ما هي المولالية وكيف تعمل؟

في هذا الفرع من العلم ، تُعرف المولالية بتركيز المادة ، والتي يمكن من خلالها تحديد مقدار المذاب المطلوب لتتمكن من إذابة مادة أخرى ، وتجدر الإشارة إلى أن هذه وحدة يوفرها النظام الدولي لـ الوحدات.

مع الاستخدام الصحيح لل molality ، سيكون من الممكن معرفة التركيز الدقيق لمادة معينة، بالإضافة إلى أنه سيكون من الممكن أيضًا تحديد كتلة المذيب ، وهو أمر ضروري للغاية لتكون قادرًا على فهم كتل كل من المادتين (المذاب والمذيب) ومولتيهما.

نظام التحضير للقدرة على تحديد مولارية المواد ليس معقدًا عادةً مثل نظام المولارية ، لأنه ليس من الضروري استخدام دورق حجمي ، بل باستخدام دورق وميزان تحليلي. بما يكفي لتكون قادرة على تنفيذ التجربة.

تتميز المولالية بمزايا على المولارية ، لأنها بفضل أساليبها لا تعتمد على العوامل المؤثرة مثل درجة الحرارة والضغط ، لأنها لا تعتمد بشكل أساسي على حسابات الحجم في المواد المدروسة.

مولالية (تركيز)

تُعرَّف المولالية على أنها تركيز محلول ، يتحدث بوضوح بمصطلحات كيميائية ، والتي تشير إلى العلاقة أو النسبة التي يمكن أن توجد بين مادتين، المعروف في هذا الوسط باسم المذاب والمحلول ، أو المكون المراد حله.

تُعرف المولالية أيضًا بمصطلح يستخدم للإشارة إلى أن التركيز يتم تنفيذه ، والذي يتضمن زيادة نسبة المذاب في المذيب ، بينما تُعرف العملية المعاكسة باسم التخفيف.

من أجل فهم أفضل لهذه العملية ، فإن المادة التي تسمى المذاب هي تلك التي تذوب ، في حين أن المذيب هو كل تلك المواد القادرة على إذابة المواد الأخرى. في المقابل ، يكون الانحلال نتيجة الخليط المتجانس الذي تم تصنيعه مسبقًا باستخدام المادتين المذكورتين أعلاه.

في حين أن هناك كمية أقل من المذاب في الخليط ، كلما انخفض التركيز ، وعندما نتحدث عن كمية أكبر من المذاب في المذيب ، سيكون التركيز أكثر تناسقًا ، مما يعني أن المحلول ليس أكثر من خليط متجانس بين ربما اثنين أو أكثر من المواد.

الذوبان

يستخدم هذا المصطلح لتحديد الحد الأقصى لمقدار المذاب الذي يمكن أن يوجد في المذيب ، والذي يعتمد كليًا على بعض العوامل مثل درجة الحرارة أو الضغط الذي قد تتواجد به البيئة أو نفس المكونات ، بالإضافة إلى مواد أخرى مذابة سابقًا. التي هي في حالة تعليق.

هذا بسبب وجود كمية معينة لا يمكن فيها إذابة المذاب بواسطة المذيب ، وعندما يحدث هذا يتم تحديد أن المادة مشبعة بالكامل ، يمكن أن يكون مثال على ذلك عند إضافة ملعقة صغيرة من السكر إليها .كوب من الماء ، إذا اهتز المحتوى سيكون من الممكن ملاحظة كيف يذوب السكر ، ولكن إذا استمرت المادة في الإضافة ، فسيتم ملاحظة كيف سيتوقف السكر عن الذوبان وسيظل عائمًا في الماء ، حتى نقطة حيث تصل إلى قاع الزجاج. يمكن إجراء هذه العملية مرة أخرى إذا تغيرت درجة الحرارة ، على سبيل المثال عن طريق تسخين الماء ، لأن هذه العملية يمكن أن تتغير مع عامل درجة الحرارة ، بالطبع إلى نقطة معينة ، وإذا تم تبريد الماء ، فستكون النتيجة هي إمكانية إذابة سكر أقل في الماء.

ما هي طرق التعبير عن المولودة؟

هناك اثنان الطرق الأساسية لقياس التركيز (المولالية) في المواد ، الكمية والنوعية ، كونها الأولى من الطبيعة العددية ، والتي تُستخدم عندما تريد معرفة الكميات الدقيقة مثل المولارية ، والشكلية ، والطبيعية ، والأجزاء في المليون ، في حين أن الكميات النوعية هي تجريبية النتائج ، وبالتالي فإن كميات المواد في المحلول غير معروفة تمامًا.

