أسماء الأيونات في جدول الذوبان

نادرًا ما يواجه الناس في الحياة اليومية معظم الأشياء عبارة عن خليط من المواد.

الحل هو الذي يتم فيه خلط المكونات بشكل موحد. هناك عدة أنواع منها حسب حجم الجسيمات: الأنظمة الخشنة، والمحاليل الجزيئية، والأنظمة الغروية، والتي تسمى غالبًا بالمحلول. تتناول هذه المقالة الجزيئية (أو قابلية ذوبان المواد في الماء - وهي أحد الشروط الرئيسية التي تؤثر على تكوين المركبات.

ذوبان المواد: ما هو ولماذا هو مطلوب؟

لفهم هذا الموضوع، عليك أن تعرف قابلية ذوبان المواد. بعبارات بسيطة، هي قدرة مادة على الاتحاد مع مادة أخرى وتكوين خليط متجانس. إذا تناولنا الأمر من وجهة نظر علمية، فيمكننا النظر في تعريف أكثر تعقيدًا. قابلية ذوبان المواد هي قدرتها على تكوين تركيبات متجانسة (أو غير متجانسة) مع توزيع مشتت للمكونات مع مادة واحدة أو أكثر. هناك عدة فئات من المواد والمركبات:

• قابل للذوبان؛
• قابل للذوبان بشكل طفيف؛
• غير قابلة للذوبان.

على ماذا يشير قياس ذوبان المادة؟

محتوى المادة في خليط مشبع هو مقياس لذوبانها. وكما ذكر أعلاه، فإنه يختلف بالنسبة لجميع المواد. القابلة للذوبان هي تلك التي يمكنها تخفيف أكثر من 10 جرام منها لكل 100 جرام من الماء. والفئة الثانية أقل من 1 جرام تحت نفس الظروف. غير قابلة للذوبان عمليا هي تلك التي يدخل فيها الخليط أقل من 0.01 جم من المكون. وفي هذه الحالة لا تستطيع المادة نقل جزيئاتها إلى الماء.

ما هو معامل الذوبان

معامل الذوبان (k) هو مؤشر للكتلة القصوى للمادة (g) التي يمكن تخفيفها في 100 جرام من الماء أو مادة أخرى.

المذيبات

تتضمن هذه العملية مذيبًا ومذابًا. الأول يختلف في أنه في البداية يكون في نفس حالة التجميع مثل الخليط النهائي. وكقاعدة عامة، يتم تناوله بكميات أكبر.

ومع ذلك، يعرف الكثير من الناس أن للماء مكانة خاصة في الكيمياء. هناك قواعد منفصلة لذلك. المحلول الذي يوجد فيه H2O يسمى مائي. عند الحديث عنها، يعتبر السائل مستخلصًا حتى عندما يكون بكميات أقل. مثال على ذلك هو محلول 80٪ من حمض النيتريك في الماء. والنسب هنا ليست متساوية، ورغم أن نسبة الماء أقل من الحمض، فمن غير الصحيح تسمية المادة بمحلول 20% من الماء في حمض النتريك.

هناك مخاليط لا تحتوي على H 2 O. يطلق عليها اسم غير مائي. هذه المحاليل الإلكتروليتية هي موصلات أيونية. أنها تحتوي على واحد أو خليط من المستخلصات. أنها تحتوي على أيونات وجزيئات. يتم استخدامها في صناعات مثل الطب وإنتاج المواد الكيميائية المنزلية ومستحضرات التجميل وغيرها من المجالات. يمكنهم الجمع بين العديد من المواد المرغوبة ذات ذوبان مختلفة. مكونات العديد من المنتجات المستخدمة خارجيًا هي مواد كارهة للماء. وبعبارة أخرى، فهي لا تتفاعل بشكل جيد مع الماء. يمكن أن تكون هذه متقلبة وغير متقلبة ومجمعة. في الحالة الأولى، تعمل المواد العضوية على إذابة الدهون بشكل جيد. وتشمل المواد المتطايرة الكحول والهيدروكربونات والألدهيدات وغيرها. وغالبا ما يتم تضمينها في المواد الكيميائية المنزلية. غالبًا ما تستخدم المواد غير المتطايرة لصنع المراهم. هذه هي الزيوت الدهنية والبارافين السائل والجلسرين وغيرها. مجتمعة - خليط من المواد المتطايرة وغير المتطايرة، على سبيل المثال، الإيثانول مع الجلسرين، والجلسرين مع ديميكسيد. وقد تحتوي أيضًا على الماء.

