تخفيف المحلول
يستنتج الطالب أن عدد مولات المذاب يبقى ثابتًا عند التخفيف، ويطبّق العلاقة M1V1 = M2V2 لحساب التركيز بعد إضافة الماء.
المحاكاة التفاعلية
محاكاة تفاعلية: التركيز — من PhET
لا تُحمَّل المحاكاة إلا بطلبك. اضغط لبدء التشغيل — قد تستغرق لحظات على الاتصال البطيء.
في كتابك
- نشاط (٢): تخفيف المحلول — الجزء الأول، ص ٨١
خطوات التجربة
افتح شاشة «التركيز»، واختر مذابًا ملونًا مثل «كبريتات النحاس الثنائي»، وأضفه وهو «صلب» بهز العبوة قليلًا حتى يذوب كله ولا يبقى صلب في القاع.
اسحب مجس مقياس «التركيز» إلى المحلول، وسجّل التركيز بوحدة mol/L والحجم من تدريج الكأس باللتر.
افتح الصنبور السفلي واصرف من المحلول حتى يقل حجمه إلى النصف تقريبًا. سجّل الحجم والتركيز الجديدين ولون المحلول.
افتح الصنبور العلوي وأضف ماءً حتى يعود الحجم إلى قيمته الأولى. سجّل التركيز الجديد ولاحظ اللون.
سجّل القراءات في جدول: (المرحلة، الحجم L، التركيز mol/L، التركيز × الحجم)، وقارن قيم العمود الأخير قبل إضافة الماء وبعدها.
الفكرة العلمية
التخفيف إضافة مذيب إلى المحلول، فيزداد حجمه ولا يتغير عدد مولات المذاب فيه. ولأن عدد المولات يساوي التركيز × الحجم، فإن M1V1 = M2V2، حيث M1 وV1 تركيز المحلول وحجمه قبل التخفيف، وM2 وV2 بعده. لذلك حين صرفت جزءًا من المحلول لم يتغير تركيزه، فالجزء المأخوذ له تركيز المحلول نفسه، لكن عدد مولاته أقل. وحين أضفت الماء إلى هذا الجزء حتى تضاعف حجمه، انخفض التركيز إلى النصف وفتح اللون، وبقي حاصل ضرب التركيز في الحجم ثابتًا. وهذا ما يفعله نشاط الكتاب بأخذ جزء من محلول السكر وإضافة ماء مقطر إليه. والمحاكاة تستخدم مذابًا ملونًا بدل السكر، فيظهر أثر التخفيف في اللون أيضًا.
قوّم نفسك
جرّب المحاكاة أولًا ثم أجب. لا درجات ولا تسجيل — الإجابات لك وحدك، وتختفي بإغلاق الصفحة.
صرفت نصف المحلول من الصنبور السفلي. ماذا يحدث لقراءة مقياس التركيز؟
- تقل إلى النصف لأن المذاب قل
- تتضاعف لأن الحجم قل
- تبقى كما هي
- تصبح صفرًا
اعرض الإجابة
ج) تبقى كما هي
المحلول المصروف يحمل المذاب والماء بالنسبة نفسها، فيقل عدد المولات والحجم معًا ويبقى التركيز ثابتًا. ومن يختار النصف يخلط بين كمية المذاب وتركيزه.
محلول تركيزه 0.80 mol/L وحجمه 0.50 L، أضفت إليه ماءً حتى صار حجمه 1.00 L. ما تركيزه الجديد؟
- 0.40 mol/L
- 1.60 mol/L
- 0.80 mol/L
- 0.20 mol/L
اعرض الإجابة
أ) 0.40 mol/L
M2 = M1V1 / V2 = 0.80 × 0.50 ÷ 1.00 = 0.40 mol/L. ومن يختار 1.60 عكس العلاقة فضرب في نسبة الحجمين بدل القسمة.
ما الكمية التي تبقى ثابتة عند إضافة الماء إلى المحلول؟
- التركيز
- عدد مولات المذاب
- حجم المحلول
- شدة اللون
اعرض الإجابة
ب) عدد مولات المذاب
الماء المضاف لا يحمل مذابًا، فعدد المولات لا يتغير بينما يزداد الحجم ويقل التركيز ويفتح اللون. وعلى ثبات المولات تقوم العلاقة M1V1 = M2V2.
قارن عمود (التركيز × الحجم) في جدولك قبل إضافة الماء وبعدها. ماذا يمثل هذا العمود، ولماذا بقي ثابتًا؟
اعرض الإجابة
حاصل ضرب التركيز بوحدة mol/L في الحجم باللتر يساوي عدد مولات المذاب. وبقي ثابتًا لأننا أضفنا ماءً فقط ولم نضف مذابًا، فزاد الحجم بالنسبة نفسها التي قل بها التركيز.
عصير مركّز تعليماته: «اخلط جزءًا واحدًا مع ثلاثة أجزاء من الماء». كم يصبح تركيزه مقارنة بالمركّز؟ فسّر.
اعرض الإجابة
يصبح الحجم الكلي أربعة أجزاء بعد أن كان جزءًا واحدًا، وكمية المادة المذابة لم تتغير. فبحسب M1V1 = M2V2 يصبح التركيز ربع تركيز العصير المركّز.