كتاب الكيمياء الصف الحادي عشر الفصل الثالث
الغرويات الجسيمات في المعلقات أكبر بكثير من الذرات من شأنها الترسب في المحلول، الغروي هو خليط غير متجانس من الجسيمات متوسم الحجم أبين حجم المقياس الذري للجسيمات في المحلول وحجم جسيمات المعلق). يتراوح قطر الجسيمات الغروية ما بين nm 1 و nm 1000، كما أنها تترسب. يعد الحليب من الغرويات، لا يمكن فصل مكونات حليب متجانس عن طريق الترسب أو عن طرق الترشيح
تعتبر المادة الأكثر وفرة في الخليط وسط التشتت. وتلف المراد الغروية وفقا لأطوار جسيماتها المشتتة وأوساط التشتت. الحليب هو مستحلب غروي لأن الجسيمات السائلة مشتتة في وسط سائل. يحمل الجدول 1 وصفا لغرويات أخرى،
لا تتمكن الجسيمات المشتتة في الغروي من الترسب لأنها غالبا ما تحمل على سطحها مجموعات ذرية قطبية أو مشحونة، تجذب هذه المناطق على سطحها المناطق المشحونة التالية أو الموجبة للجزيئات وسط التشتت. وهذا يؤدي إلى تشكيل طبقات کهروستانية حول الجسيمات، كما هو مبين في الشكل 2، تتنافر الطبقات مع بعضها عندما تصطدم الجسيمات المشتتة، وبالتالي، تبقى الجسيمات في الغروي
إذا ما تدخلت في الطبقات الكهروستاتية، فسوف تترسب الجسيمات الغروية في المخلوط، فعلى سبيل المثال، إذا حرك إلكتروليت داخل غروي، فسوف تتجمع الجسيمات المشتتة معا ويدمر الغروي، التسخين أيضا يدمر الغروي لأنه يعطي الجسيمات المتصادمة ما يكفي من الطاقة الحركية كي تتغلب على القوى الكهروستانية وكي تترسب.
الحركة البراونية تقوم الجسيمات المشتتة في الغرويات السائلة بحركات مهتزة وعشوائية، وتسمى هذه الحركة غير المنظمة للجسيمات الغروية بالحركة البراونية وقد فطن لها لأول مرة عالم النبات الإسكتلندي روبرت براون (1858 - 1773)، والتي شميت باسمه في وقت لاحق، حيث أنه لاحظ الحركات العشوائية لحبات الطلع المشتتة في الماء.
تحدث الحركة البراونية نتيجة اصطدام جسيمات وسط التشتت مع الجسيمات المشتتة، تساهم هذه الاصطدامات في الحيلولة دون ترسب الجسيمات الغروية في المخلوط
التأكد من فهم النص صف سببين وراء عدم ترسب الجسيمات في الغروي.
ظاهرة تندال غالبا ما تكون الغرويات المركزة قائمة وغير شفافة، تبدو الغرويات المخففة أحيانا واضحة بقدر المحاليل، تبدو الغرويات المخففة كالمحاليل المتجانسة لأن جسيماتها المشتتة صغيرة جدا. غير أن جسيمات الغروي المشتتة تشتت الضوء وهي ظاهرة تعرف بظاهرة تندال. في الشكل 3 عند سقوط حزمة ضوئية على اثنين من المخاليط غير المعروفة، بإمكانك أن تلاحظ أنه وعلى عكس الجسيمات في المحلول، فإن جسيمات الغروي المشتتة تشتت الضوء. تظهر المعلقات كذلك ظاهرة تندال، بينما لا تظهر المحاليل أبدا ذلك. لقد أدركت ظاهرة تندال إذا کنت قد لاحظ مرور أشراقة الشمس عبر هواء مليء بالدخان، أو شاهدت أضواء عبر الضباب. يمكن استخدام ظاهرة تندال لتحديد كمية الجسيمات المنتشرة في المعلق
المخاليط المتجانسة
قد تبدو محاليل الخلية ومياه المحيطات والفولاذ غير متشابهة، إلا أنها تشترك في بعض الخصائص، لقد تعلمت سابقا أن المحاليل هي مخاليط متجانسة تحتوي على مادتين أو أكثر في المذاب والمذيب. المذاب هو المادة الذائبة، الذي هو وسط الذويب. عندما تنظر إلى محلول ما، فإنه من غير الممكن أن تميز بين المذاب والمذيب
أنواع المحاليل
قد يكون المحلول غازيا أوسائلا أو صلبا، بناء على حالة المذبب، كما هو مبين في الجدول 2. تعتبر الهواء محلولا غازيا ومذيبا هو غاز النيتروين قد يكون تقويم الأسنان الذي نضعه على أسنانك مصنوعا من التيتينول، وهو محلول صقل من التيتانيوم المذاب في النيكل. مع ذلك، فإن أغلب المحاليل هي سوائل. لقد قرأت سابقا أن التفاعلات يمكن أن تقع في محاليل سائلة أو محاليل يكون فيها المذيب ماء، يعتبر الماء من أكثر المذيبات استعمالا في المحاليل السائلة
التفكير الناقد
1. حدد المتغيرات التي يمكن أن تستخدم لربط قدرة الضوء على المرور عبر السائل وعدد الجسيمات الغروية الموجوده. ما الذي ستستخدمه ؟
2. أربط المتغيرات المستخدمة في التجربة بالعدد الفعلي للجسيمات الغروية الموجودة
3. حلل أي احتياطات السلامة وجب أخذها بعين الاعتبار ؟
4. حدد المواد التي تحتاجها لقياس ظاهرة تندال. إختر التقنية لجمع البيانات أو تفسيرها.