التركيز الكمي

يستخدم هذا النوع من المعرفة بنسب المولالية في المحاليل في الغالب في التجارب العلمية ، وكذلك في الإجراءات الصناعية ، لأنها أكثر دقة ، لأنها تظهر الكميات الدقيقة للمواد.

بالنسبة لاستخدامات العلم ، والصناعات مثل الصيدليات ، من بين أمور أخرى ، فإن استخدام التركيزات النوعية ليس فعالاً ، لأنها لا توفر كمية ومواد دقيقة ومحددة ، لأنها تجريبية وليست رقمية.

شروط الحل الكمي هي كما يلي:

• الحالة الطبيعية (N): عدد مكافئات المذاب الموجودة في لتر واحد من المحلول ، والتي يمكن ملاحظتها على النحو التالي: معادلة المذاب / لترات المحلول ، وخصائصه هي حجم المحلول.
• مولالي: عدد مولات المذاب لكل كيلوغرام من المذيب ، ويمكن ملاحظته على النحو التالي: مولات المذاب / كيلوجرام من المذيب ، وخاصيته هي وزن المحلول.
• مولارية: عدد مولات المذاب الموجودة في لتر واحد من المذيب ، والتي يمكن ملاحظتها على النحو التالي: مولات المذاب / لترات المحلول ، وخاصيتها هي حجم المحلول.
• الوزن في المئة: وحدات وزن المذاب الموجودة في 100 وحدة وزن من المحلول ، والتي يمكن رؤيتها على أنها: جرامات من المذاب / 100 جرام من المحلول ، وخاصيتها هي وزن المحلول.
• التركيز بالوزن: وزن المذاب الموجود في وحدة حجم المحلول ، والذي يمكن ملاحظته على النحو التالي: جرامات من المذاب / لترات من المحلول ، وخصائصه هي حجم المحلول.

إن طرق التعبير عن التركيز بهذه التقنيات الكمية هي النسب المئوية للكتلة أو الحجم - الحجم ، بالإضافة إلى الحجم الكتلي ، بالإضافة إلى المولارية المعروفة بالفعل ، والمولارية ، والشكلية ، والطبيعية ، والكسر المولي. عندما تكون الكميات صغيرة حقًا ، يتم التعبير عنها كأجزاء لكل مليون أو تريليون أو تريليون ، وتكون تمثيلاتها الرسومية بالترتيب التالي: PPM ، PPB ، PPT.

التركيز النوعي

بهذه الطريقة لتحديد كميات المذاب في المذيب ، لا يتم استخدام التقنيات العددية ، وبالتالي فإن النتائج ليست دقيقة ، بل من المعروف أنها تجريبية ، والتي لها تصنيف يعتمد على نسبة التركيز ، كما يلي.

راسخة ، مشبعة ومتشبعة

يمكن تصنيف تركيزات المحاليل ، أو المخاليط المتجانسة ، بالطبع من حيث الذوبان ، اعتمادًا على ما إذا كان المذاب يذوب في المذيب ، مسترشدًا بكميته.

• محلول مفرط التشبع: تشير هذه إلى عندما يحتوي المحلول على كمية مذابة أكثر بكثير مما يمكن أن يكون في العادة ، أي أنه يتجاوز الحد المسموح به ، وذلك بسبب إمكانية تسخين المخاليط ، وبما أن درجة الحرارة هي عامل مؤثر في المحاليل ، فيمكن لهذا امتصاص المزيد في ظل هذه الظروف ، وحتى عند تبريده ، يمكن أن يستمر في احتوائه على نفس الكمية التي كانت عليه عندما كان ساخنًا ، على الرغم من أنه يمكن إزعاجه حتى بأقل حركة ، وتغيير تركيبته ، وجعله محلولًا مشبعًا.
• محلول مشبع: يمكن القول أن الخليط مشبع ، عندما يكون هناك توازن بين المادتين المعروفين بالمذاب والمذيب ، أي أن كمية النسبة كافية ، لذلك تظل مستقرة دون الحاجة إلى تغيير عوامل ضغط درجة الحرارة إلى تكون قادرة على الإكمال.
• محلول غير مشبع: يمكن تمييز هذا النوع من المحاليل عندما لا يصل المذاب إلى أقصى مستويات الذوبان ، لذلك لا يمكنهم تخفيف المذيبات بكامل طاقتها.

