الكيمياء

نبذة تعريفية عامة حول عملية “الإذابة”

2011 تجارب علمية داخل المادة

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عملية الإذابة الكيمياء

إذا غمست مكعب سكّر في كأس من الماء وتذوقته فوراً لن تشعر بالمذاق الحلو، ولكن حين يختفي السكر كله، يصبح الماء حلو المذاق لأن السكر انتشر في الماء كله، بمعنى أنه ذاب في الماء.

عند زيارتك للشاطئ، انظر إلى ماء البحر. تبدو المياه نقية لكنها في الحقيقة تحوي العديد من العناصر والمواد كالملح والأكسجين الذائبين في الماء.

فماء البحر ليس سوى مثال واحد عن المحاليل، ومزيج تختلط فيه جزيئات مواد مختلفة بشكل متجانس.

 

نستطيع صنع المحاليل بإذابة جسم صلب أو جسم غازي وتحويله إلى سائل (أو غاز). وهناك أمثلة كثيرة على أنواع المحاليل، ومنها على سبيل المثال المشروبات الغازية التي تتكوّن من محلول يضم جسماً صلباً (سكّر) وسائلاً (ماء وملونات ومنكّهات) وغازاً (ثاني أكسيد الكربون).

تسمى المادة التي تذوب في أي محلول بـ «المادة المُذابَة» (أو «المُذاب»)، كما تسمى المادة التي تذوب فيها المادة المُذابَة بـ «المُذيب» (أو «المادة المذيبة»).

يعتمد ذوبان مادة ما على كمية الجزيئات المنجذبة إلى بعضها في كلٍ من «المُذاب» و«المُذيب»، وذلك لأن الإلكترونات في بعض المواد تكون متباعدة بانتظام حول الجزيئات لكن الإلكترونات في مواد أخرى موزعة بين الجزيئات بصورة غير منتظمة.

 

يُطلق على النوع الأول مصطلح «جزيئات غير قطبية»، وعلى النوع الثاني مصطلح «جزيئات قطبية» لأن إحدى نهايات (أقطاب) الجزيء له شحنة كهربائية خفيفة.

تشكل الجزيئات غير القطبية محلولاً مع غيرها من الجزيئات غير القطبية، كما تشكل الجزيئات القطبية محلولاً مع غيرها من الجزيئات القطبية.

في حالة الماء والزيت مثلاً، تكون جزيئات الماء قطبية، بينما تكون جزيئات الزيت غير قطبية، لذا يتعذر اختلاط الماء مع الزيت.

 

يعدّ الماء «مُذيباً» جيداً لأنه قطبي، وهذا يعني أن الجزيئات تستطيع أن تكوّن روابط ضعيفة مع جسيمات مشحونة أخرى.

تنفصل العديد من المركّبات، كالملح (كلوريد الصوديوم، ورمزه الكيميائي NaCI) في الماء لتشكل جزيئين يُطلق عليهما اسم «أيونات»، أحدها له شحنة موجبة (Na+) والثاني له شحنة سالبة (CI-)، لذلك فإن العناصر الأيونية تكون شديدة الذوبان في الماء.

 

أما المواد غير القطبية فإنها لا تذوب في الماء، والزيت هو أحد تلك المواد – لأن الزيت يذوب فقط في مادة غير قطبية أخرى، لذلك نحتاج لمُذيبات غير الماء. 

وإن حدث ولطخت نفسك بالشحم أو الزفت، فلن تستطيع إزالتهما إلا بواسطة البنزين أو مخفِّف الطلاء أو زيت الطهي لأنها جميعها من مذيبات الشحم والزفت أو القطران، بمعنى أنها تستطيع إذابة الزيت.

 

التركيز

توصف المحاليل على أنها إما عالية التركيز أو منخفضة التركيز، وهذه ليست سوى طريقة واحدة لمعرفة كمية المواد المُذابة مقارنة مع المذيبات، فالتركيز العالي له مواد مذابة أكثر من التركيز المنخفض.

ومن جهة ثانية، فإن قابلية الذوبان هي مقياس لأكبر كمية ممكنة من مادة مذابة معينة تستطيع الذوبان في مادة مذيبة عند درجة حرارة معينة.

فعلى سبيل المثال، في حال قامت مادة مذيبة مقدارها "باينت" واحد (500 مل) بإذابة أونصة واحدة (14 غراماً) من مادة مذابة عند درجة حرارة الغرفة، نقول إن قابلية ذوبانها تعادل أونصة واحدة لكل باينت (28 غراماً/ لتر).

 

عندما تملأ كوباً بالماء سيبدو لك الكوب وكأنه لا يتسع لإضافة المزيد من أي شيء آخر، ولكن في الحقيقة هناك متسع كاف متوافر بين جزيئات الماء، وهذا هو السبب الذي يجعل المذيبات قادرة على إذابة المواد المذابة، فجزيئات السائل منتشرة ومتباعدة عن بعضها بحيث تتمكن المادة المذابة من التغلغل بينها.

وإذا قمت بغلي الماء، فإن الجزيئات تنتشر متباعدة عن بعضها بشكل أوسع، ما يفسح مكاناً كافياً لمزيد من المواد المذابة، لذلك تميل قابلية الذوبان للزيادة مع ارتفاع درجة الحرارة.

 

قابلية الذوبان

عندما تنحلّ مادة مذابة في مذيبٍ ما، نقول إن المادة المذابة قابلة للذوبان (ذوّابة) في ذلك المذيب.

وفي حال ذوبان كمية كبيرة من المادة المذابة في مذيب معين، فإن تلك المادة المذابة لها قابلية ذوبان عالية في تلك المادة المذيبة.

وإذا كان المذيب لا يستطيع احتجاز سوى كمية قليلة من المادة المذابة، فإن لها قابلية ذوبان منخفضة.

