ذوبان المركبات الأيونية وغير الأيونية

ذوبان المركبات الأيونية وغير الأيونية :

ان كلا من ملح الطعام أو السكر سريع الذوبان في الماء ولكن محلول ملح الطعام في الماء موصل جيد للكهرباء في حين أن محلول السكر غير موصل جيد للكهرباء ويرجع السبب في  اختلاف الخواص الكهربية لملول ملح الطعام ومحلول السكر إلي أن ملح الطعام NaCl عندما يذوب في الماء يتفكك إلى أيونات موجبةcations  هي أيونات الصوديوم Na⁺ وأيونات سالبةanions هي أيونات الكلور يد Cl^- وتسبح هذه الأيونات في الماء محاطة بجزيئات الماء التي تساعد على ثباتها إذ تقلل من قوة تجاذب الكاتيونات والأنيونات وخاصة إذا كان المحلول مخففا وللتعبير عن ذلك نقوم بكتابة  لفظ مائي aqueous أمام الأيون مختصرا بالحرفين (aq) كما هو آت :

NaCl(s)       H₂O        Na(aq)   +  Cl(aq)

آما في محلول السكر ( مركب غير أيوني ) فلأن جزيئات السكر تسبح في الماء دون أن تتفكك وبالتالي لا توجد أيونات تنقل التيار الكهربي .

تعريف: تسمى المواد التي تذوب في الماء لتعطي محلولا موصلا للتيار الكهربائي بالمواد الموصلة electrolyte أما المواد التي تعطي محلولا لا يوصل التيار الكهربي فتسمى بالمواد غير الموصلة non-electrolyte .

أمثلة : معظم الأملاح القابلة للذوبان في الماء موصلات وهي غالبا مواد صلبة أيونية كهاليدات الفلزات القلوية .

حاصل الإذابة  :

تقاس الأحماض والقواعد والأملاح في محاليلها بتطبيق قانون فعل الكتلة على الإلكتروليتات ضعيفة التأين وحتى المواد التي يطلق عليها لفظ ((عديمة الذوبان)) فإنه يمكن تطبيق قانون فعل الكتلة عليها في محاليلها المخففة .

AB    Û    AB    Û    A⁺    +      B^-

أيونات                          في المحلول                جزيئات                  صلب

وحيث أن المحلول يكون عادة مخففاً جداً بالنسبة للمادة الذائبة فإن جميع الجزيئات الذائبة تتحول إلى أيونات . فإذا كان لدينا محلول مشبع من كلوريد الفضة في حالة اتزان مع يعض البلورات من كلوريد الفضة كما يلي :

AgCl (s) Û Ag⁺ + Cl^‑

   ترسيب

فإنه ينطبق قانون فعل الكتلة :

[Ag+] [Cl-] [AgCl]

 

= K                                     

حيث [Ag] ، [Cl] ، [Agcl] تمثل الكتلة الفعالة (الكتلة الفعالة هي عدد الجزئيات الجرامية في اللتر من المحلول .

نظراً لأن تركيز كلوريد الفضة الصلب يظل ثابتاً فإن المعادلة تصبح :

[Ag⁺] [Cl^-] = Kc [AgCl] = Ksp

ويعرف الثابت Ksp بحاصل الإذابة Solubility Product .

وحاصل الإذابة : قيمة ثابتة لا يمكن تجاوزها إلا في حالة المحاليل فوق المشبعة حيث لا توجد بها حالة اتزان بين المحلول والمادة غير الذائبة .

فمثلاً : إذا بدأنا بمحلول غير مشبع من المادة AB فإنه يمكن زيادة حاصل الضرب [A⁺] [B^-] بإذابة قدر آخر من نفس المادة (أبو بإضافة مادة أخرى تحتوي على أيون مشترك) ويستمر المحلول في تقبل هذه الزيادة حتى تصل على القيمة المحددة لحاصل الإذابة AB فإذا تجاوزنا هذه القيمة تبدأ AB في الترسيب على الفور .

ولقاعدة حاصل الإذابة تطبيقات عديدة في التحليل الكيفي وفيما يلي حاصل الإذابة لبعض الأملاح الشائعة :

كلوريد الفضة [Ag] [Cl] = 1.5 × 10 ^–10

كلوريد الرصاص [Pb²⁺] [Cl]² = 0.24 × 10 ^–4

هيدروكسيد الألومنيوم [Al⁺³] [OH^-]³ = 8.5 × 10 ^–23

كبريتات الكالسيوم [Ca²⁺] [SO₄^2-] = 2.3 × 10^-23