للكيميائيين قول مأثور: "مثل يذوب مثل". يشير هذا القول المأثور إلى خاصية معينة لجزيئات المذيب والمواد المذابة التي ستذوب فيه. هذه الخاصية هي القطبية. الجزيء القطبي هو الجزيء الذي له شحنات كهربائية متعارضة مع بعضها البعض ؛ فكر في القطبين ولكن بالإيجابي والسلبي بدلاً من الشمال والجنوب. إذا قمت بدمج مادتين مع جزيئات قطبية ، يمكن أن تنجذب تلك الجزيئات القطبية إلى بعضها البعض بدلاً من بقية المركبات الموجودة في المركبات التي تشكلها ، اعتمادًا على حجم القطبية. جزيء الماء (H20) قطبي قوي ، وهذا هو السبب في أن الماء جيد جدًا في إذابة المواد. أعطت هذه القدرة الماء سمعة كونه مذيبًا عالميًا.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
تتجمع جزيئات الماء القطبي حول جزيئات المركبات القطبية الأخرى ، وقوة الجذب تفكك المركبات عن بعضها. تحيط جزيئات الماء بكل جزيء عندما ينفصل ، وينجرف الجزيء إلى المحلول.
مثل Little Magnets
كل جزيء ماء هو مزيج من ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين. إذا رتبت ذرات الهيدروجين نفسها بشكل متماثل على جانبي ذرة الأكسجين ، فسيكون الجزيء متعادل كهربائيًا. لكن هذا ليس ما يحدث. يرتب هذان الهيدروجين أنفسهما عند موضع الساعة 10 والساعة 2 ، مثل أذني ميكي ماوس إلى حد ما. هذا يعطي جزيء الماء شحنة موجبة صافية على جانب الهيدروجين وشحنة سالبة على الجانب الآخر. كل جزيء يشبه مغناطيس مجهري ينجذب إلى القطب المقابل للجزيء المجاور.
كيف تذوب المواد
سيذوب نوعان من المواد في الماء: المركبات الأيونية ، مثل كلوريد الصوديوم (NaCl ، أو الجدول ملح) والمركبات المكونة من جزيئات أكبر لها شحنة صافية بسبب ترتيبها ذرات. الأمونيا (NH3) مثال من النوع الثاني. يتم ترتيب الهيدروجين الثلاثة بشكل غير متماثل على النيتروجين ، مما ينتج عنه صافي شحنة موجبة على أحد الجانبين وشحنة سالبة على الجانب الآخر.
عندما تقوم بإدخال مذاب قطبي في الماء ، فإن جزيئات الماء تتصرف مثل مغناطيس صغير ينجذب إلى المعدن. يتجمعون حول الجزيئات المشحونة للمذاب حتى تصبح قوة الجذب التي تخلقها أكبر من قوة الرابطة التي تربط المذاب معًا. عندما ينفصل كل جزيء مذاب تدريجيًا ، تحيط به جزيئات الماء ، وينجرف إلى المحلول. إذا كان المذاب مادة صلبة ، فإن هذه العملية تحدث تدريجيًا. جزيئات السطح هي أول من يذهب ، ويعرض الجزيئات الموجودة تحته لجزيئات الماء التي لم تترابط بعد.
إذا انجرفت جزيئات كافية إلى المحلول ، يمكن أن يصل المحلول إلى التشبع. تحتوي الحاوية المحددة على عدد محدود من جزيئات الماء. بعد أن تصبح جميعها "عالقة" إلكتروستاتيكيًا لإذابة الذرات أو الجزيئات ، لن يذوب المزيد من المذاب. في هذه المرحلة ، يكون المحلول مشبعًا.
عملية فيزيائية أم كيميائية؟
لا يؤدي التغيير الفيزيائي ، مثل تجميد الماء أو ذوبان الجليد ، إلى تغيير الخصائص الكيميائية للمركب الذي يخضع للتغيير ، في حين أن العملية الكيميائية تفعل ذلك. مثال على التغيير الكيميائي هو عملية الاحتراق ، حيث يتحد الأكسجين مع الكربون لإنتاج ثاني أكسيد الكربون. كو2 له خصائص كيميائية مختلفة عن الأكسجين والكربون اللذين يتحدان لتكوينه.
ليس من الواضح ما إذا كان حل مادة في الماء عملية فيزيائية أو كيميائية. عندما تحل مركبًا أيونيًا ، مثل الملح ، يتحول المحلول الأيوني الناتج إلى إلكتروليت بخصائص كيميائية مختلفة عن الماء النقي. هذا من شأنه أن يجعلها عملية كيميائية. من ناحية أخرى ، يمكنك استعادة كل الملح في شكله الأصلي باستخدام العملية الفيزيائية المتمثلة في غليان الماء. عندما تذوب الجزيئات الأكبر مثل السكر في الماء ، تظل جزيئات السكر سليمة ولا يصبح المحلول أيونيًا. في مثل هذه الحالات ، يكون الحل عملية فيزيائية بشكل أكثر وضوحًا.