أنواع المحاليل حسب درجة التشبع

المحلول المشبع هو خليط من المواد الكيميائية التي تحتوي على الحد الأقصى لتركيز مادة واحدة في المذيب عند درجة حرارة معينة. لن يتم الطلاق بعد ذلك. في التحضير الصلب، يكون هطول الأمطار ملحوظا، وهو في توازن ديناميكي معه. ويعني هذا المفهوم الحالة التي تستمر مع مرور الوقت بسبب حدوثها في وقت واحد في اتجاهين متعاكسين (ردود الفعل الأمامية والخلفية) وبنفس السرعة.

إذا كانت المادة لا تزال تتحلل عند درجة حرارة ثابتة، فإن هذا المحلول غير مشبع. إنهم مرنون. ولكن إذا واصلت إضافة مادة إليها، فسيتم تخفيفها في الماء (أو أي سائل آخر) حتى تصل إلى أقصى تركيز لها.

نوع آخر مشبع. يحتوي على كمية أكثر ذوبانًا مما قد يكون موجودًا عند درجة حرارة ثابتة. نظرًا لكونها في حالة توازن غير مستقر، يحدث التبلور عندما تتعرض جسديًا.

كيف نميز المحلول المشبع عن المحلول غير المشبع؟

هذا من السهل جدًا القيام به. إذا كانت المادة صلبة، فيمكن رؤية الراسب في محلول مشبع. في هذه الحالة، يمكن للمستخرج أن يثخن، على سبيل المثال، في تركيبة مشبعة، الماء الذي تمت إضافة السكر إليه.
ولكن إذا قمت بتغيير الظروف، فقم بزيادة درجة الحرارة، فلن يتم اعتبارها مشبعة، لأنه عند درجة حرارة أعلى، سيكون الحد الأقصى لتركيز هذه المادة مختلفا.

نظريات التفاعل بين مكونات الحل

هناك ثلاث نظريات تتعلق بتفاعل العناصر في الخليط: الفيزيائية والكيميائية والحديثة. مؤلفو الأول هم سفانتي أوغست أرينيوس وويلهلم فريدريش أوستوالد. لقد افترضوا أنه بسبب الانتشار، يتم توزيع جزيئات المذيب والمذاب بشكل موحد في كامل حجم الخليط، ولكن لم يكن هناك تفاعل بينهما. النظرية الكيميائية التي طرحها ديمتري إيفانوفيتش مندليف هي عكس ذلك. ووفقا له، نتيجة للتفاعل الكيميائي بينهما، يتم تشكيل مركبات غير مستقرة ذات تركيب ثابت أو متغير، والتي تسمى المذابات.

حاليًا، يتم استخدام النظرية المشتركة لفلاديمير ألكساندروفيتش كيستياكوفسكي وإيفان ألكسيفيتش كابلوكوف. فهو يجمع بين الفيزيائية والكيميائية. تنص النظرية الحديثة على أنه يوجد في المحلول جزيئات غير متفاعلة من المواد ومنتجات تفاعلها - المذيبات، التي أثبت مندليف وجودها. عندما يكون المستخرج هو الماء، فإنها تسمى الهيدرات. تسمى الظاهرة التي تتشكل فيها المواد الذائبة (الهيدرات) بالمذيبات (الترطيب). فهو يؤثر على جميع العمليات الفيزيائية والكيميائية ويغير خصائص الجزيئات الموجودة في الخليط. يحدث الذوبان بسبب حقيقة أن غلاف الذوبان، الذي يتكون من جزيئات مستخلصة مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بها، يحيط بالجزيء المذاب.

