يعبر المحلول عن مزيج مادتين أو ما يزيد عن ذلك ، ولا يوجد تفاعل كيميائي بين تلك المواد الممزوجة ، ويعتبر صنف واحد .

ما هو المحلول

يعتمد المحلول المكون على درجة ذوبان المواد الداخلة في التكوين ، كما أن التغيرات الحاصلة في درجات الحرارة يمكن أن تؤثر على درجة ذوبان المواد التي تدخل في تكوين المحلول ، بالإضافة إلى طبيعتها ودرجة ضغطها ويعتبر الضغط من المؤثرات الهامة فيما يتعلق بالغازات [1] .

كما تسمى المادة التي توجد بكمية أعلى مذيب ، وتسمى المادة التي توجد بكمية أقل مذاب ، ومع هذا فإنه في حالة تكوين محلول من مادة صلبة في مادة سائلة يطلق على السائل في تلك الحالة مذيب ، ومن الممكن أن نجد عدد من الحالات الإستثنائية والتي توجد فيها المادة الصلبة تتوفر بنسبة أعلى .

كما هناك أنواع من

المحاليل

:

غير مشبع: محلول يذوب فيه المزيد من الذوبان ،
مشبع: محلول لا يذوب فيه بعد الآن.

قابلية ذوبان المذاب هي مقدار المذاب الذي سيذوب في كمية معينة من المذيب لإنتاج محلول مشبع.

على سبيل المثال ، عند درجة حرارة 0 درجة مئوية ، يمكننا إذابة 35.7 جم من NaCl صلبة بحد أقصى في 100 مل من الماء (محلول مشبع). أي مادة صلبة إضافية نضيفها إلى المحلول المشبع تقع ببساطة أسفل الحاوية ولا تذوب.

أنواع المحاليل الكيميائية

يوجد ثلاثة أنواع رئيسية للمحاليل وهي :-

المحاليل الغازية

محلول غاز في غاز . كمحلول غاز الكلور وثاني أكسيد الكربون .
محلول سائل في غاز كبخار الماء .
محلول صلب في غاز كظاهرة التسامي أو التصعيد .

المحاليل السائلة

محلول غاز في سائل كالمشروبات الغازية .
محلول سائل في سائل كالمشروبات الروحية .
محلول صلب في سائل كمحلول الملح في الماء.

محاليل صلبة

محلول غاز في صلب كامتصاص المعادن للغازات.
محلول سائل في صلب كمحلول الزئبق
محلول صلب في صلب كالسبائك.

أقسام المحاليل

محاليل معلقة :

وهي المحاليل الغير متجانسة ، والتي تنتج من إذابة مادة في مادة ثانية ، وتكون مولات المادة المذابة ضخمة ونستطيع التعرف عليها بالعين المجردة ، ويمكن فصلها من خلال عملية الترشيح أو من خلال عملية التوضيح .
المحاليل الحقيقية :

وهي المحاليل ذات الجزيئات المتجانسة ، مولاتها صغيرة ولا يمكن التعرف عليها بالعين المجردة ، ويمكن فصلها من خلال عملية التبخر أو

عملية التقطير

.
المحاليل الغروانية :

وهي المحاليل المتجانسة ذات الجزيئات الصغيرة ولكن يمكن رؤيتها بالعين المجردة ، ولا يمكن فصلها بالطرق العادية .

تركيز المحلول

يعبر عن العلاقة بين كمية المذاب و حجم المحلول .

التركيز = كمية المذاب / حجم المحلول

طرق التعبير عن تركيز المحلول

ونستطيع أن نعبر عن نسبة تركيز المحلول من خلال الوسائل التالية

النسبة المئوية ٪

النسبة المئوية الوزنية : وهو عبارة عن عدد جرامات المادة المذاب في حجم 100 مللتر من المحلول .
النسبة المئوية الحجمية :وهو عبارة حجم المادة المراد إذابتها في 100 مللتر من المحلول .

المولارية

وهي عبارة نسبة عدد مولات المادة المراد إذابتها إلى لتر من المحلول .

المولارية = عدد مولات المادة المذابة/ لتر من المحلول .

ونستطيع أن نقوم بإيجاد عدد مولات المادة المذاب من خلال الآتي :

عدد المولات = وزن المادة المذابة بالجرام/الوزن الجزيئي للمادة المذابة .

العيارية N

و هي تمثل العيارية لتركيز المتعلق بشامات المذاب وكتلة المذيب ، يتم إعطاؤه بواسطة مولات المذاب المذابة لكل كيلوغرام من المذيب بمعني آخر تعبر عن عدد الجرامات من المذاب في 1000 مللتر من المحلول صيغة المولارية كما هي

مولية (م) = مولات المذاب كتلة المذيب بالكيلوغرام

المولالية

وهي تعبر عن نسبة عدد مولات المادة المذابة في لتر من المادة المذيب .