بعبارة أخرى ، يمكن القول أن المحاليل غير المشبعة هي تلك التي تحتوي على أقل كمية من المذاب ، مقارنة بقدرتها على الذوبان ، والمحاليل المشبعة هي تلك التي تحتوي على أقصى كمية من المذاب يمكن أن توجد في مذيب ، عند درجة حرارة معينة ، والأخرى مفرطة التشبع هي تلك التي تحتوي على أكثر من الكمية المسموح بها من المذاب في مذيب ، عند درجة حرارة معينة لتلك المناسبة.

مخفف أو مركز

عادة ما يتم استخدام هذه المصطلحات بشكل عامي لأن مخفف الحلول يمكن تمييزها بكونها ضعيفة أو بمستويات منخفضة نسبيًا ، بينما عندما نتحدث عن محلول مركّز أو مركب ، يكون ذلك عندما تكون المواد عند مستويات عالية نسبيًا. يقال نسبيًا لأنها تجريبية بطبيعتها ، لذا فإن مستويات تركيزها غير معروفة تمامًا ، ويمكن إثبات ذلك من خلال الأمثلة التي تحدث يوميًا في الحياة اليومية ، مثل عندما تريد صنع عصير الليمون يمكنك معرفة ما إذا كانت مخففة أو يتركز حسب اللون أو النكهة التي يحتوي عليها.

من أجل فهم أكثر قليلاً لما تعنيه هذه الأنواع من الحلول ، سيتم عرض المفاهيم المقدمة وفقًا للمعايير الكيميائية أدناه ، وهي كالتالي.

• محلول مخفف: إنه واحد يمكن فيه تقدير المذاب بنسب منخفضة حقًا بأحجام معينة تُعطى لهذه المناسبة.
• محلول: هي تلك التي يمكن فيها تقدير كمية المذاب بشكل أفضل قليلاً ، لأنها أكثر أهمية.

طرق بديلة لمعرفة التركيز

هناك بعض الحلول الشائعة جدًا لبعض فروع العلوم والبحوث التي تحتاج إلى استخدام بعض الطرق البديلة أو المختلفة ، بسبب جوانب معينة ، يمكن ذكر ما يلي من بينها.

مقياس باومي

تم تصميم هذا المقياس خصيصًا من قبل الصيدلي والكيميائي أنطوان باومي في عام 1768 تقريبًا ، وهو قريب من التاريخ الذي تمكن فيه من بناء مقياس الهواء الخاص به ، والذي ابتكره بقصد قياس تركيز بعض المواد مثل الأحماض والعصائر. ، العناصر المميزة لهذا المقياس هي درجات Baumé ، والتي يتم تمثيلها عادةً بواسطة B أو Bé.

مقياس بريكس

يستخدم هذا المقياس ك العنصر الرئيسي درجات بريكس، والتي يرمز لها عادةً بـ Bx ، وتتمثل وظيفتها الرئيسية في تحديد كمية السكروز في المحلول ، أي كمية السكر التي يمكن إذابتها في أي نوع من السوائل.

من أجل تحديد مستوى السكروز في السائل ، من الضروري وجود أداة خاصة تسمى مقياس السكريات ، والتي لديها القدرة على قياس كثافة السوائل ، على سبيل المثال إذا كانت المادة تحتوي على 25 جرامًا من Bx ، فهذا يعني أن هناك 25 جرامًا من السكروز لكل 100 جرام من السائل.

تم إنشاء هذا المقياس بناءً على أسس المقاييس الأخرى القادرة على قياس مولية (تركيز) المحاليل ، مثل مقياس Balling أو مقياس أفلاطون ، حيث أن Brix هو سمة من سمات المواد الحلوة ، مثل عصائر العصير. وأي مادة تشبههم.

كثافة

بالضبط لا يمكن القول أن الكثافة هي وسيلة لفك رموز تركيز المواد ، على الرغم من أن لها خصائص تتناسب مع تلك الخاصة بالتركيز ، طالما أنها تحت نفس ظروف الضغط ودرجة الحرارة ، ونتيجة لذلك يمكن رؤيتها أنه في ظروف معينة عادة ما يتم ذكر كثافة المحاليل بدلاً من التركيز.