وعندما تعجز مادة صلبة عن الذوبان في سائل ما، نقول إنها غير قابلة للذوبان، أو لا يمكن المزج بينهما إذا كانت المادتان من السوائل.

مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
    كاي كوبفرشميدت ترجمه:   د. عبد الرحمن سوالمه تغطيه مجله ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre في 10 مارس، عندما التقي 61 شخصًا للتدريب علي التراتيل بكنيسه  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمده ساعتين ونصف الساعه انشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وانشدوا مره اخري. ولكن احدهم كان يعاني منذ ثلاثه ايام ما يبدو كانه زكام، والذي تبين فيما بعد انه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت مراكز مكافحه ...
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
عمّار العاني باحث في المعلوماتيه وتاثير وسائل التواصل الاجتماعي، سوريه في الوقت الذي تظهر فيه معظم الابحاث العلميه ان ظاهره الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقه مؤكده، فان نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظريه ويعتبرها خدعه من قبل الحكومات. وتظهر الاحصاءات ان نحو 5% من الاهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الاساسيه لاطفالهم ايماناً منهم باخطارها، علي الرغم من التوافق شبه الكامل في الاوساط الطبيه علي ان هذه المخاوف لا اساس لها.     وفي سياق ...
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
     جون كوهين ترجمه:   د. عبد الرحمن سوالمه الحكمه المتعارف عليها هي ان انتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنه علي الاقل من الان، ولكن جهود الجهات التنظيميه في حكومه الولايات المتحده، والتي تعرف بعمليه السرعه الخاطفه  Operation Warp Speed او اسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمه التقليديه. وهذا المشروع،  المبهم حتي الان، والذي من المرجح ان يُعلِن عنه البيت الابيض رسميًا في الايام القادمه، سيختار مجموعه متباينه من ...
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
جمال المطر اختصاصي في امراض الاذن والانف والحنجره، الكويت تعد الكائنات الحيه الدقيقه والفيروسات من العوامل الممرضه الشائعه للانسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك انواع تصيب الانسان مسببه له امراضاً متنوعه مثل متلازمه عوز نقص المناعه المكتسبه الايدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبه. ويشهد العالم حاليا اول جائحه يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي الي فصيله فيروسات واسعه ...
التقدم العلمي
‫‪أصبح العدو القديم حليفًا .. استخدام الفيروسات في علاج السرطان
خالد صنبر، د. معتصم البارودي، د. نبيل احمد باحثون في مجال الامراض والفيروسات بكليه الطب في هيوستن، الولايات المتحده علي الرغم من كونها اكثر الكائنات بساطًه فان الفيروسات اتقنت عمليه التطور بصوره مذهله؛ فقد اتاح استغلال تلك المخلوقات الدقيقه لمخلوقات اكثر تعقيدًا، لحاجتها الي التكوينات الخلويه، قدره كبيره لها علي اجتياز العقبات التطوريه. ففي جينومنا الخاص، اتخذت الفيروسات مخبئًا لاحدي اكثر الرحلات نجاحًا عبر الزمن، اذ يعتقد ان نحو %10 من ...
التقدم العلمي
‫‪قصة الفيروسات .. 3 رواد أسهموا في اكتشافاتها المذهلة
اسلام حسين باحث في مجال الفيروسات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الوريات المتحده يعتبر اواخر القرن التاسع عشر العصر الذهبي لعلم الميكروبيولوجيا علم الاحياء المجهريه، اذ شهد اكتشافات كثيره عن بعض انواع المكروبات، وتحديدا البكتيريا والفطريات. وادت هذه الاكتشافات الي تكوين نظريه شموليه عن الميكروبات، تعرف بنظريه الجراثيم germ theory، التي بنيت علي معلومات توفرت لدي العلماء في ذلك الوقت. افترضت هذه النظريه توفر بعض الخصائص في اي مسبب مكروبي ...
مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
    كاي كوبفرشميدت ترجمه:   د. عبد الرحمن سوالمه تغطيه مجله ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre في 10 مارس، عندما التقي 61 شخصًا للتدريب علي التراتيل بكنيسه  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمده ساعتين ونصف الساعه انشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وانشدوا مره اخري. ولكن احدهم كان يعاني منذ ثلاثه ايام ما يبدو كانه زكام، والذي تبين فيما بعد انه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت مراكز مكافحه ...
التقدم العلمي
‫‪جسور مدينة كونيجسبيرغ: لغز أثمر ولادة فرع رياضياتي جديد
محمد جواد الحكيم باحث واكاديمي في علم الرياضيات تتسم معظم الالغاز التي يتناقلها الناس عاده بالبساطه، وتسعي الي تحقيق المتعه والتسليه والترفيه واختبار القدرات العقليه للفرد، من خلال التحدي والاثاره. لكن مع بساطه هذه الالغاز فقد استحوذ قسم منها علي اهتمام بعض علماء الرياضيات، الذين احتاجوا من اجل حلها الي نهج جديد من التفكير العقلي يعتمد كثيراً علي الحدس وقوه التمثيل البياني لهذه الالغاز، بدلا من الطريقه الاستنتاجيه المنطقيه. ومن الالغاز ...
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
عمّار العاني باحث في المعلوماتيه وتاثير وسائل التواصل الاجتماعي، سوريه في الوقت الذي تظهر فيه معظم الابحاث العلميه ان ظاهره الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقه مؤكده، فان نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظريه ويعتبرها خدعه من قبل الحكومات. وتظهر الاحصاءات ان نحو 5% من الاهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الاساسيه لاطفالهم ايماناً منهم باخطارها، علي الرغم من التوافق شبه الكامل في الاوساط الطبيه علي ان هذه المخاوف لا اساس لها.     وفي سياق ...