العوامل المؤثرة على ذوبان المواد

التركيب الكيميائي للمواد.تنطبق قاعدة "المثل يجذب الشبيه" أيضًا على الكواشف. يمكن للمواد ذات الخصائص الفيزيائية والكيميائية المتشابهة أن تذوب بعضها البعض بشكل أسرع. على سبيل المثال، تتفاعل المركبات غير القطبية بشكل جيد مع المركبات غير القطبية. يتم تخفيف المواد ذات الجزيئات القطبية أو البنية الأيونية في المواد القطبية، على سبيل المثال، في الماء. تتحلل فيه الأملاح والقلويات والمكونات الأخرى وغير القطبية - والعكس صحيح. ويمكن إعطاء مثال بسيط. لتحضير محلول مشبع من السكر في الماء، ستحتاج إلى كمية أكبر من المادة مقارنة بالملح. كيف نفهم هذا؟ ببساطة، يمكنك إضافة المزيد من السكر إلى الماء أكثر من الملح.

درجة حرارة.لزيادة قابلية ذوبان المواد الصلبة في السوائل، تحتاج إلى زيادة درجة حرارة المستخلص (يعمل في معظم الحالات). يمكنك إظهار هذا المثال. إذا قمت بوضع قليل من كلوريد الصوديوم (الملح) في الماء البارد، فإن العملية سوف تستغرق وقتا طويلا. إذا فعلت الشيء نفسه مع وسط ساخن، فسوف يحدث الذوبان بشكل أسرع بكثير. ويفسر ذلك حقيقة أنه بسبب زيادة درجة الحرارة، تزداد الطاقة الحركية، وغالبا ما يتم إنفاق كمية كبيرة منها على كسر الروابط بين جزيئات وأيونات المادة الصلبة. ومع ذلك، عندما ترتفع درجة الحرارة في حالة الليثيوم والمغنيسيوم والألومنيوم والأملاح القلوية، تنخفض قابليتها للذوبان.

ضغط.هذا العامل يؤثر فقط على الغازات. تزداد قابليتها للذوبان مع زيادة الضغط. بعد كل شيء، يتم تقليل حجم الغازات.

تغيير معدل الذوبان

لا ينبغي الخلط بين هذا المؤشر والذوبان. بعد كل شيء، تتأثر التغييرات في هذين المؤشرين بعوامل مختلفة.

درجة تجزئة المذاب.يؤثر هذا العامل على ذوبان المواد الصلبة في السوائل. في الحالة الكاملة (القطعة)، يستغرق التركيب وقتًا أطول للتخفيف من التركيب المقسم إلى قطع صغيرة. دعونا نعطي مثالا. سوف تستغرق قطعة الملح الصلبة وقتًا أطول بكثير لتذوب في الماء مقارنة بالملح على شكل رمل.

سرعة التحريك.وكما هو معروف، يمكن تحفيز هذه العملية عن طريق التحريك. كما أن سرعتها مهمة أيضًا، لأنه كلما زادت، زادت سرعة ذوبان المادة في السائل.

لماذا تحتاج إلى معرفة ذوبان المواد الصلبة في الماء؟

بادئ ذي بدء، هناك حاجة إلى مثل هذه المخططات لحل المعادلات الكيميائية بشكل صحيح. يوضح جدول الذوبان شحنات جميع المواد. يجب أن يكونوا معروفين بكتابة الكواشف بشكل صحيح ووضع معادلة للتفاعل الكيميائي. تشير قابلية الذوبان في الماء إلى ما إذا كان الملح أو القاعدة يمكن أن ينفصلا. تحتوي المركبات المائية التي توصل التيار على إلكتروليتات قوية. هناك نوع آخر. تلك التي موصلة للتيار بشكل سيئ تعتبر إلكتروليتات ضعيفة. في الحالة الأولى، المكونات عبارة عن مواد متأينة بالكامل في الماء. في حين أن الشوارد الضعيفة تظهر هذا المؤشر فقط إلى حد صغير.

