ما المقصود بالمحلول المائي Aqueous Solution ؟ و ما الأمثلة عليه؟
المحلول المائي هو محلول كيميائي يكون فيه المذيب ماء. فالمواد المذابة هي جزيئات وأيونات مذابة تكون محاطة بجزيئات الماء. و في المعادلة الكيميائية يظهر المحلول المائي بكتابة (aq) بعد الصيغة الكيميائية. فمثلا محلول مائي من الملح (NaCl) في الماء هو NaCl(aq) أو Na+(aq) + Cl–(aq). على النقيض من ذلك ، فإن المحلول الذي لا يكون فيه المذيب ماءً يسمى محلول غير مائي.
أمثلة على المحلول المائي
هناك العديد من المواد التي نتعامل معها يوميا و الكثير من المواد الأيونية و التساهمية يمكن لها الذوبان في الماء بسهولة و تشكيل محاليل مائية. و تشمل أمثلة المحاليل المائية ما يلي:
- المحلول الملحي
- ماء البحر
- الشاي
- الكولا
- السكر
- محاليل حموض و قواعد أرهينيوس
- الخل
و تشمل أمثلة المحاليل غير المائية أيِّ محلول نتج عن تذويب مادة ما في الزيت أو الهكسان أو البنزين أو التولوين أو المذيبات الأخرى غير المائية. و عندما تتحد مادة ما مع الماء وتشكل خليطًا ولكنها لا تذوب في الماء فإنه لا يتشكل محلول مائي. على سبيل المثال ، لا يشكل خلط الرمل والماء محلولًا مائيًا.
أمثلة على مسائل في الكيمياء حول المحلول المائي
يواجه الطلاب عدة أنواع مختلفة من مسائل الكيمياء المتعلقة بالمحاليل المائية. تتعلق هذه بشكل أساسي بمسائل الذوبان والخصائص المجمعة.
مثال: أي مادة مما يأتي تشكل محلولًا مائيًا؟
نيترات الصوديوم (NaNO3)
كربونات الكالسيوم (CaCO3)
هيدروكسيد الفضة (AgOH)
كبريتيد النحاس (I) (Cu2S)
من الناحية الفنية ، هذا ليس سؤالًا رائعًا لأن جميع المركبات الأيونية تشكل محاليل مائية ، حتى لو كانت ضعيفة الذوبان للغاية. هذا لأن المركبات الأيونية ، مثل الماء ، هي جزيئات قطبية. لكن الهدف من سؤال مثل هذا هو جعل الطالب يفهم قواعد الذوبان. بناءً على هذه القواعد ، فإن مادة نيترات الصوديوم فقط هي القابلة للذوبان في الماء بدرجة عالية. فمعظم الكربونات والهيدروكسيدات والكبريتيدات غير قابلة للذوبان و المركبات أعلاه ليست استثناءات للقواعد.
و هناك أسئلة شائعة أخرى تتعلق بالخصائص المجمعة. و تعتمد الخصائص المجمعة، مثل انخفاض درجة التجمد وارتفاع درجة الغليان ، على عدد الجزيئات المذابة في الماء. فكلما زاد تفكك المركب إلى أيونات أو زاد تركيزه ، زادت درجة الغليان أو انخفاض درجة التجمد.
مثال: أي محلول مائي له أقل درجة تجمد؟
- محلول اليوريا المولي (CH4N2O) تركيز 0.1 مول/لتر.
- محلول سكروز مولال (C12H22O11) تركيز 0.1 مول/لتر.
- محلول كلوريد الصوديوم (NaCl) تركيز 0.1 مول/لتر.
- محلول كلوريد الكالسيوم المولي (CaCl2) تركيز 0.1 مول/لتر.
نظرًا لأن جميع المحاليل اعلاه لها نفس التركيز ، فكل ما تحتاج إليه النظر إلى عدد الجزيئات التي تنتج عند ذوبان المركب أو المادة في المحلول المائي. فاليوريا والسكروز مركبات تساهمية ، لذا فهي تذوب في الماء لكن لا تتفكك في أيونات، و هنا يتبقى لدينا كلوريد الصوديوم وكلوريد الكالسيوم. كلا هذين المركبين أيونين وقابلان للذوبان في الماء و يتفككان في الماء. لكن كلوريد الصوديوم يتفكك فقط إلى أيونيين أو جسيمات: أيون الكلوريد و أيون الصوديوم . و على الطرف الآخر يتفكك كلوريد الكالسيوم إلى ثلاثة أيونات أيوني كلوريد و أيون كالسيوم. لذلك ، فإن محلول كلوريد الكالسيوم 0.1 مول له أقل درجة تجمد.
مثال: أي محلول مائي يحتوي على أعلى درجة غليان؟
- محلول كلوريد الصوديوم تركيز 0.1 مول/لتر.
- محلول سكروز (C12H22O11) تركيز 0.1 مول/لتر.
- محلول CaCl2 تركيز 0.1 مول/لتر.
- محلول AlCl3 تركيز 0.1 مول/لتر.
إن حل هذا المثال مشابه تمامًا للمثال الذي قبله. أولاً ، تأكد من أن المركبات قابلة للذوبان في الماء. بعد ذلك ، تحقق من تركيز المحلول. في هذه الحالة ، جميع المركبات الأربعة قابلة للذوبان ولها نفس قيم التركيز. أخيرًا ، قارن بين عدد الجسيمات الناتجة من تفكك المركب عندما يذوب في الماء. فالسكروز يذوب ولكنه لا يتفكك لذا فهو يشكل جزيئا واحدًا فقط وله أقل تأثير على درجة الغليان. و يشكل كلوريد الصوديوم أيونين ، ويشكل CaCl2 ثلاثة أيونات، ويشكل AlCl3 أربعة أيونات. لذلك لمحلول كلوريد الألومنيوم على أعلى درجة غليان.
المصدر :
- الموسوعة العلمية الكيميائية للأستاذ أكرم العلي
- www.sciencenotes.org
بوسترات (لوحات) كيميائية بدقة عالية (أكثر من 25 لوحة) من تصميم الأستاذ أكرم أمير العلي
تطبيقات كيميائية من تصميم الأستاذ أكرم امير العلي متوفر للجوالات التي تعمل بنظام أندرويد android على سوق جوجل بلاي google play و من بينها تطبيق ملصقات الجـدول الدوري باللغة العربية : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرة في نفس الوقت كل عنصـر على حدة (اللغة العربية).
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir2
