المحاليل الكيميائية: الأنواع والتحضير والأمثلة - كيمياء - 2026

تُعرف المحاليل الكيميائية بالمخاليط المتجانسة في الكيمياء. وهي عبارة عن مخاليط مستقرة من مادتين أو أكثر تذوب فيها مادة واحدة (تسمى المذاب) في مادة أخرى (تسمى المذيب). تعتمد الحلول مرحلة المذيب في الخليط ويمكن أن توجد في الأطوار الصلبة والسائلة والغازية.

يوجد في الطبيعة نوعان من المخاليط: مخاليط غير متجانسة ومخاليط متجانسة. المخاليط غير المتجانسة هي تلك التي لا يوجد فيها توحيد في تكوينها ، وتختلف نسب مكوناتها عبر عينات منها.

من ناحية أخرى ، المخاليط المتجانسة (المحاليل الكيميائية) عبارة عن مخاليط من المواد الصلبة أو السوائل أو الغازات - بالإضافة إلى الاتحادات المحتملة بين المكونات التي توجد في مراحل مختلفة - والتي يتم تقسيم مكوناتها بنسب متساوية من خلال محتواها.

تميل أنظمة الخلط إلى البحث عن التجانس ، كما هو الحال عند إضافة مادة تلوين إلى الماء. يبدأ هذا الخليط بشكل غير متجانس ، لكن الوقت سوف يتسبب في انتشار المركب الأول عبر السائل ، مما يجعل هذا النظام خليطًا متجانسًا.

تظهر الحلول ومكوناتها في المواقف اليومية وعلى مستويات تتراوح من الصناعية إلى المختبرية. هم أشياء للدراسة بسبب الخصائص التي يقدمونها وبسبب القوى والجاذبية التي تحدث بينهم.

أنواع

هناك عدة طرق لتصنيف الحلول ، بسبب خصائصها المتعددة وحالاتها المادية المحتملة ؛ هذا هو السبب في أنك يجب أن تعرف ما تستند إليه الاختلافات بين أنواع الحلول قبل تقسيمها إلى فئات.

تتمثل إحدى طرق فصل أنواع المحلول في مستوى التركيز الذي يحتوي عليه ، ويسمى أيضًا تشبع المحلول.

تتميز المحاليل بجودة تسمى قابلية الذوبان ، وهي أقصى كمية من المذاب يمكن إذابتها في كمية معينة من المذيب.

هناك تصنيف للحلول حسب التركيز ، يقسمها إلى حلول تجريبية وحلول معايرة.

الحلول التجريبية

هذا التصنيف ، الذي تسمى الحلول أيضًا بالحلول النوعية ، لا يأخذ في الاعتبار الكمية المحددة من المذاب والمذيبات داخل المحلول ولكن بالأحرى نسبتها. لهذا ، يتم فصل المحاليل إلى مخفف ومركّز وغير مشبع ومشبع ومفرط التشبع.

- المحاليل المخففة هي تلك التي تكون فيها كمية المذاب في الخليط عند أدنى مستوى مقارنة بالحجم الكلي للخليط.

- المحاليل غير المشبعة هي تلك التي لا تصل إلى أقصى قدر ممكن من المذاب بالنسبة لدرجة الحرارة والضغط اللذين توجد عندهما.

- تحتوي المحاليل المركزة على كميات كبيرة من المذاب للحجم الذي تم تكوينه.

- المحاليل المشبعة هي تلك التي تحتوي على أكبر كمية ممكنة من المذاب في درجة حرارة وضغط معينين ؛ في هذه المحاليل ، المذاب والمذيب يمثلان حالة توازن.

- المحاليل فائقة التشبع هي محاليل مشبعة تم تسخينها لزيادة قابلية الذوبان والذوبان بدرجة أكبر ؛ ثم يتم إنشاء حل "مستقر" مع زيادة المذاب. يحدث هذا الاستقرار فقط حتى تنخفض درجة الحرارة مرة أخرى أو يتغير الضغط بشكل كبير ، وهي الحالة التي يترسب فيها المذاب بشكل زائد.

حلول قيمة

الحلول المُعايرة هي تلك التي تُقاس فيها الكميات العددية للمذابات والمذيبات ، مع مراعاة النسبة المئوية ، والضرس ، والمحاليل المعايرة العادية ، ولكل منها سلسلة من وحدات القياس.

- تتحدث القيم المئوية عن النسبة المئوية للجرام أو المليلتر من المذاب في مائة جرام أو مليلتر من المحلول الكلي.

- تعبر التركيزات المولية (أو المولارية) عن عدد مولات المذاب لكل لتر من المحلول.

- المولالية ، وهي قليلة الاستخدام في الكيمياء الحديثة ، هي الوحدة التي تعبر عن عدد مولات المذاب مقسومًا على الكتلة الكلية للمذيب بالكيلوجرام.

- الطبيعية هي المقياس الذي يعبر عن عدد المكافئات المذابة بين الحجم الكلي للمحلول باللتر ، حيث يمكن أن تمثل المكافئات H ⁺ أيونات للأحماض أو OH ^- للقواعد.

حسب حالة التجميع

يمكن أيضًا تصنيف الحلول حسب الحالة التي توجد فيها ، وهذا سيعتمد بشكل أساسي على المرحلة التي يوجد فيها المذيب (المكون موجود بأكبر كمية داخل الخليط).

- المحاليل الغازية نادرة بطبيعتها ، وتصنف في الأدبيات على أنها مخاليط غازية وليست محاليل ؛ تحدث في ظل ظروف محددة وبتفاعل ضئيل بين جزيئاتها ، كما في حالة الهواء.