معادلات التفاعل الكيميائي

هناك عدة أنواع من المعادلات: الجزيئية، والأيونية الكاملة، والأيونية القصيرة. في الواقع، الخيار الأخير هو شكل مختصر من الخيار الجزيئي. هذا هو الجواب النهائي. تسرد المعادلة الكاملة المواد المتفاعلة ومنتجات التفاعل. الآن يأتي دور جدول ذوبان المواد. أولاً، تحتاج إلى التحقق مما إذا كان التفاعل ممكنًا، أي ما إذا كان أحد شروط التفاعل قد تم استيفاءه. لا يوجد سوى 3 منهم: تكوين الماء، وإطلاق الغاز، وهطول الأمطار. إذا لم يتم استيفاء الشرطين الأولين، فأنت بحاجة إلى التحقق من الشرط الأخير. للقيام بذلك، تحتاج إلى إلقاء نظرة على جدول الذوبان ومعرفة ما إذا كانت منتجات التفاعل تحتوي على ملح أو قاعدة غير قابلة للذوبان. إذا كان هناك، فسيكون من الرواسب. بعد ذلك، سوف تحتاج إلى جدول لكتابة المعادلة الأيونية. نظرًا لأن جميع الأملاح والقواعد القابلة للذوبان عبارة عن إلكتروليتات قوية، فسوف تتحلل إلى كاتيونات وأنيونات. بعد ذلك، يتم إلغاء الأيونات غير المرتبطة ويتم كتابة المعادلة في صورة مختصرة. مثال:

1. K 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓+2HCl،
2. 2K+2SO 4 +Ba+2Cl=BaSO 4 ↓+2K+2Cl,
3. Ba+SO4=BaSO4 ↓.

وبالتالي، فإن جدول ذوبان المواد هو أحد الشروط الأساسية لحل المعادلات الأيونية.

يساعدك الجدول التفصيلي على معرفة مقدار المكون الذي تحتاج إلى تناوله لتحضير خليط مشبع.

جدول الذوبان

هذا ما يبدو عليه الجدول النموذجي غير المكتمل. من المهم الإشارة إلى درجة حرارة الماء هنا، لأنها أحد العوامل التي ناقشناها بالفعل أعلاه.

كيفية استخدام جدول الذوبان للمواد؟

يعد جدول ذوبان المواد في الماء أحد المساعدين الرئيسيين للكيميائي. يوضح كيفية تفاعل المواد والمركبات المختلفة مع الماء. إن قابلية ذوبان المواد الصلبة في السائل هي مؤشر بدونه تكون العديد من المعالجات الكيميائية مستحيلة.

الجدول سهل الاستخدام للغاية. يحتوي السطر الأول على كاتيونات (جسيمات موجبة الشحنة)، ويحتوي السطر الثاني على أنيونات (جسيمات سالبة الشحنة). معظم الجدول مشغول بشبكة تحتوي على رموز محددة في كل خلية. هذه هي الحروف "P" و"M" و"N" والعلامات "-" و"؟".

• "P" - يذوب المركب؛
• "م" - قابل للذوبان قليلا.
• "ن" - لا يذوب؛
• "-" - الاتصال غير موجود؛
• "؟" - لا توجد معلومات عن وجود الاتصال.

توجد خلية واحدة فارغة في هذا الجدول - وهي الماء.

مثال بسيط

الآن دعونا نتحدث عن كيفية العمل مع هذه المواد. لنفترض أنك بحاجة إلى معرفة ما إذا كان الملح MgSo 4 (كبريتات المغنيسيوم) قابلاً للذوبان في الماء. للقيام بذلك، تحتاج إلى العثور على العمود Mg 2+ والنزول إلى السطر SO 4 2-. عند تقاطعهما يوجد حرف P، مما يعني أن المركب قابل للذوبان.

