شیمی

آزمایش حلالیت
نویسنده : عظیم شمس - ساعت ۱:٥٢ ‎ق.ظ روز ۱۳۸٧/٢/۱٤
 

حلالیت عبارت است ازمقداری ازیک جسم برحسب گرم که دردمای معین درصدگرم حلال ، حل شده وتولید محلول سیرشده ای حل کندولی آنچه که بیشترمتداول است قابلیت حل شدن است که برای یک ماده برابراست با مولاریتة آن .

ماده از ذرات کوچکی به نام مولکول تشکیل یافته است که دارای حرکات انتقالی - ارتعاشی وچرخشی است .  مولکولهاهمدیگررامی ربایند درواقع بین آنها نیروهای جاذبه ودافعه وجوددارد .

درموردگازهابایدتوجه داشت که این نیروهاصفراست .  درحالت مایع نیروهای جاذبه بین مولکولی نسبتاًضعیف ترازحالت جامدبوده وفاصلة بین مولکولها بیشترودرنتیجه تااندازه ای ازیکدیگردورند ، به طوری که آزادانه  می توانند به تمام جهات حرکت کنند ، به همین دلیل مایعات شکل معینی ندارندوجامدات دارای حرکت ارتعاشی هستند .  همچنین بین مولکولهای مایع فضای خالی وجوددارد که این فضادرجامدات کمتراست .

 

 

مراحل انحلال :

1 - تماس : بادرنظرگرفتن نظریة « ذره ای جنبشی » ماده می توان گفت که یک لایه ازمولکولها ، اتم هایایون های سطح خارجی ماده حل شونده بایک لایه ازمولکولهای حلال ، مجاورشده ودرنتیجه بین دوفازمادة حل شونده وحلال تماس حاصل می شود .

2- انحلال : دراین مرحله مولکولها ، اتم هایایون های دوماده که باهم درتماسند هرکدام ارتباط خودراباذره های همانندشان قطع می کنند ودرفضای مجاورسطح تماس ، مخلوطی شامل هردوذره به وجودمی آید .  هرچه ذره های جامدریزترباشندسرعت انحلال بیشتراست زیراریزتربودن ذره های جامد سبب از دیادسطح خارجی آنها شده ، مقداربرخوردهای مؤثربامولکولهای حلال درواحدسطح بیشترمی شود .

3- پخش :  پراکندگی ذره های حل شونده درون حلال تازمانی که بین قسمتهای مختلف محلول ، تفاوت غلظت وجوددارد همچنان ادامه پیدا می کند ولی به محض آنکه این تفاوت غلظت ازبین رفت درحرکت انتقالی ذره های حل شده تعادل به وجودمی آید .  یعنی درتمام حجم محلول ، ذره های ماده حل شونده به طوریکنواخت پخش شده وجابجایی مولکولها مساوی است .

عوامل وفاکتورهای انحلال :

پدیدة انحلال به طبیعت وماهیت حلال وجسم حل شونده بستگی دارد ومهمترین عوامل آن عبارتند از :

  • 1- بهم زدن : دراثربهم زدن پدیده های محلول غلیظ به اطراف پخش شده ولایه هایی ازحلال رابه جسم جامدنزدیک کرده وباعث انحلال آن می شود . ممکن است ضمن بهم زدن ، مادة‌حل شونده به ذره های کوچکترتبدیل شود .
  • 2- دما : ازدیاد دماسبب ازدیاد جنبش مولکولی وسرعت مولکولهای حلال شده ودرنتیجه احتمال برخوردمولکول های حلال بامادة‌ حل شونده درواحدحجم وزمان بیشترمی شود اماباید توجه داشت که انحلال گازهاباازدیاددماکاهش می یابد ولی ، لغزش فشارزیادمی شود .
  • 3- سطح تماس : هرقدرذره هاریزترباشند تعدادذره های بیشتری از ماده جامددرواحدزمان موردحمله وهجوم مولکولهای حلال قرارگرفته وازشکل جامدخارج می شودوبه صورت محلول درمی آیند . اصولاً انحلال ازسطح جسم حل شونده شروع می شود . پس هرچه جسم ریزترباشدانحلال سریعتروبهترصورت می گیرد .
  • 4- قراردادن مادة‌حل شونده درسطح حلال : محلولی که بدین طریق در سطح مایع تشکیل می شود ازمایع خالص سنگین تراست ولذابه سمت پائین می رودکه درصنعت کاربرددارد ، زیراسرعت حل شدن رازیادمی کند .

 

آزمایش اول

« آزمایش حلالیت »

موادموردنیاز :  1- ید 2-نفتالین 3- نمک طعام 4- آب 5- الکل

6-تتراکلریدکربن 7- کلروفرم

وسایل موردنیاز :  1- لولة‌آزمایش 2-پیپت

شرح آزمایش :

مرحلة اول :  ابتدا 5cc آب ، الکل وتتراکلریدکربن برمی داریم . 0.5 گرم ید رابه این حلال اضافه می کنیم .  تابررسی کنیم که یددرکدامیک بهتروسریعترحل می شود .

