ما هو المركب الذي لا يذوب في الماء هو ما يدور حوله موضوعنا التالي والذي نقدمه في بحر والذي ينبغي أولاً لكي يتم التعرف عليه الاطلاع على مفاهيم علم الكيمياء الأساسية التي تعلق بالذائبية، ومن المعروف عن الماء أنه أحد أهم أنواع المذيبات الذي يمكن أن تذاب به بعض المواد ومن ثم يصبح من غير الممكن فصلهما وإعادتهم للحالة الأصلية الأولية بسهولة.
يعرف ناتج ذوبان أحد المركبات الكيميائية في الماء بالمحلول المائي حيث يعتبر الماء واحد من أطرافه وهنا يكون المذيب هو الماء بينما المذاب هو المركبات والمواد الأخرى الداخلة في تكوين المحلول، بل إن الماء قد أطلق عليه المذيب الشامل نظراً لوجود عدد هائل من المركبات تقبل الذوبان به، أما عن المركبات الغير قابلة للذوبان بالماء فسوف نتحدث عنها في الفقرات التالية من مقالنا، فتابعونا.
ما هو المركب الذي لا يذوب في الماء
المركب الذي لا يذوب في الماء هو الجزيء غير القطبي، حيث إن الماء عبارة عن جزيئات قطبية، ومن المعروف في علم الكيمياء أن المادة تذوب في مادة مثلها، بمعنى أن المركبات القطبية تذوب بالقطبية، والمركبات الغير قطبية تذوب بمثيلتها الغير قطبية، بينما المركبات غير القطبية ومن أمثلتها شمع البارافين، حيث إنه بالحالة التي يتم بها وضع قطعة من شمع البارافين، المكونة من الكثير من روابط الهيدروجين والكربون بالماء، وبالتالي تبقى متكتلة، حتى بالحالة التي يتم بها سحق الشمع إلى قطع صغيرة مع تحريكه بالماء، نجد الشمع لا يذوب والسبب في ذلك أن الشمع غير قطبي بينما الماء قطبي.
كذلك فإن السوائل التي تختلف في كثافتها عن الماء لا يمكن إذابتها بالماء وتكوين محلول ومن أمثلة ذلك الزيت، ولكن يوجد بعض المركبات الأيونية لا تذوب بالماء ومنها (كبريتات الباريوم) نظراً لأن قوة التجاذب بين الأيونات بالمركب تفوق التجاذب بين الماء والأيونات.
كيف يذوب الملح في الماء
- يتكون الملح كيميائياً من كلوريد الصوديوم ورمزه الكيميائي (NaCl)، وهو أحد المركبات الأيونية المرتبطة والمتكونة عن طريق الأيونات السالبة للكلور والأيونات الموجبة للصوديوم، نتيجة للتأثير الكهرساكن وعلى الرغم من كون الماء محايد كهربياً إلا أنه مستقطب بمعنى أن الشحنات الموجبة تقوم بجذب الشحنات السالبة، والعكس صحيح حيث تجذب أيضاً الشحنات السالبة الشحنات الموجبة، ويترتب على ذلك تدريجياً ضعف التماسك تحت تأثير قوى تجاذب جزيئات الماء إلى أن ينتهي تماماً ذوبان الماء متشبعاً إلى أقصى حد بالماء.
- وبذلك فإن الملح يذوب في الماء خلال عملية الذوبان حيث إن الأيونات بالمركبات الأيونية مترابطة فيما بينها بروابط أيونية، وحين تكوين المحلول تتأين تلك المركبات نتيجة عمل جزئ الماء على إبعاد الأيونات عن بعضها البعض ومنها ملح الطعام (كلوريد الصوديوم)، والجدير بالذكر أن الغالبية العظمى من المواد الأيونية ومن أمثلتها كلوريد الصوديوم تكون على هيئة بلورات صلبة تتأين بالمحاليل المائية، وبالتالي فإن أقل كمية من ملح الطعام تذوب بسرعة هائلة في الماء.
الذوبان في الماء
يوجد العديد من العوامل ذات التأثير على مقدار ذوبان المواد بالماء، وهو ما يرتبط تفسيره بقابلية بعض المركبات للذوبان في الماء في حين لا يمكن لغيرها من المركبات الذوبان وهو ما سوف نوضحه تفصيلاً فيما يلي:
القدرات النسبية لقوة الجذب
- تقوم الذائبية في عملها بالاعتماد على قوة الجذب وهو ما يقصد به قوة التجاذب بين جزيئات المذيب وقوة الجذب بين الجسيمات المذابة، ولإيضاح ذلك يذكر ذوبان سكر الجلوكوز بالماء، إذ أن قوة التجاذب ما بين الجلوكوز والماء هي أكبر من مثيلتها بين الجلوكوز والجلوكوز، وبين الماء والماء.