خاتمة

لذلك، قمنا بدراسة مسألة ذوبان المواد في الماء وأكثر من ذلك. ومما لا شك فيه أن هذه المعرفة ستكون مفيدة في مزيد من دراسة الكيمياء. بعد كل شيء، تلعب قابلية ذوبان المواد دورًا مهمًا هناك. سيكون مفيدًا في حل المعادلات الكيميائية والمسائل المختلفة.

يعد جدول ذوبان الأملاح والأحماض والقواعد هو الأساس الذي بدونه يستحيل إتقان المعرفة الكيميائية بشكل كامل. تساعد قابلية ذوبان القواعد والأملاح في التعلم ليس فقط لأطفال المدارس، ولكن أيضًا للأشخاص المحترفين. إن إنشاء العديد من منتجات الحياة لا يمكن الاستغناء عنه بدون هذه المعرفة.

جدول ذوبان الأحماض والأملاح والقواعد في الماء

يعد جدول ذوبان الأملاح والقواعد في الماء بمثابة دليل يساعد في إتقان الأساسيات الكيميائية. ستساعدك الملاحظات التالية على فهم الجدول أدناه.

• P - يشير إلى مادة قابلة للذوبان.
• ح – مادة غير قابلة للذوبان.
• م – المادة قابلة للذوبان بشكل طفيف في البيئة المائية؛
• RK - مادة لا يمكن أن تذوب إلا عند تعرضها لأحماض عضوية قوية؛
• سوف تشير الشرطة إلى أن مثل هذا المخلوق غير موجود في الطبيعة؛
• NK - لا يذوب في الأحماض أو الماء؛
• ؟ – علامة الاستفهام تشير إلى أنه لا توجد اليوم معلومات دقيقة عن تحلل المادة.

في كثير من الأحيان، يتم استخدام الجدول من قبل الكيميائيين وأطفال المدارس والطلاب لإجراء البحوث المختبرية، والتي من الضروري خلالها تحديد الظروف لحدوث تفاعلات معينة. باستخدام الجدول، من الممكن تحديد كيفية تصرف المادة في بيئة مالحة أو حمضية، وما إذا كان من الممكن ظهور راسب. يشير الراسب أثناء البحث والتجارب إلى عدم رجعة التفاعل. هذه نقطة مهمة يمكن أن تؤثر على مسار جميع الأعمال المختبرية.

رموز جدول الذوبان:
ر— المادة شديدة الذوبان في الماء؛
م— المادة قابلة للذوبان قليلاً في الماء؛
ن— المادة غير قابلة للذوبان عمليا في الماء، ولكنها تذوب بسهولة في الأحماض الضعيفة والمخففة؛
ر.ك— المادة غير قابلة للذوبان في الماء ولا تذوب إلا في الأحماض غير العضوية القوية.
نك- المادة غير قابلة للذوبان في الماء أو في الأحماض.
ز— تتحلل المادة بالكامل عند إذابتها ولا تتواجد عند ملامستها للماء؛
— - المادة غير موجودة .

جدول الذوبان (المدرسة)

وفق نظريات التفكك الكهربائي، عند ذوبانها في الماء، تتحلل (تتفكك) إلى أيونات موجبة وسالبة الشحنة تسمى كاتيونات، وتسمى الكاتيونات سالبة الشحنة وعادةً ما تشتمل على أيونات الهيدروجين والأمونيوم، بالإضافة إلى أيونات فلزية البقايا الحمضية وأيون الهيدروكسيد.

على سبيل المثال، يمكن التعبير عن تفكك حمض الهيدروكلوريك HCl بالمعادلة التالية:

حمض الهيدروكلوريك ↔H + + Cl —

ومحلول مائي من ملح كلوريد الباريوم:

BaCl 2 ↔Ba 2+ + 2Cl -

جدول الذوبانيُظهر نسبة المواد المختلفة إلى الذوبان في مذيبات مختلفة بالنسبة إلى إلكتروليت معين، يتم تحديد معادلة التفكك في مذيب معين له، أي. الكاتيون والأنيون، وأوجد نسبة الإلكتروليت إلى الذوبان من الجدول.