في القطبية، حيث ان المذيبات تذيب المتشابهات، في المذيبات القطبية والعكس صحيح.

كيف تحدث عملية الذوبان

تتم عملية الذوبان عن طريق خلط جزيئات مادة المذاب مع مادة المذيب، ومن ثم يحدث كسر في الروابط الجزئية للمذاب للمادة المذابة، وتتم في هذه العملية إضافة أي حالة من حالات المادة التي تتمثل في  الحالة الصلبة والسائلة والغازية إلى أي مادة مذيبة فينتج عن تلك الخليط محلولا.

الحالات المتنوعة لعملية الذوبان

توجد حالتين لعملية ذوبان المادة، تتمثل الحالة الأولى في الحالات الصلبة للمادة، بينما تأتي الحالة الثانية بالمواد السائلة و المواد الغازية، في النقاط التالية نوضح تلك العمليات بالتفصيل:

  • الحالة الصلبة: يتم إذابة المواد الصلبة عن طريق التفكك في البنية البلورية الأساسية لها، ومن ثم تنتقل ذرات المادة الصلبة وجزئياتها الي المادة المذيبة.
  • إذابة المواد السائلة والمواد الغازية: يتم في هذه الحالة دراسة طبيعة جسميات المادة والتعرف عليها هذا يعني معرفة جسميات المادة المذيبة أو المادة المذابة، لأن عملية الذوبان في هذه الحالة تشترط وجواد توافق بين جزئيات مواد الخليط.

خصائص عملية الذوبان

يتم قياس الذوبان من حيث الحد الأقصى لمقدار ذوبان المذاب في المذيب عند التوازن، وينتج عن هذا الخليط محلول يسمى “محلول مشبع”، وفي النقاط التالية نذكر خصائص عملية الذوبان:

  • تكون المواد الخاضعة للذوبان لديها قابلية التعامل مع مع المادة المذيبة بأي نسبة في تلك العملية، وذلك مثل اختلاط الإيثانول في الماء.
  • يكون المذيب في أغلب الأوقات مادة سائلة، غير مضاف إليه أي شيئ أو مضاف إليه.
  • لا تقتصر عملية الذوبان على حالة معينة من المادة، فتخضع الحالات كافة بأنواعها الشائلة والغازية والصلبة.
  • تتروح قوة الذوبان بين ذوبان كلي مثل ما يحدث في الماء مع الميثانول، و ذوبان جزئي مثل ما يحدث في اختلاط الماء بالزيت.
  • يمكن أنتاح محلول مفرط التشبع ويكون هذا المحلول غير مستقر، وذلك بسبب تجاوز عملية الذوبان في التوازن.
  • وفي حالة كانت المركبات ضعيفة الذوبان، يتم إطلاق مصطلح غير قابل للذوبان.
  • تظل جزئيات الإيثانول كما هي في حالة ذوبانه في الماء، وفي هذه الحالة تعمل على تشكيل روابط هيدروجينية جديدة مع الماء.

بعض الملاحظات على عملية الذوبان

  • يوجد هناك فرق واضح بين عملتي الذوبان والانصهار، عملية الانصهار هو تحول الحالة الفيزيائية للمادة بمعنى أنه يحدث تغير في شكل المادة وحجمها ولونها ولكن لا يحدث أي تغير في التراكيب الأساسي للمادة، فيصبح قادرا على إرجاع المادة إلى شكلها الأساسي، أما الذوبان فيحدث تغير في التركيب الأساسي للمادة، وينتج مادة جديدة مختلق تمام عن المادة الأولى في شكلها وخصائصها ولونها و حجمها.
  • تتطلب عملية الذوبان معرفة ودراسة طبيعة جزيئات كل مادة، بسبب ضرورة وجود تشابه بين المادتين حتى تتم العملية بنجاح.

المركبات اللاعضوية التي تذوب في الماء

  • مركبات الأمونيوم.
  • مركبات الصوديوم.
  • مركبات البوتاسيوم.
  • الكبريتات تذوب في الماء.
  • الخلات والكلورات والنترات والكلوريدات.
  • هيدروكسيد الأمونيوم، هيدروكسيد الصوديوم، هيدروكسيد البوتاسيوم.

المركبات اللاعضوية الاتي لا تذوب في الماء

  • الكربونات مثل، كربونات الفوسفات، كربونات الأكسيد، كربونات الفوسفات، كربونات الأكاسيد، كربونات الكبريتيدات.
  • كلوريد الزئبق، كلوريد الفضة، ويأتي كلوريد الرصاص ليذوب في الماء الساخنة فقط.
  • كبريتات الباريوم والرصاص، والهيدروكسيدات.

هكذا نكون ختمنا مقالنا هذا عن صف طريقتين لزيادة سرعة ذوبان المادة، حيث علمنا  ان عملية الذوبان هي عملية فيزيائية تعني القدرة التي تمتلكها المادة في الذوبان وانحلالها إلى مادة أخرى، وتسمى المادة التي يتم إذابتها بمثيلتها بالمذابة، أما المادة التي تستخدم في الإذابة تسمى المذيب، نلقاكم في مقال جديد بمعلومات جديدة في موقع مخزن.