( الـمـحـالـيـل )
المقدمه :
المحالـــيل. ( أنـواعـهــا & أطوارهـــا )
يعرف المحلول بأنه المخلوط أو المزيج المتجانس المتكون من مادتين أو أكثر ..ويشترط أن تكون مكونات المزيج في طور واحد (غازات , سوائل , مواد صلبه (
أنواع المحاليل :
(أ) بالنسبة لحجم الذرات أو الجزيئات للمادة المذابة :
1) محاليل حقيقية : وهي المحاليل التي تمر من ورقه الترشيح بسهوله مثل كلوريد الصوديوم
2)محاليل معلقة : وهي المحاليل التي يمكن أن نرى المادة المذابة عالقة بالمحلول بالعين المجردة ولا تمر من ورقة الترشيح ومثالها الرمل في الماء
3) محاليل غروية : وهي محاليل لا يمكن أن يمر من خلال ورقة الترشيح ولا ترسب عند ترك المحلول
(ب )بالنسبة لتركيز المذاب في المحلول :
1) محاليل مشبعة : وهي المحاليل التي تكون فيها عدد الجزيئات الذائبة مسو لعدد الجزيئات المترسبة أي إن
المحلول يكون في حالة اتزان مع الجزيئات الغير ذائبة عند درجة حرارة معينة
2) محاليل غير مشبعة : وهي المحاليل التي تكون فيها كمية المذاب أقل منها في حالة المحلول المشبع أي إن للمذيب القدرة على إذابة كمية أخرى من المذاب
3) محاليل فوق مشبعة : وهي المحاليل التي تكون فيها كمية المذاب أكبر منها في حالة المحلول المشبع .
عدد الجزيئات الذائبة = عدد الجزيئات المترسبة ــــ ( محلول مشبع ) ــــ
عدد الجزيئات الذائبة < عدد الجزيئات المترسبة ـــ ( محلول فوق مشبع ) ـــــــ
عدد الجزيئات الذائبة > عدد الجزيئات المترسبة ــــ ( محلول غير مشبع ) ـــــ
أطوار المحاليل :
على الرغم من وجود أعداد كبيرة من المحاليل التي تحتوي على مكونات كثيرة إلا أني سأتحدث عن المحاليل ذات المكونين فقط وحيث أن المادة توجد في ثلاثة أطوار ( غازية , سائلة , صلبة)
ولكل طور ثلاثة أنواع وهي
طور المحلول غاز ــــ أنواعه
غاز في غاز مثل الأكسجين في الهواء
سائل في غاز مثل بخار الماء في الهواء
صلب في غاز الغبــار في الهواء
طور المحلول سائل ـــــ أنواعه
غاز في سائل مثل ثاني أكسيد الكربون في الماء
سائل في سائل مثل الأسيتون في الماء
صلب في سائل مثل ملح الطعام في الماء
طور المحلول صلب ـــــ انواعة
غاز في صلب مثل الهيدروجين في البلاد يوم
سائل في صلب مثل الزئبق في الفضة
صلب في صلب مثل جميع أنواع السبائك
وتعتبرالمحاليل السائلةأكثرالمحاليل شيوعا .
يعرف المحلول المنظّم: محاليل تتغيّر قيمة الرقم الهيدروجيني لها تغيراً طفيفاً عند إضافة حمض أو قاعدة إليها بكميات قليلة.
(أي أنها تقاوم التغيرات في قيمة PH لها عند إضافة حمض أو قاعدة إليها )
ممّ يتكوّن المحلول المنظّم : يتكوّن من :
1- حمض ضعيف وقاعدته المرافقة (ملح الحمض)
أو
2- قاعدة ضعيفة وحمضها المرافق (ملح القاعدة)
أمثلة لمحاليل منظمّة :
(CH3COOH ،CH3COO-) (NH3 ، NH4Cl) (HCN ، NaCN)
(HNO2 ، KNO2) (H2CO3 ، NaHCO3) (HClO ،ClO-)
كيف يعمل المحلول المنظم ؟
لندرس أولاً محلولاً منظماً مكوّن من حمض ضعيف وقاعدته المرافقة (مِلْحُه الصوديومي أو البوتاسي)
مثال :
إذا كان لديك وعاء يحتوي حمض الإيثانويك وملح إيثانوات الصوديوم فهذا يعني أن لدينا محلولاً منظماً (من الحمض الضعيف وملحه).
المحاليل الغروية Colloids :-
هي جسيمات معلقة في الحالة الغروية تتكون من جسيمات كبيرة و لكن ليس إلى الحد الذي يجعلها تترسب في المحلول و جسيمات المحاليل الغروية يتراوح حجمها بين 0,1 ، 0,001 ميكرون و هي نوعان
• النوع الأول يتكون من جزئيات بروتينية متجمعة و موزعة في وسط مائي .
• النوع الثاني يتكون من محلول مستحلب مؤلف من جزئيات دهينة صغيرة في وسط مائي .
و هنالك عدة وظائف بيولوجية للمحاليل الغروية في الخلايا فالأغشية المختلفة المحيطة بالخلايا و بالعضيات داخل الست وبلازم تعتبر غرويات شبه جامدة هلامية.
طرق تحضير المحاليل الغروية :
أولاً:- طرق الانتشار
1- الطرق الميكانيكية :-
حيث تطحن المادة فى آلات خاصة تعرف بالمطاحن الغروية ( صناعة البويات(
2- الطرق الكهربية :-
تتم فى خلية تحليل كهربى ، حيث تكون مادة الكاثود من نفس نوع الفلز المراد انتشاره .