استخدام الكثافة ليس عمليًا جدًا ، و يتم تطبيقه عادةً على حلول واسعة جدًا ، بالإضافة إلى بعض جداول تحويل الكثافة إلى مولالية (تركيز) يمكن ذكرها على الرغم من أن هذه التقنيات لم تعد تستخدم بشكل متكرر.

تعريفات النسب المستخدمة في هذه الإجراءات

النسب المئوية الأكثر شيوعًا التي يمكن استخدامها لإجراء بعض التمارين لتحديد تركيز الحلول هي النسب المئوية للكتلة والحجم والكتلة ، ولكل منها خصائصه الخاصة.

النسبة المئوية للحجم

مع هذا ، يمكن معرفة والتعبير عن كميات حجم المذاب التي قد توجد لكل مائة وحدة حجم من المحلول ، الحجم هو معلمة مهمة للغاية في هذا النوع من المحاليل ، لأنها تتكون عادة من سائل أو غازي المواد وهذا يعني أن كمية حجم إجمالي الذائبة تشير إلى الحجم الكلي للمحلول.

نسبة الكتلة

يمكن تعريف هذا بسهولة ، لأن هذه النسبة تريد التعبير عن مقدار الكتلة المذابة ، لكل مائة وحدة كتلة في المحلول ، لفهم أفضل قليلاً ، إذا تم وضع 20 جرامًا من الملح في 80 جرامًا من الماء ، فسيتم الحصول عليها. 20٪ من إجمالي كمية المذاب في المحلول.

النسبة المئوية للحجم الكتلي

في هذه النسبة المئوية ، يمكن استخدام عناصرها للحصول على نتيجة لكثافة الحل ، على الرغم من أنه لا يوصى بشدة بتشابك الإجراءات ، لأنه في معظم الحالات يسبب ارتباكًا لفناني الأداء.

التركيز (المولالية) هو كتلة المذاب مقسومًا على حجم المحلول لكل مائة وحدة ، بينما الكثافة هي حجم المحلول مقسومًا على كتلته ، في هذا النوع من الإجراءات يتم التعبير عنها عادةً بالجرام لكل مليلتر ( ز / مل)

من أجل إجراء حسابات هذه النسب المئوية بشكل صحيح ، يجب أخذ التعريفين التاليين في الاعتبار ، لتحقيق إدارة مثالية أو على الأقل فعالة.

• ستُستخدم قاعدة الثلاثة دائمًا كأداة رئيسية لإجراء حسابات النسب المذكورة أعلاه.
• في جميع الحالات ، يكون مجموع كتلة المذاب زائد كتلة المذيب مساويًا لكتلة المحلول ، وهذا يعني أن المحلول يساوي مجموع المذاب والمذيب.

نورمالاد

يتم تمثيل هذا بالحرف N ويتم تعريفه على أنه عدد المكافئات المذابة ، بين حجم المحلول باللتر ، لتمثيل المكافئات المستخدمة في الأحرف eq-g ، والمذاب في الاختصار sto ، بينما يتم استخدام اللترات. ممثلة بيانيًا برأس مال L.

وتجدر الإشارة إلى وجود حالة طبيعية الأكسدة والاختزال ، والتي تستخدم عادة كرد فعل لعامل مضاد للأكسدة أو عامل مختزل.

مولارية

ومن المعروف باسم التركيز المولي يتم تمثيله بيانياً بالحرف M ، ويتم تعريفه على أنه تحديد كمية المادة المذابة لكل لتر من المحلول.

هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا في الكيمياء التي تُستخدم لتحديد تركيزات المواد ، وأكثر من ذلك عند العمل مع العلاقات المتكافئة والتفاعلات الكيميائية ، على الرغم من أنه يمكن عادةً العثور على مشكلة أثناء هذه العملية ، وهي درجة الحرارة المطبقة على المواد ، والتي عادة ما تكون ثابتة.

شكليات

يُعرف هذا بالكتلة الجزيئية أو بشكل أكثر تقنيًا على أنه رقم صيغة الوزن بالجرام الذي يمكن العثور عليه نسبيًا في محلول ، وعادة ما يتم تمثيله بيانياً بعلامات g7PFG.

وكآخر هذه العناصر لدينا مولالية ، والتي ، كما هو معروف بالفعل ، هي عدد مولات المذاب التي يحتوي عليها كل كيلوغرام من المذيب.