بحث عن تركيز المحلول

المحلول

يُعرف المحلول بأنّه مزيج متجانس من مادتين أو أكثر، ويمكن لهذه المواد أنّ تكون طبيعية أو جزيئية، وتقسم المحاليل إلى أنواع منها المحاليل المائية التي يكون فيها المذاب وهي المادة الموجودة في المحلول بنسبة أقل وبالمذيب وهي المادة الموجودة بالمحلول بنسبة أعلى ومن طرق التعبير عن كمية المذاب والمذيب التركيز والذائبية، ومن الأمثلة عليها ذوبان الكحول مع الماء وذوبان السكر في القهوة، والنوع الثاني منها المحاليل الغازية والتي تنتج عن اختلاط الغازات كالهواء مثلًا الذي يتكون من مزيج من غازي النيتروجين والأكسجين ومع كمية قليل من غاز ثاني أكسيد الكربون، وأما عن النوع الثالث المحاليل الصلبة كالسبائك الناتجة عن صهر المعادن، وفي هذا المقال بحث عن تركيز المحلول.

بحث عن تركيز المحلول

عند التطرق للبحث عن تركيز المحلول، فلا بد من الاطلاع على تركيز المحلول، فذلك المصطلح يشير إلى تركيز المادة المذابة في المذيب أو بمعنى آخر إلى كمية المذاب مقارنة بالمذيب، ويذكر بأنّه لا يمكن للمذيب كالماء مثلًا الاحتفاظ بكمية كبيرة من المذاب كالسكر وفي حالة زيادة المذاب سوف يترسب في المحلول ويُسمى المحلول بهذه الحالة بالمحلول المُشبع أو المُركز، ونظرًا لعدم الاستفادة من المذيب بعد وصوله إلى نقطة التشبع؛ فلذلك يتم تحديد مستوى التشبع الخاص بكل مذيب اعتمادًا على مدى سهولة ذوبانه في المذاب كما يجب التمييز بين المحلول المركز والمُخفف الذي يحتوي على كمية قليلة من المذيب وقد يلجأ الكيميائيون إلى تخفيف بعض المحاليل الخطرة التي لا يمكن استخدامها على صورتها المُركزة مثل حمض الهيدروكلوريك الذي يخفف ليسهل التعامل معه وتقل خطورته^[١]، ويمكن في المختبر تخفيف تركيز محلول ما، وذلك من أفضل ما في البحث عن تركيز المحلول؛ إذ يحدث ذلك بإضافة كمية أكبر من المذيب إلى ذلك المحلول، ويذكر بأنّه عند إضافة المذيب بتركيز معين سوف يقل تركيز المحلول بسبب زيادة الحجم، وهذا لا يغير من عدد مولات المذاب، وتبعًا لذلك يُعبرعن تخفيف المحاليل بالعلاقة الرياضية:

عدد المولات قبل التخفيف= عدد المولات بعد التخفيف.

أو:

ت1 ×ح1= ت2 ×ح2

حيث أنّ ت1 تُشير إلى تركيز المحلول فبل التخفيف و ح1 حجم المحلول الابتدائي وت2 تركيز المحلول بعد التخفيف و ح2 حجم المحلول النهائي، وهذا مماثل لعملية زيادة الماء لتخفيف عصير مُحلى بكمية كبيرة من السكر ليصبح أقل حلاوة.

ويفضل التطرق في بحث عن تركيز المحلول إلى بعض المفاهيم لتمييزها عن المحلول، كالمخاليط المتجانسة؛ وهي من المحاليل التي تمتلك تركيبة موحدة ويمكن أنّ تكون مكوناتها صلبة أو سائلة أو غازية، وهذه المحاليل يمكن تحديد تركيز المواد الموجودة فيها، وفي حالة احتواء المادة على تركيبة غير موحدة فتسمى بالمخاليط غير المتجانسة ومثال عليها جسم الإنسان الذي يحتوي على نسبة 57٪ من الماء.^[٢]