3- الببتنة :-
( التجزيئ ) وهى عملية يمكن بواسطتها تحويل المادة من حالة غير غروية إلى حالة غروية ، وذلك بتأثير مذيب أو أى مادة مضافة تعرف بالعامل المجزئ .
4- الموجات فوق السمعية :-
وتعمل على تفتيت المادة إلى دقائق فى حجم النطاق الغروى .
طرق تحضير المحاليل الغروية 2 :
ثانياً :- طرق التكثيف :
1- طرية القوس الكهربى :- حيث يمرر تيار عالى التردد بين قطبين فلزيين فى مذيب مناسب ( ماء الذهب ).
2- تكوين الغروى عن طريق التفاعلات الكيميائية
الخصائص العامة :
ان معظم الغروانيات تكون ذات ابعاد ثلاثة ، كذلك توجد غروانيات ذات بعدين او بعد واحد ، من الميزات الرئيسية للمحاليل الغروانية كون الشبه بين مساحة سطح الحبيبات الى حجمها مرتفعا . وفي هذا المجال يعرف عامل التبعثر على ان النسبة بين سطح الذرات الى عددها في الجزيء الغرواني . ان عامل التبعثر للجزيئات الغروانية ذات الابعاد المختلفة يتراوح بين 0.15 الى 0.003 .
وتمتد خصائص الغروانيات بصورة رئيسية على الوسط المذيب ونوعه وتركيبه . وبالتالي فانه يتم تصنفيها ضمن مجموعات مختلفة ، وللحصول على معلومات اساسية عن المحاليل الغروانية يتطلب قاعدة علمية واسعة تشمل ميادين مختلفة . لقد ادى ذلك الى قيام دراسات نظرية وعملية عديدة مثل الدراسات الكهربائية وتبعثر الضوء ودراسة الطيف وتفاعلات فاندرفالس والخصائص الكهربائية للطبقات الثنائية والمجهر الالكتروني ونظرية امتزاز الغازات والمسبر الفوتوني وغيرها من اجهزة التحليل الطيفية .
ومن الخصائص الفيزيائية المهمة للغروانيات قدرتها على الانتشار والحركة البروانية (Brownian motion) والاسترشاد الكهربائي والتناضح (osmosis) والانسياب ، هذا الا جانب الخصائص الميكانيكية والضوئية والكهربائية . من جهة اخرى ، فان قابلية الغروانيات للتفاعلات الكيميائية والامتزاز تلعب دورا مهما وفي بعض الاحيان يكون حاسما في تحديد خصائصها من الناحية الصناعية وغيرها .
تشكل الغروانيات :
تتشكل الغروانيات اما بطريقة التنمية او التجمع او التكسير . ان طريقة التنمية تحتاج الى الجزئيات الاساسية للمادة الغروانية هي تكثيف البخار للحصول على قطرات سائلة من المادة ثم تتصلب بدورها . من المؤكد بان نمو الغروانيات يتم التحكم به عن طريق وجود المادة الاساسية في الاتجاه المناسب للالتحام والارتباط مع نواة التجمع ومتطلبات طاقة الربط مع سطح نواة التجمع .
وتتميز عملية تشكل الغروانيات عبر طريقة التكسير والتي تستعمل كثيرا في انه من الصعب التوفيق بين التجارب والملاحظات العلمية ضمن صيغة موحدة لتفتيت الغروانيات ، وذلك بسبب العوامل الكثيرة التي تتداخل في عملية التكسير او التفتيت . لذلك تبقى هذه العملية من الناحية الصناعية كفن وليس علما ينهج اسلوبا واضحا .
حجم الجزيء الغروي:
ان ابسط الطرق المساعدة على تحديد حجم الجزيء الغروي وابعاده هي المجهر الالكتروني المسحي (scanning) والنافذ (transmission).
ان قوة فصل الجهاز (resolution) ليست كافية لتحديد ابعاد الجزيء الغروي . لذلك تستمعل طرق اخرى غير مباشرة لتحديد ابعاد الجزيء الغروي نذكر منها طرق الترسيب والنبذ والناقلية الكهربائية والتبعثر الضوئي وانعراج الاشعة السينية وامتزاز الغاز والمادة المذابة . عند اختيار أي من هذه الطرق يجب توخي الحذر بناء على الفرضيات المستخدمة في هذه الطرق لتحديد ابعاد الجزيء . على سبيل المثال فاننا نجد ان اجهزة قياس الناقلية تعتمد على الشكل الكروي للجزيئات الغروانية ، بينما طريقة تبعثر الضوء تكون صالحة في حالة كون شكل الجزيء الغروي معروفا .
الخصائص الكيميائية :
تتم دراسة الخصائص الغروانية باستخدام أي من الاجهزة المستخدمة عادة في تحديد الخصائص الكيميائية للمركبات مثل جهاز التحليل الكتلوي ومطياف رامان والاشعة تحت الحمراء والتي تعطي معلومات عن طبيعة الروابط الكيميائية وانعراج الاشعة السينية واجهزة التحليل الفوتوالكتروني وغيرها من الاجهزة الطيفية التي تستخدم لدراسة السطوح وتركيبها .
ان المعلومات التي يمكن الحصول عليها من هذه الاجهزة تتميز بطبيعة كيفية تركيب المادة الغروانية وطبيعة الروابط الكيميائية وكذلك كمية المادة الموجودة .
الرئيسية 
