مُدَرِّسة
دراسات اللغة الإنجليزية, جامعة دمشق (سوريا)

المحلول هو خليط متجانس من مادتين نقيتين أو أكثر على المستوى الجزيئي، ويمكن أن يختلف تكوينهما في حدود معينة، فالمحلول يحتوي على مكونين يعرفان باسم المذاب والمذيب؛ بينما المحلول المشبع هو المحلول الذي يحتوي محلول ذائب أكثر من المطلوب لإعداد محلول مشبع، ويمكن تحضيره عن طريق تسخين محلول مشبع وإضافة المزيد من المذاب ثم تبريده برفق، فتتبلور المادة المذابة الزائدة عن طريق زرع محلول فوق المشبع مع بعض بلورات المادة المذابة.

على سبيل المثال؛ الغاية من غليان الوعاء هو انتاج حصيلة دقيقة من بلورات السكر، الشرط الأساسي لتحقيق هذا الهدف هو الحفاظ على التحكم في معدل التبلور أثناء النمو. ويتشكل السطح البلوري بشكل أساسي ويتم الحفاظ عليه في المحلول فقط إذا تم الحفاظ على تركيز المحلول عند مستوى أكبر من تركيز التشبع، ويقال أن هذا المحلول فائق التشبع.

إن التشبع الفائق يكمن في تغيير الطور أي التبلور والتكثيف، وتتم العمليات الفيزيائية والعمليات الكيميائية في ذوبان البخار أو حالة المحلول لكل مجموعة عبر تكوين نوى ثلاثية الأبعاد لمرحلة جديدة ولا تحدث إلا عندما يكون الوسط فائق التشبع. يرتبط تكوين النوى بتغير في الطاقة الحرة للمجموعة،  في المجموعة المتجانسة لاتتشكل نوى الحالة الجديدة بمجرد أن تصبح المجموعة  فائقة التشبع على الرغم من أن مثل هذا الموقف من الناحية الديناميكية الحرارية ممكن.

يقال أن المجموعة في حالة توازن غير مستقر ويمكن أن يظل في هذه الحالة دون الحصول على الحد الأدنى من الطاقة الحرة المقابلة لحالة التوازن، وبكلمات أخرى في مثل هذه الحالات يتم ضبط مجموعات الطور الجديدة بعد فترة معينة، وتعتمد القيمة على عوامل مثل درجة حرارة المجموعة وضغطها، ووجود أطوار كيميائية تختلف عن طور استقرار  وزيادة مستوى التشبع الفائق الذي يسهل استقرار  المرحلة الجديدة.

ومع ذلك يوجد دائماً مستوى فائق من التشبع عندما تستقر الحالة الجديدة .كما يتوافق مستوى التشيع الفائق مع الحد الأعلى لحتلة التوازن المستقر وبحدد عرض العرض العرض المستقر.

عندما يتشبع المحلول المذاب الصلب المذاب في مذيب سائل. و يحصل في توازن ديناميكي حراري . من أجل حدوث التبلور يجب أن تتحول حالة المجموعة إلى حالة لاتوازن، حيث يتجاوز تركيز المذاب في المحلول تركيز التوازن في ظروف المحلول المعينة، ويقال أن المحلول التي لاتوجد فيها حالة توازن بمفرطة التشبع، إن أبسط طريقة لتشكيل محلول فوق المشبع هو التبريد.

يتم تحضير المحلول في البداية عندالنقطة A، إذا تم تبريد المحلول سيتم تشبعه عندما يتقاطع مع خط التشبع. إذا تم تبريده بعد خط التشبع إلى النقطة B فسيتم تشبعه، فقط لأن هذا الحل الفوق مشبع لايعني أنه سيتبلور على الفور ، فالمحاليل الفوق مشبعة غير قابلة للتغيير؛ وهذا يعني أن هناك حاجزاً للطاقة الحرة يجب التغلب عليه من أجل تجاوز المرحلة الانتقالية.

المحلول فوق المشبع

إن الطربقة الأبسط والأكثر شيوعاً لصنع محلول فوق مشبع هي التبريد، لكن هذه ليست الطريقة الوحيدة التي يمكن استخدامها، فهناك العديد من الطرق كتبخر المذيبات، وتغبر درجات الحرارة، والتغير في الأس الهيدروجيني، والتفاعل الكيميائي، والتغيير في تكوين المذيبات. ويحتوي المحلول الفائق التشبع على مواد ذائبة أكثر من المحلول المشيع، مثل 40g من NACI في 100 ml من H2O، ستبقى الإضافة 4,0g NACI غير قابلة للحل.

أكمل القراءة

208 مشاهدة

0

هل لديك إجابة على "ما هو المحلول فوق المشبع"؟