الذوبان والكثافة
- حينما يقع اتحاد ما بين نوعين من السوائل لتكوين محلول، دون إمكانية الجمع بينهما، فإن تلك المادتين يكونان غير قابلين للامتزاج مع بعضهما، وعلى سبيل المثال الزيت (الذي تتم صناعته من الكربون والهيدروجين) والماء، إذا تمت محاولة الخلط فيما بينهما،دوماً ما سيطفو الزيت إلى الأعلى والسبب في ذلك أنه أكثر كثافة من الماء، وأبداً لن يحدث ذوبان لقطرات الزيت بالماء.
الجزيئات القطبية
- جزيئات الماء قطبية، وهو ما يشير إلى أن الذرات تكون في حالة ترتيب بمعنى أن الشحنة الموجبة تكون على واحد من جانبي الجزيء، بينما الشحنة السالبة تتواجد على الجانب الآخر، كما أن الجزيئات القطبية تنجذب بقوة أكبر إلى الجزيئات القطبية أو الجزيئات ذات الشحنة، ومن أمثلتها الأيونات، وفي حالة تم وضع شيء يتضمن جزيئات غير قطبية بالماء، فإنه لن يذوب.
ذوبان المركب الأيوني في الماء
- تقبل المركبات الأيونية الذوبان بالماء نتيجة لاحتوائها على أيون موجب وأيون آخر سالب، وحينما تذوب المركبات الأيونية في الماء، يحدث لها حالة من التفكك إلى الأيونات التي تتكون منها أثناء عملية التفكك، إذ أنها حينما يتم وضعها ومزجها في الماء تنجذب إلى جزيئاته، حيث يحمل كلاً منها شحنة قطبية.
- كذلك فإن كانت القوة بين جزيئات الماء والأيونات قوية إلى الحد الكافي لكسر الروابط المتواجدة بين الأيونات فإن المركب مثلما هو الأمر في كلوريد الصوديوم (ملح الطعام) ، حيث يحدث انفصال للأيونات وتشتت بالمحلول، التي يحيط كل منها بجزيئات الماء بشكل تام بما يمنع معه إعادة ارتباط أيونات المركب فيما بينها، ومن ثم يتحول المحلول الأيوني إلى المنحل كهربائياً، بما يشير إلى مقدرته على توصيل الكهرباء، ويطلق عليها المحاليل الكهرلية، لمقدرتها على الانتقال بالمحلول.
مقارنة بين الذوبان والتعليق والتآكل
يعد كلاً من التعليق، التآكل والذوبان تفاعلات كيميائية مختلفة تنتج عن تلامس أحد المواد مع مادة أخرى سائلة، وقد أوضحنا بالفقرات الآتية المقصود بالذوبان وسوف نذكر فيما يلي الفرق بينه وبين التآكل والتعليق:
التآكل
- هناك اعتقاد شائع أن الصخور التي تعرضت للكثير السنوات قد حدث لها حالة من التحلل الجزئي ولكن الحقيقة خلاف ذلك حيث إن جريان الماء يترتب عليه أن تآكل للجزيئات الدقيقة المتواجدة على سطح الصخور ومنها التربة الرخوة السطحية، وكذلك الطين، يلي ذلك حمل الماء بعيداً للمواد المتآكلة لغيرها من المسطحات المائية ومنها الخزانات والجداول والبحيرات لكي تستقر تلك المواد مكونة الرواسب والطين.
التعليق
- من المعروف عن الرمل عدم قابليته للذوبان في الماء حيث إن قوة الجذب فيما بين الماء والماء دوماً ما تكون أقوى من القوة الجاذبة بين الجزيئات والماء التي يتكون الرمل منها، وحينما يتحرك الرمل بالماء ، فإن الماء يتعكر نتيجة تعلق الرمال به دون أن يحدث له إذابة، وعقب التوقف عن التقليب، يحدث للرمل حالة تدريجية من الترسب بقاع الماء، ليعود أعلى الماء صافي مرة أخرى.
