كيف تحصل على محلول مخفف من حمض قوي

بالطبع يمكن الحصول على محلول مخفف من حمض قوي، فعلى الرغم من أن الحمض في المحلول قد يكون قوياً، فإن تركيز الأيونات ونسبة الحمض إلى الماء يحددان حموضة المحلول.
على سبيل المثال، يمكنك أن تأخذ كمية صغيرة من حمض الهيدروكلوريك وتقوم بإضافته إلى كمية كبيرة من الماء لإنشاء محلول مخفف لحمض قوي.
وعلى الرغم من أن حمض الهيدروكلوريك قوي بنفسه، إلا أنه سيتحول إلى حمض ضعيف أو مخفف إذا تم إذابته في كمية كبيرة من الماء.[1]

ماهو المحلول المخفف

المحلول المخفف هو محلول يحتوي على القليل جدًا من المادة المذابة في المادة المذيبة، ويتم تخفيف المحلول في أغلب الأوقات لجعل المادة المذابة أقل فعالية.
كما هو الحال في حالة حمض الهيدروكلوريك، حيث يمكن أن يكون حمض الهيدروكلوريك خطيرًا جدًا، ولكن إذا كان مخففًا، فلا خطورة في استخدامه، فشكله المخفف يجعل استخدامه أسهل بكثير.
يعتبر الملح المذاب في بئر في مياه الشرب هو محلول مخفف، لذلك بإضافة المزيد من الماء، يمكن تقليل

تركيز المحاليل الكيميائية

وتخفيفه.
يشير تخفيف المحلول إلى عملية إضافة مذيب إضافي إلى محلول لتقليل تركيزه، وتحافظ هذه العملية على كمية المذاب ثابتة، ولكنها تزيد من الكمية الإجمالية للمحلول، وبالتالي تقلل من تركيزه النهائي.
يمكن أيضًا تحقيق التخفيف عن طريق خلط محلول عالي التركيز مع محلول مماثل بتركيز أقل.
تعتبر عملية التخفيف عملية ضرورية في المختبر، حيث غالبًا ما يتم شراء المحاليل ويتم تخزينها في أشكال مركزة للغاية، فيجب أن يقوم الأشخاص بتخفيفها قبل استخدامها في المعمل.[2]

خصائص المحاليل

بعد أن عرفنا تعريف المحلول المخفف ، إليك الخصائص المختلفة للمحلول، وهي كما يلي:

إنه خليط متجانس.
جسيماته صغيرة جدًا ويبلغ قطرها أقل من 1 نانومتر.
الجسيمات غير مرئية للعين المجردة.
لا تشتت الجسيمات شعاعًا من الضوء يمر عبرها، وبالتالي فإن مسار الضوء غير مرئي.
المذاب لا ينفصل عن الخليط ولا يترسب، فالمحلول دائمًا في حالة مستقرة.
في بعض الحالات لا يمكن فصل مكونات المحلول باستخدام الترشيح.[3]

المحاليل الصلبة

المحلول الصلب هو خليط من مادتين صلبتين تتعايشان كمادة صلبة واحدة بلورية جديدة.
يمكن أن يتم الخلط عن طريق الجمع بين اثنين من المواد الصلبة عندما يتم صهرهما في سوائل محددة عند درجات حرارة عالية.
ثم نقوم بتبريد السائل لتشكيل المادة الصلبة الجديدة أو عن طريق ترسيب أبخرة المواد الأولية على ركائز لتشكيل أغشية رقيقة.
كما هو الحال مع السوائل، تتمتع المواد الصلبة بدرجات مختلفة من الذوبان المتبادل، اعتمادًا على خواصها الكيميائية وبنيتها البلورية، والتي تحدد كيف تتلاءم ذراتها معًا في الشبكة البلورية المختلطة.
قد تكون الشبكة المختلطة استبدالية، حيث تحل ذرات بلورة البداية محل ذرات الأخرى، حيث تحتل الذرات مواقع شاغرة عادة في الشبكة.
قد تكون المواد قابلة للذوبان على مدى جزئي أو حتى كامل من التركيزات النسبية، مما ينتج بلورة تختلف خصائصها باستمرار.[4]

تعريف المحلول المركز

بعد أن عرفنا تعريف المحلول المخفف ، يجب أن نعرف ما هو المحلول المركز، وهو المحلول الذي يحتوي على كمية كبيرة من المذاب.
تركيز المحلول هو مقدار المذاب الموجود في كمية معينة من المحلول، بمعنى آخر، تركيز المحلول هو كتلة المذاب بالجرام الموجود في 100 جم من المحلول.
المحلول المركز هو محلول يحتوي فيه المذيب على الكثير من المذاب في المحلول، وهناك العديد من المركبات غير النشطة التي لم يتم إذابتها في المحلول، ومع ذلك فإننا لا نزال نريد القوة الكاملة للمذاب، وفي هذه الحالات، سوف نستخدم محلولًا مركزًا.
لن يفيدنا ملء المذيب بما يتجاوز نقطة التشبع، حيث إن المذاب الزائد سوف يسقط ببساطة من المحلول.
لكن يمكننا تجربة تحديد الحد الأقصى الذي يمكن أن يملئ بها المذيب المحلول قبل أن يصل إلى مستوى التشبع، والذي يعتمد على قابلية الذوبان، أو مدى سهولة انتقاله إلى محلول المذاب.[5]