وتشمل نتائج البحث عن تركيز المحلول طرق التعبير عن التركيز، ومنها الطرق المولارية التي تُعرف بعدد مولات المذاب لكل لتر من المحلول، ولتحديد عدد مولات المادة المذابة الموجودة في المحلول والحجم الكلي للمحلول يتم قياس وزن كمية المذاب بوحدة الغرام ومن ثم تحديد عدد الغرامات الموجودة في مول واحد من المذاب فمثلًا إذا كان هناك 40 غرام لكل مول واحد في مركب هيدروكسيد الصوديوم فإنّ 20 غرام من ذلك المركب يساوي 0.50 مول، وفي الخطوة الثانية يتم قياس حجم المذيب بوحدة اللتر، وإذا تم قياسها بوحدة الميليلتر تحول إلى لتر عن طريق العلاقة 1لتر=1000مل، فعلى سبيل المثال إذا كانت النتيجة 500 مل تُحول إلى لتر؛ وذلك من خلال استخدام العلاقة السابقة، ليصبح 500مل/1000=0.5 لتر من المذيب، ومن ثم يتم تطبيق العلاقة:

التركيز المولي أو المولارية=عدد المولات المذاب/حجم المذيب.

وبالتعويض في العلاقة السابقة يتبين أنّ التركيز =0.50 مول/ 0.5 لتر=1 مول/لتر من هيدروكسيد الصوديوم.^[٣]

ويوجد في البحث عن تركيز المحلول طرقًا أخرى للتعبير على التركيز، ومن هذه الطرق النسبة المئوية للمذاب؛ وهي كمية المذاب بالغرام الموجودة في 100 غرام من المحلول والتي يتم حسابها من خلال العلاقة:

النسبة المئوية للمذاب=كتلة المذاب/كتلة المحلول×100٪.

وأما عن الطريقة الأخرى تسمى النسبة المئوية الحجمية وهي حجم المذاب بالمليلتر في 100 مل من المحلول ويعبر عنه بالعلاقة:

النسبة المئوية الحجمية=حجم المذاب/حجم المحلول×100٪

فمثلًا لو كانت النسبة المئوية الحجمية لمحلول حمض الهيدروكلوريك = 10 ٪ يعني ذلك أن حجم حمض الهيدروكلوريك يساوي 10مل في 100 مل من المحلول. وهناك أيضًا طريقة المولالية؛ وهي عدد مولات المذاب الموجودة في 1 كغ من المذيب، وتعد هذه الطريقة الأكثر ملاءمة للتعبير عن تركيز المحاليل؛ لأنّها تتضمن كتلة السوائل بدلًا من أحجامها، كما أنّها مستقلة عن التباين في درجة الحرارة، ويُعبرعنها بالعلاقة الرياضية:

المولالية=عدد مولات المذاب/ كتلة المذيب.

وأيضًا طريقة المعيارية وهي عبارة عن عدد المكافئ الجرامي للمادة المذابة في حجم محلول مقداره لترٌ واحد والعلاقة الرياضية للتعبيرعنها: العيارية= عدد المكافىء الجرامي/ حجم المحلول باللتر.^[٤]

وتعد أيضًا طريقة الجزء في المليون ppm من الطرق المُستخدمة للتعبير عن تركيز المحلول، وهي طريقة قياس تركيز المذاب القليلة جدًا في المحلول فمثلًا عند وجود 10 جزء في المليون من ثاني أكسيد الكبريت في الهواء يعني ذلك وجود 10 مل من ثاني أكسيد الكبريت في 10^ 6 مل من الهواء.^[٤]

المراجع

1. ↑ "Concentration of Solutions: Definition & Levels", study.com, Retrieved 19-7-2019. Edited.
2. ↑ "Molarity", www.khanacademy.org, Retrieved 19-7-2019. Edited.
3. ↑ "How to Calculate Initial Concentrations", sciencing.com, Retrieved 19-7-2019.
4. ^ ^{أ ب} "Expressing Concentration of Solutions", www.toppr.com, Retrieved 19-7-2019. Edited.