المولالية = عدد مولات المادة المذابة / لتر من المادة المذيب .

الكسر المولي X

وهو عبارة عن النسبة بين عدد مولات المادة الداخلة في المحلول إلى عدد المولات الكلية للمحلول .

وجدير بالذكر أن المادة المذيب (كالماء) مثلا لا يتمكن من الاحتفاظ بنسبة كبيرة من المادة المراد إذابتها مثل (السكر) ، وعند القيام بزيادة نسبة المادة المراد إذابتها يتم ترسيبه في المحلول ، ونطلق على المحلل في تلك الحالة ( المحلول المشبع أو المحلول المركز ) .

ووفقا لعدم تحقيق فائدة من المادة المذيبة في حالة التشبع ، فإننا يمكن أن نقوم بتحديد نسبة التشبع الخاصة لكل مادة في المحلول بحسب درجة ذوبان المادة في المحلول ، ولابد من التفرقة بين المحلول المشبّع والمحلول المخفف والذي يتضمن نسبة منخفضة من المادة المذيبة ، وفي بعض الأحيان قد يقوم الكيميائيين بالعمل على تقليل تركيز بعض المحاليل الخطيرة والتي لا نستطيع أن نقوم بالعمل عليها في حالتها المركّزة كالعمل على حمض الهيدروكلوريك والذي نقوم بتقليل تركيزه حتى نستطيع العمل معه وتنخفض درجة خطورته .

أسباب معرفة تركيز المحلول

ومن مميزات البحث في تركيز المحلول ، أننا يمكننا أن نقوم بتقليل تركيز بعض المحاليل في المختبرات الكيميائية ، حيث يتم ذلك من خلال وضع نسبة كبيرة من المادة المذيبة إلى المحلول المراد تخفيفه ، والجدير بالذكر أنه في حالة القيام بوضع المادة المذيبة بالنسبة المطلوبة وبالتركيز المعين يتم تقليل تركيز المحلول ، وذلك يعود إلى تضخم الحجم ، وبالرغم من ذلك فإن تلك الزيادة لا تؤثر على عدد مولات المادة المراد إذابتها (المذاب) ، ويمكننا أن نعبّر عن تقليل تركيز المحاليل وتخفيفها بالعلاقة التالية :-

عدد المولات قبل التخفيف= عدد المولات بعد التخفيف
أو تركيز المحلول قبل التخفيف × حجم المحلول الابتدائي = تركيز المحلول بعد التخفيف × حجم المحلول النهائي ، مثل بأن نقوم بإضافة بعض الماء إلى عصير ما لتخفيفه من السكر الزائد فيه ويقل تركيزه .

المخاليط المتجانسة والغير متجانسة

تلك المحاليل التي تحتوي على مواد ذات تركيبة واحدة ، ومن الممكن أن موادها سائلة أو صلبة أو غازية ، وفي تلك المحاليل يمكننا أن نحدد نسبة تركيز المواد الداخلة في تكوين المحلول .

أما المخاليط الغير متجانسة هي المحاليل التي تتكون من مواد ذات تركيبة غير موحدة مثل جسم الإنسان يعتبر غير متجانس حيث يشتمل على 57٪ من الماء [2]

كيفية فصل المحاليل

نستطيع أن نقوم بفصل المادة المذابة من المادة المذيبة حتى لا يحدث تفاعل كيميائي .

في حالة إذابة مادة ما ولنفترض الملح في محلول ، يحدث تفكك الروابط الأيونات والتي ينتج عنها بلورات الملح ، ويطلق على تراكم جزيئات الماء المحيطة بالأيونات “هيدراتية” ، ويطلق على تجانس أيونات عدد من الفلزات مع جزيئات الماء “كاتيونات مركبة” ، وحتى يتم تسمية تلك المواد الممزوجة محلولاً يجب أن تكون تلك الروابط روابط عكسية .

وعند القيام بإذابة هيدريدات الأحماض والقواعد ، تتكون تفاعلات كيميائية ، حيث يتم يذوب كلوريد الهيدروجين في الماء و يتفكك فوراً ناتجاً أيونات الكلور بجانب أيونات الهيدروجين ، ويحدث تفاعل بين أيونات الهيدروجين مع الماء وتنتج أيونات أوكسونيوم .

و يظل ثاني أكسيد الكربون إلى حدٍ ما في حالته الغازية في محلول منه في الماء ، وينتج عن اختلاط جزء منه مع الماء حمض الكربونيك ويتم إحلاله في الماء وينتج عن ذلك كربونات الهيدروجين و كربونات بالإضافة إلى أوكسونيوم ، تسمى تلك التفاعلات (تفاعلات عكوسية) ، بمعنى أنه نستطيع أن نقوم بفصل مواد المحلول بدون أن نقوم بوضع أي مواد تفاعلية أخرى . [3]