تعريف المحلول المشبع

بعد أن عرفت تعريف المحلول المخفف، إليك تعريف المحلول المشبع، وهو المحلول الذي لا يمكنك فيه إذابة أي كمية أخرى من المذاب عند درجة حرارة معينة، وهذا يعني أن هذا النوع من المحلول يحتوي بالفعل على أقصى قدر من المذاب الذي يمكنك إذابته فيه عند درجة حرارة معينة، والمحلول غير المشبع هو محلول يمكنك فيه إذابة كمية أكبر من المذاب عند درجة حرارة معينة، وهناك العديد من العوامل المختلفة التي يمكن أن تؤثر على ما إذا كان المحلول عبارة عن محلول مشبع أم لا، فعلى سبيل المثال، يتأثر التشبع بما يلي:

درجة حرارة المحلول.
ضغط المحلول.
التركيب الكيميائي للمواد المعنية.

وتتضمن طرق صنع محلول مشبع ما يلي:

يتم تحضير محلول مشبع عن طريق إضافة المذاب باستمرار إلى المحلول حتى يتم الوصول إلى مرحلة يظهر فيها المذاب على شكل مادة مترسبة صلبة أو بلورات، وذلك لتكوين محلول مشبع للغاية.
يمكن أن نقوم بعملية صنع محلول مشبع من خلال إضافة سكر إلى وعاء من الماء.
في البداية اجعل السكر المضاف يذوب مع تقليب المحلول.
أخيرًا، مع إضافة المزيد من السكر، يتم الوصول إلى نقطة لا تستطيع تقليب المحلول وستلاحظ أن السكر المضاف لا يذوب في المحلول.
فتبقى آخر كمية سكر مضافة كمادة صلبة في القاع، وهذا ما يسمى بالمحلول المشبع.[6]

طرق فصل المحاليل

في التفاعلات الكيميائية، من المهم عزل المكونات ذات الأهمية عن جميع المواد الأخرى حتى يمكن توصيفها بشكل أكبر، فقد تتطلب دراسات النظم البيوكيميائية، والتحليل البيئي، طرق فصل موثوقة، وفيما يلي عدد من تقنيات الفصل الشائعة:

التقطير

يعتبر التقطير طريقة فعالة لفصل الخليط أو المحلول المكون من سائلين أو أكثر من السوائل النقية.
التقطير هو عملية تنقية حيث يتم تبخير مكونات الخليط السائل ثم تكثيفها وعزلها.
في التقطير البسيط، يتم تسخين الخليط ويتبخر المكون الأكثر تطايرًا عند أدنى درجة حرارة.
يمر البخار عبر أنبوب مبرد (مكثف)، حيث يتكثف ويعود إلى حالته السائلة، ويسمى ناتج التكثيف الذي يتم تجميعه نواتج التقطير.[7]

التبخر

التبخر هو تقنية تستخدم لفصل المخاليط أو المحاليل المتجانسة حيث يوجد واحد أو أكثر من المواد الصلبة الذائبة.
هذه الطريقة تفصل المكونات السائلة من المكونات الصلبة.
وتتضمن العملية عادةً تسخين الخليط حتى لا يتبقى أي سائل، فقبل استخدام هذه الطريقة، يجب أن يحتوي الخليط على مكون سائل واحد فقط، ما لم يكن من المهم عزل المكونات السائلة.
وهذا لأن جميع المكونات السائلة سوف تتبخر بمرور الوقت، وهذه الطريقة مناسبة لفصل المادة الصلبة الذائبة عن السائل.
في أجزاء كثيرة من العالم، يتم الحصول على ملح الطعام من تبخر مياه البحر، وتأتي الحرارة اللازمة لهذه العملية من الشمس.[7]

الترشيح

الترشيح عبارة عن طريقة فصل مستخدمة لفصل المواد النقية في مخاليط مكونة من جسيمات بعضها كبير الحجم بما يكفي لالتقاطها باستخدام مادة مسامية.
يمكن أن يختلف حجم الجسيمات بشكل كبير، وفقًا إلى نوع الخليط.
على سبيل المثال، تيار المياه عبارة عن خليط يحتوي على كائنات بيولوجية طبيعية مثل البكتيريا والفيروسات والطفيليات.
يمكن لبعض فلاتر المياه تصفية البكتيريا، والتي يبلغ طولها حوالي 1 ميكرون.
المخاليط الأخرى، مثل التربة، لها أحجام جسيمات كبيرة نسبيًا، والتي يمكن ترشيحها من خلال شيء مثل مرشح القهوة.[7]