- السوائل لها طيف واسع في عالم المحاليل وتمثل غالبية هذه المخاليط المتجانسة. يمكن للسوائل أن تذوب الغازات والمواد الصلبة والسوائل الأخرى بسهولة ، وتوجد في جميع أنواع المواقف اليومية ، بشكل طبيعي وصناعي.

هناك أيضًا مخاليط سائلة غالبًا ما يتم الخلط بينها وبين المحاليل ، مثل المستحلبات والغرويات والمعلقات ، والتي تكون غير متجانسة أكثر من المتجانسة.

- يتم ملاحظة الغازات السائلة بشكل أساسي في حالات مثل الأكسجين في الماء وثاني أكسيد الكربون في المشروبات الغازية.

- يمكن تقديم المحاليل السائلة السائلة كمكونات قطبية تذوب بحرية في الماء (مثل الإيثانول وحمض الخليك والأسيتون) ، أو عندما يذوب مائع غير قطبي في مائع آخر له خصائص مماثلة.

- أخيرًا ، تحتوي المواد الصلبة على مدى واسع من القابلية للذوبان في السوائل ، مثل الأملاح في الماء والشموع في الهيدروكربونات ، من بين أمور أخرى. تتكون المحاليل الصلبة من مذيب في الطور الصلب ، ويمكن اعتبارها وسيلة لإذابة الغازات والسوائل والمواد الصلبة الأخرى.

يمكن تخزين الغازات في المواد الصلبة ، مثل الهيدروجين في هيدريد المغنيسيوم ؛ يمكن العثور على السوائل في المواد الصلبة في صورة ماء في السكر (مادة صلبة رطبة) أو كزئبق في الذهب (ملغم) ؛ والمحاليل الصلبة الصلبة تمثل السبائك والمواد الصلبة المركبة ، مثل البوليمرات مع المواد المضافة.

تجهيز

أول ما يجب معرفته عند تحضير الحل هو نوع الحل المطلوب صياغته ؛ أي ، يجب أن تعرف ما إذا كنت ستقوم بعمل تخفيف أو تحضير محلول من خليط من مادتين أو أكثر.

شيء آخر يجب معرفته هو القيم المعروفة للتركيز والحجم أو الكتلة ، اعتمادًا على حالة تراكم المذاب.

لإعداد الحلول القياسية

قبل البدء في أي تحضير ، تأكد من معايرة أدوات القياس (الميزان ، الأسطوانات ، الماصات ، السحابات ، وغيرها).

بعد ذلك ، يتم البدء في قياس كمية المذاب في الكتلة أو الحجم ، مع الحرص الشديد على عدم انسكاب أو إهدار أي كمية ، لأن ذلك سيؤثر على التركيز النهائي للمحلول. يجب إدخال هذا في القارورة لاستخدامها ، والاستعداد الآن للمرحلة التالية.

بعد ذلك ، يضاف المذيب الذي سيتم استخدامه إلى هذا المذاب ، مع التأكد من أن محتوى الدورق يصل إلى نفس السعة.

يتم إقفال هذا الدورق واهتزازه ، مع التأكد من قلبه لضمان الخلط والذوبان بشكل فعال. بهذه الطريقة يتم الحصول على المحلول الذي يمكن استخدامه في التجارب المستقبلية.

لتحضير تخفيف التركيز المعروف

لتخفيف المحلول وتقليل تركيزه ، تتم إضافة المزيد من المذيبات في عملية تسمى التخفيف.

من خلال المعادلة M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂ ، حيث يرمز M إلى التركيز المولي و V الحجم الكلي (قبل التخفيف وبعده) ، يمكن حساب التركيز الجديد بعد تخفيف التركيز ، أو الحجم المطلوب لتحقيق التركيز المطلوب.

عند تحضير التخفيفات ، يتم دائمًا نقل محلول المخزون إلى دورق جديد أكبر حجمًا ويضاف إليه مذيب ، مع التأكد من الوصول إلى خط القياس لضمان الحجم المطلوب.

إذا كانت العملية طاردة للحرارة وبالتالي تمثل مخاطر تتعلق بالسلامة ، فمن الأفضل عكس العملية وإضافة المحلول المركز إلى المذيب لتجنب تناثره.

أمثلة

كما ذكرنا أعلاه ، تأتي الحلول في حالات تجميع مختلفة ، اعتمادًا على الحالة التي يوجد فيها المذاب والمذيب. أمثلة على هذه المخاليط مذكورة أدناه:

- الهكسان الموجود في شمع البارافين هو مثال على محلول سائل صلب.

- الهيدروجين في البلاديوم محلول غازي صلب.

- الإيثانول في الماء عبارة عن محلول سائل-سائل.

- الملح الشائع في الماء هو محلول صلب-سائل.

- الصلب ، المكون من ذرات الكربون في مصفوفة بلورية من ذرات الحديد ، هو مثال على محلول صلب صلب.

- المياه الغازية هي محلول غازي سائل.

المراجع

1. ويكيبيديا. (سادس). المحلول. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org
2. TutorVista. (سادس). أنواع الحلول. تعافى من chemistry.tutorvista.com
3. سي كي -12. (سادس). محلول سائل-سائل. تم الاسترجاع من ck12.org
4. الكلية ، الولايات المتحدة (سادس). تحضير الحل. تم الاسترجاع من faculty.sites.uci.edu
5. LibreTexts. (سادس). تحضير الحلول. تم الاسترجاع من chem.libretexts.org