ما هي الذائبية؟

الذائبية: هي أقصى مقدار تستوعبه المادة المذيبة للمذاب (وهي في الغالب ماء) لأكبر كمية ممكنة من المادة المذابة فيها، وقد تكون المادة المذابة في الحالة الصلبة أو السائلة أو الغازية. وكان المتعارف بين العلماء في تجاربهم أن يكون المذيب هو الماء ويكون عند درجة حرارة معينة، فقد كان التعريف الأخير للذائبية بين الدارسين على أنها: ذوبان أكبر كمية أو أكبر كتلة من المذاب في 100غ من الماء عند درجة حرارة معينة.

وبناءً على هذا التعريف وعلى التجارب العلمية فإنّ لكل مادة سواءً كانت صلبة أو سائلة أو غازية قيمة خاصة بها من قيم الذائبية، وهي بمثابة بصمة خاصة لكل مادة تذوب في 100غ من الماء حتى يصل لحالة الإشباع أو ما يسمّى بالمحلول المشبع.

المحلول المشبع

هو المحلول الذي لا يمكن إذابة أي كمية إضافية من المذاب فيه حتى لو قمنا بزيادة تحريك المحلول بل قد تترسب تلك الكمية الإضافية من المذاب أسفل الكأس الذي يحمل المحلول. لكن هناك عوامل يمكنها تغيير قيم الذائبية تلك.

ما هي العوامل التي تؤثر في قيم الذائبية

تتأثر قيم الذائبية بتغير عدة عوامل، تشمل ما يلي:

تأثير التغير في درجة حرارة المحلول على الذائبية

لاحظ العلماء من خلال تجاربهم أن قيم الذائبية تختلف بتغير درجة حرارة المحلول الذي يتكون من مذاب ومذيب. كما لاحظوا سلوكاً عكسياً للذائبية بناءً على الحالة الفيزيائية للمذاب؛ إذ تزداد الذائبية بزيادة درجة الحرارة عندما يكون المذاب في الحالة الصلبة، بينما تنخفض قيم الذائبية مع انخفاض درجة الحرارة إذا كان المذاب غازياً. ويُعتبر هذا العامل من أهم العوامل التي تؤثر على الذائبية مقارنةً بالعوامل الأخرى.

لقد لاحظ العلماء من خلال تجاربهم على اختلاف قيم الذائبية عند تغيير درجة حرارة المحلول المكون من مذاب ومذيب، ولاحظوا أيضاً السلوك العكسي في قيم الذائبية عند اختلاف الحالة الفيزيائية للمذاب، إذ أنّ قيم الذائبية تزداد بازدياد درجة حرارة المحلول عندما يكون المذاب صلباً، وتقل قيم الذائبية بنقصان درجة حرارة المحلول عندما يكون المذاب غازياً، ويعتبر هذا العامل من أهم العوامل المؤثرة على قيم الذائبية عند تغيره أكثر من غيره من العوامل الأخرى.

أي أنّ العلاقة بين ذائبية المواد الصلبة ودرجة الحرارة طردية، والعلاقة بين ذائبية درجة الحرارة وذائبية المواد الغازية عكسية.

تأثير التغير في الضغط على الذائبية

لقد لاحظ العلماء الدارسون للذائبية تأثير الضغط الواقع فوق المحلول المكون من مذاب غازي ومذيب على قيم الذائبية وقد لاحظوا أيضاً شبه انعدام تأثيره على قيم الذائبية لمحلول مكون من مذاب صلب والمذيب نفسه، إذ أنّ انخفاض الضغط المؤثر على المحلول يقلل من قيم الذائبية له، أما ازدياد الضغط المؤثر فوق المحلول يزيد من قيم الذائبية له.

أي أنّ العلاقة طردية بين الضغط المؤثر فوق المحلول وبين ذائبية المحلول نفسه، ويعتبر هذا العامل أيضاً من العوامل المهمة المؤثرة في قيم الذائبية بشكل ملحوظ، لكن عامل الحرارة يعتبر اكثر تأثيراً من الضغط في التأثير على قيم الذائبية، أما العوامل الباقية فتعتبر أقل تأثيراً من هذان العاملان.

تأثير وجود أيون مشترك على الذائبية

قد تشترك بعض المحاليل وبعض الأملاح المذابة فيها في أيوناتها بعد التذويب فيما يسمى بالأيون المشترك، ووجود هذا الأيون يمنع من استمرار الملح المذاب في ذوبانه ممّا يقلل قيمة الذائبية للمحلول.

تأثير وجود الأيونات الغريبة على قيم الذائبية

إنّ وجود بعض الأيونات الغريبة لأملاح مختلفة عن الملح المذاب في المحلول يزيد من فرصة ذوبان أيونات المذاب المعلومة داخل المحلول؛ وذلك بسبب ارتباط تلك الأيونات معاً ثم تكوين مركبات معقدة.

أمثلة على المذيبات والمذابات

• أشهر المذيبات المألوفة الماء والكلوروفورم، لكن العلماء قد اعتمدوا الماء كمرجع أساسي لتحديد قيم الذائبية لجميع المذابات وبجميع حالاتها الفيزيائية.

• بعض المذابات الصلبة والتي غالباً ما تكون أملاحاً: (KCl ،NaCl ،KI ،NaHCO₃).

• بعض المذيبات الغازية: (He ،CH₄ ،O₂ ،CO).

ما هي اللاذائبية

هناك بعض المركبات أو العناصر التي لا تذوب في الماء فتكون قيمة الذائبية لها مساويةً للصفر تقريباً، لكنها في المقابل قد تذوب في مذيب آخر مثل الكلوروفورم ويرجع ذلك إلى طبيعة المادة من حيث أنها مواد قطبية الروابط أو غير قطبية.

قانون حساب الذائبية

يرمز للذائبية عادةً بهذا الرمز (K_sp) ومع افتراض أنّ أيون الملح (A+) وأنّ أيون المحلول (B-)، فإنّ قانون حساب الذائبية يكون كالتالي:

[-K_sp = [A+] . [B

وبما أنّ قيم الذائبية ثابتة لجميع المواد عند درجة حرارة معينة فقد قام العلماء والدارسون بوضع جداول تتضمن قيم الذائبية لجميع المركبات والعناصر التي تمت دراستها في المختبرات، من الأمثلة عليها:

ذائبية الهيليوم عند 10 سْ = 0.42

ذائبية الميثان عند 10 سْ = 1.85

ذائبية ملح الطعام عند 10 سْ = 35.8

أنواع المحاليل

• المحلول المشبع: هو محلول يحتوي على أكبر كمية من المادة المذابة يمكن أن تذوب في المذيب عند درجة حرارة معينة.

• المحلول غير المشبع: هو محلول يحتوي على كمية أقل من المادة المذابة من كمية المادة التي يمكن أن تذوب في المذيب عند درجة حرارة معينة.

• المحلول فوق المشبع: هو محلول يحتوي على كمية أكبر من المادة المذابة من كمية المادة التي يمكن أن تذوب في المذيب عند درجة حرارة معينة.

تطبيقات الذائبية

• التنقية: يمكن استخدام الذائبية لتنقية المواد.

• التبلور: يمكن استخدام الذائبية لفصل المواد من بعضها البعض.

• التفاعلات الكيميائية: تلعب الذائبية دورًا مهمًا في العديد من التفاعلات الكيميائية.

أمثلة على المواد القابلة للذوبان في الماء

• السكر

• الملح

• الكحول

• حمض الهيدروكلوريك

أمثلة على المواد غير القابلة للذوبان في الماء

• الرمل

• الزيت

• البنزين