تركيز المحلول
الفكرة الرئيسة يمكن التعبير عن التركيز بدلالة النسبة المئوية أو بالمولات.
هل تذوقت في أي وقت مضى كوبا من الشاي المثلج ووجد أنه قويا جدا أو شديد المرارة ؟ لتعديل المذاق، بإمكانك إضافة الماء للتخفيف في الشاي أو إضافة السكر لتحليته، وفي كلتا الحالتين، فأنت تقوم بتغيير تركيز الجسيمات الذائبة في الماء
التعبير عن التركيز
يعد تركيز المحلول مقياسا يعبر عن كمية المذاب النهائية في كمية محددة من المذيب أو المحلول، ويمكن التعبير بشكل نوعي عن التركيز من خلال استخدام كلمة مركز أو مخفف. لاحظ إبريق الشاي في الشكل 4. فأحد الإبريقين يحتوي ماء سائلا أكثر تركيزا من الآخر. عموما، يحتوي المحلول المركز على كمية كبيرة من المذاب فالشاي ذو اللون الداكن يحتوي على جسيمات شاي أكثر من الشاي ذي اللون الافتح. والعكس صحيح،
فالمحلول المخفف يحتوي على كمية أقل من المذاب فالشاي ذو اللون الفاتح في الشكل 4 هو محلول مخفف. إذ يحتوي على جسيمات شاي أقل من الشاي ذي اللون الداكن.
وعلى الرغم من أن التعبير النوعي عن التركيز يمكن أن يكون مفيدا، إلا أنه غالبا ما يتم التعبير عن المحاليل کميا، ومن التعابير الكمية الأكثر شيوعا عن الترکیز نجد النسبة المئوية بالكتلة والنسبة المئوية بالحجم والمولارية والمولالية، وكل هذه التعابير تصف التركيز على أثر نسبة الكميات المغاس للمذاب والمذيب أو للمحلول ككل، ويحتوي الجدول 3 علی وصف لكل نسبة
أي تعبير كمي يجب استعماله يعتمد استعمال التعبير المناسب على نوع المحلول الذي يتم تحليله والسبب ورا وصفه، فإذا كان أحد الكيميائيين من يعمل على تفاعل في محلول مائي فسوف يستخدم غالبا المولارية للتعبير عن تركيز المحلول لأنه يحتاج إلى معرفة عدد الجسيمات التي تشكل التفاعل
العوامل المؤثرة في الذوبان
الفكرة الرئيسة تؤثر بعض العوامل مثل درجة الحرارة والضغط والقطبية في تكون المحلول
إذا قمت في ما مضى بتحضير حساء من خليط جاف، فقد قمت بإضافة الماء البارد إلى الخليط الجاف ثم حركته، في البداية، لا تذوب سوى كمية قليلة من المسحوق في الماء البارد وبعد تسخينه وتحریکه مرة أخرى نجد أن كل و المسحوق قد ذاب وأصبح لديك حساء
عملية الإذابة
لماذا تذوب بعض المواد في بعضها البعض على عكس المواد الأخرى؟ لكي يتكون المحلول، يجب على جسيمات المذاب أن تنفصل عن بعضها البعض ويجب أن تمزج جسيمات المذاب مع جسيمات المذيب. تذكر أن قوى التجاذب موجودة بين جسيمات كل المواد، فهي موجودة بين جسيمات المذاب النقية وبين جسيمات المذيب النقية كذلك بين جسيمات المذاب والمذيب. فعند وضع مذاب صلب في مذيب، تحيط جسيمات المذيب بسطح المذاب الصلب تماما، فإذا كانت قوى التجاذب بين جسيمات المذيب والمذاب أكبر من قوى التجاذب التي تبقي على جسيمات المذاب متماسكة تفصل لجسيمات المذيب جسيمات المذاب عن بعضها البعض وتحيط بها ثم تبتعد جسيمات المذاب المحاطة بجسيمات المذيب عن المذاب وتتجه نحو المحلول
وتسمى عملية إحاطة جسيمات المذاب بجسيمات المذيب الذوبان، مثلما هو موضح الشكل 9. سبب الذوبان في الماء الإماهة، "الشبيه يذيب الشبيه هي القاعدة عامة المستخدمة لتحديد ما إذا كانت عملية الذوبان تحدث في مذيب معين، ولتحديد ما إذا كان المذيب والمذاب متماثلين، يجب دراسة روابط وقطبية الجسيمات