المحاليل المشبعة ومنحنيات الذوبان

إذا قمنا بخلط بعض السكر في كوب من الماء، سيشكل الماء والسكر خليطًا متجانسًا - محلول. يتكون المحلول دائمًا من مادتين على الأقل - مذيب ومذاب الذي يذوب فيه. لنرى ماذا سيحدث إذا واصلنا إضافة السكر لكوب الماء هذا. تذوب الملاعق القليلة الأولى بسهولة. لكن في النهاية، بلورات السكر لا تذوب بعد الآن. بدلا من ذلك تهبط في القاع. لا مزيد من السكر يمكن أن يذوب في هذه الكمية من الماء. المحلول مشبع. هناك دائما حد إلى مقدار مذاب معين سيذوب بكمية معينة من المذيب. أقصى قدر من المذاب الذي يمكن أن تذوب في كمية معينة من المذيب يُعرف باسم قابلية الذوبان. هل هناك طريقة لجعل المزيد من السكر يذوب في كوب الماء هذا؟ دعونا نحاول تسخينه ولاحظ ماذا سيحدث! انظر! الكومة الصغيرة من السكر في القاع والتي لم تذوب من سابقًا، تختفي مع ارتفاع درجة الحرارة. الحد الأقصى من السكر الذي يذوب في الماء البارد يختلف عن القدر الذي يذوب في الماء الساخن. ذوبان مادة يمكن أن يتغير حسب درجة الحرارة. لنلق نظرة على هذا الرسم البياني. يُظهر المحور الرأسي كمية المذاب لكل 100 جرام من الماء - من 0 جرام حتي 500 جرام. يوضح المحور الأفقي درجة الحرارة - من 0 إلى 100 درجة مئوية. يوضح هذا الخط هنا قابلية ذوبان السكر. عند 0 درجة مئوية يتم تحديد ذوبان السكر على أنه 180 جرام. هذا يعني أنه عند 0 درجة مئوية يصبح محلول السكر المائي مشبعًا بمجرد خلط 100 جرام من الماء و 180 جرام سكر. إذا أضفت المزيد من السكر فلن يذوب. لكن مع زيادة درجة الحرارة، يتغير الذوبان. تزداد كمية السكر التي تذوب. عند 20 درجة مئوية يكون حوالي 200 جرام، عند 40 درجة مئوية حوالي 220 جرام. عند 60 درجة مئوية، يمكنك إذابة 300 جرام من السكر في 100 جرام من الماء. وعند 100 درجة مئوية ما يقرب من 500 جرام! الرسوم البيانية مثل هذا، تظهر العلاقة بين درجة حرارة المادة وقابليتها للذوبان، تُعرف باسم منحنيات الذوبان. لنلقِ نظرة على منحنى القابلية للذوبان لمادة أخرى: ملح الطعام. عند 0 درجة مئوية يمكنك إذابة حوالي 35 جرامًا من الملح في 100 جرام من الماء، وعند 100 درجة مئوية، حوالي 40 جرام. لنضع هذا المنحنى على نفس التمثيل البياني كمحلول ماء السكر. أصبح يمكننا المقارنة بسهولة كم يذوب من كل مادة عند درجة حرارة معينة. يبدأ منحنى السكر في الارتفاع ثم يرتفع بشكل حاد، بينما منحنى الملح مسطح تقريبًا. من هذا يمكننا أن نستنتج أن السكر يذوب في الماء بسهولة أكبر من الملح. باختصار، لقد تعلمنا أن القابلية للذوبان هي الحد الأقصى لمقدار المذاب الذي يمكن أن يذوب في كمية معينة من المذيب. تتغير قابلية الذوبان حسب درجة الحرارة، والتي يمكننا إظهارها بمنحنى الذوبان. بإظهار أكثر من منحنى قابلية الذوبان على نفس الرسم البياني، يمكننا مقارنة الذوبان من المذابات المختلفة في نفس المذيب.