ذائبية المواد والمحلول المشبع
يحدّد لحظة تشبّع المحلول، ويستنتج أن التركيز لا يزداد بعد الإشباع، ويقارن حدّ الإشباع لمذابين مختلفين في الحجم نفسه من 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): ذائبية المواد — الجزء الثاني، ص ٤٦
خطوات التجربة
افتح شاشة «التركيز»، واختر «خليط مشروب» من «المُذاب» و«صلب»، وضع مجسّ مقياس «التركيز» في المحلول.
هزّ علبة المذاب تدريجيًا وراقب المقياس بعد كل إضافة، حتى تظهر كلمة «مشبع» ويبدأ المذاب الصلب بالتراكم في قاع الكأس. سجّل قراءة «التركيز» عندها.
أضف مزيدًا من المذاب بعد ظهور «مشبع»، وسجّل: هل تغيّرت قراءة «التركيز»؟ وأين ذهب المذاب الزائد؟
افتح صنبور الماء العلوي قليلًا، وراقب ما يحدث للمذاب المتراكم في القاع ولكلمة «مشبع».
أفرغ الكأس من المذاب، ثم اختر «كلوريد الصوديوم» (ملح الطعام) من «المُذاب»، وكرّر الإضافة التدريجية بالحجم نفسه من الماء حتى تظهر «مشبع».
سجّل في جدول: المذاب، التركيز عند الإشباع. وقارن حدّ الإشباع للمادتين.
الفكرة العلمية
لكل مذيب قدرة محدّدة على إذابة كمية من المذاب عند درجة حرارة معيّنة. فإذا أضفنا المذاب تدريجيًا يزداد التركيز حتى يبلغ حدًّا لا يذوب بعده المزيد، ويسمى المحلول عندها المحلول المشبع، ويترسّب كل ما يُضاف بعد ذلك في القاع ويبقى التركيز ثابتًا. ولذلك نضيف المذاب تدريجيًا مع التحريك كي نعرف بدقة لحظة بدء الترسّب. وإذا أضفنا ماءً صار المحلول قادرًا على إذابة مذاب إضافي، أي صار غير مشبع. والذائبية هي أكبر كتلة من المذاب تذوب في ١٠٠ g ماء عند درجة حرارة معيّنة، وهي تختلف من مادة لأخرى. تنبيه: المحاكاة تعرض حدّ الإشباع بوحدة mol/L لا بالغرامات في ١٠٠ g ماء، ولا تتيح تغيير درجة الحرارة، وليس فيها سكّر المائدة؛ فقارن بها الفكرة لا الأرقام.
قوّم نفسك
جرّب المحاكاة أولًا ثم أجب. لا درجات ولا تسجيل — الإجابات لك وحدك، وتختفي بإغلاق الصفحة.
ظهرت كلمة «مشبع»، ثم أضفت مزيدًا من المذاب. ماذا يحدث لقراءة «التركيز»؟
- تزداد باستمرار
- تقل
- تبقى ثابتة ويتراكم المذاب الزائد في القاع
- تصير صفرًا
اعرض الإجابة
ج) تبقى ثابتة ويتراكم المذاب الزائد في القاع
بعد الإشباع لا يذوب المذاب الزائد، فيتراكم في القاع ولا يدخل في المحلول، فيبقى التركيز عند قيمته العظمى. ومن ظنّ أنه يزداد افترض أن الماء يذيب أي كمية من المذاب.
محلول مشبع في قاعه بعض المذاب الصلب، فأضفت إليه ماءً. ماذا تتوقع؟
- يذوب بعض الصلب المتراكم أو كله
- يزداد الصلب في القاع
- يرتفع التركيز فوق حدّ الإشباع
- لا يحدث شيء
اعرض الإجابة
أ) يذوب بعض الصلب المتراكم أو كله
الماء الإضافي قادر على إذابة كمية أخرى من المذاب، فيذوب الصلب المتراكم، وقد يصير المحلول غير مشبع. ومن قال إنه لا يحدث شيء ظنّ أن الراسب لا يعود إلى الذوبان.
لماذا يُضاف المذاب تدريجيًا في نشاط «ذائبية المواد»؟
- لأن الإضافة دفعة واحدة تزيد الذائبية
- كي يتغيّر لون الماء ببطء
- لأن المذاب لا يذوب إلا إذا أضيف قليلًا قليلًا
- كي نعرف بدقة اللحظة التي يبدأ فيها الترسّب
اعرض الإجابة
د) كي نعرف بدقة اللحظة التي يبدأ فيها الترسّب
الإضافة التدريجية تكشف اللحظة التي يصير فيها المحلول مشبعًا، كما ظهرت كلمة «مشبع» في المحاكاة بعد إضافة محدّدة. أما الذائبية نفسها فلا تتغيّر بطريقة الإضافة، بل بنوع المذاب ودرجة الحرارة.
ماذا نسمّي المحلول الذي يقبل إذابة كميات إضافية من المذاب دون أن تترسّب؟ وكيف تعرفه في المحاكاة؟
اعرض الإجابة
نسمّيه محلولًا غير مشبع. وأعرفه في المحاكاة بأن كلمة «مشبع» لا تظهر، ولا يتراكم صلب في القاع، وتزداد قراءة «التركيز» مع كل إضافة من المذاب.
أضاف أخوك ملاعق كثيرة من السكر إلى كوب شاي، فبقي بعض السكر في القاع مهما حرّكه. فسّر ذلك.
اعرض الإجابة
صار الشاي محلولًا مشبعًا بالسكر عند درجة حرارته، فلم يعد قادرًا على إذابة المزيد، فبقي السكر الزائد في القاع كما تراكم المذاب في المحاكاة بعد ظهور «مشبع». والتحريك يسرّع الذوبان لكنه لا يزيد الكمية التي يمكن أن تذوب.