مشاهده می شود .

  • - درآزمایش یدباآب مشاهده شدکه یددرآب حل نمی شودونتیجه گرفتیم که چون یدیک مادة غیرقطبی است درآب که قطبی است حل نمی شود .
  • - درآزمایش یدباالکل مشاهده شدکه یددرالکل حل می شودچون هردوغیرقطبی اند .حلال حاصل به رنگ قرمزخونی درمی آید .
  • - درآزمایش یدباتتراکلریدکربن نیزمشاهده شدکه درهم حل می شوند . چون هردوغیرقطبی اند . حلال حاصل به رنگ بنفش است .

مرحلة دوم : اضافه کردن نمک به آب ، الکل ، تتراکلریدکربن

  • - درآزمایش نمک باآب مشاهده شدکه درهم حل می شوندچون هردو قطبی اند . درضمن به این دلیل است که پیوندمولکولی آب ازنوع هیدروژنی است ونمک ترکیبی یونی است .
  • - درآزمایش نمک باالکل مشاهده شدکه نمک به مقدارکم درالکل حل شدواین به دلیل قطبیت ضعیف الکل است .
  • - درآزمایش نمک ، تتراکلریدکربن مشاهده شدکه درهم حل نمی شوند چون نمک یک ترکیب یونی است حال آنکه تتراکلریدکربن غیرقطبی است. درضمن جاذبه های تتراکلریدکربن ازنوع ضعیف لاندن می باشد .

مرحلة سوم : اضافه کردن نفتالین به آب - الکل - تتراکلریدکربن .

  • - درآزمایش نفتالین باآب مشاهده شدکه نفتالین درآب حل نمی شودچون نفتالین یک مادة غیرقطبی است . حال آنکه آب قطبی است .
  • - درآزمایش نفتالین باالکل مشاهده شدکه نفتالین درالکل حل نمی شود زیراجاذبه های آنهاازیک نوع نیست . مایع یاحلال بدست آمده زردرنگ است .
  • - درآزمایش نفتالین باتتراکلریدکربن مشاهده شدکه درهم حل می شوند چون که هردوغیرقطبی اند .

مرحلة چهارم :  اضافه کردن کلروفرم به آب ، الکل ، تتراکلریدکربن

  • - درآزمایش کلروفرم باآب مشاهده شدکه کلروفرم درآب حل نمی شود چون کلروفرم قطبیت ضعیفی دارد .
  • - درآزمایش کلروفرم باالکل مشاهده شدکه درهم حل می شوندچون که هردوغیرقطبی اند .
  • - درآزمایش کلروفرم باتتراکلریدمشاهده شدکه درهرهم حل می شوند چون که هردوغیرقطبی اند . ( البته کلروفرم %100‌غیرقطبی نیست . درواقع قطبیت ضعیفی دارد)

حلال

حل شونده

حلال

ید

نمک طعام

نفتالین

کلروفرم

آب

حل نمی شود

حل می شود

حل نمی شود

حل نمی شود

الکل

حل می شود

به مقدارکم حل میشود

به مقدارخیلی کم حل میشود

حل می شود

تتراکلریدکربن

حل می شود

حل نمی شود

حل می شود

حل می شود

 

نتیجه گیری :

مولکول های کواوالانسی قطبی درآب یاحلال های قطبی دیگرحل می شوند .  که علت این حل شدن یکی پیوندهیدروژنی است ودیگری لغزایش میزان       بی نظمی .

درحقیقت نیروی دوقطبی - دوقطبی داتمی برهرماده عامل اصلی جداشدن مولکولهای کواوالانسی درآب ویادرهمدیگراست .  زیراآب می تواندبا        الکلها ،‌آلدهیدهاوکتونهامجتمع شود .  به طورکلی الکلهاوموادی که OH دارنددرآب حل می شوند .

درانحلال Nacl درآب مولکولهای قطبی آب تدریجاً اطراف مولکول قطبی Nacl قرارمی گیرندتاآنرا به یون های  یونیزه کنند .  یونهای حاصل با تعدادی از مولکولهای آب پیوند برقرار می کنندیعنی هیدراته شدن یونها رخ می دهد .  به عنوان مثال درانحلال یددرآب علت اینکه یددرآب حل نشد آن ست که پیوندهای هیدروژنی که بین مولکول های آب برقراراست قوی ترازجاذبه ای است که ممکن است بین مولکول های آب و یدبرقرارباشد .  به عبارت دیگر نیروهای جاذبة قابل توجهی بین مولکول های یدوآب برقرار  نمی شود .  بلکه نیروهای دافعه به وجودآمده دمادوفازخواهیم داشت .

کتاب آزمایشهای شیمی عمومی         refrence :112 تا 115 : صفحه   محمدرزمجو  : تألیف

 


 
comment نظرات ()