حرارة الذوبان والعوامل المؤثرة في الذوبان - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: الكيمياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

مستوى الصعوبة: متوسط

📝 ملخص الصفحة

تشرح هذه الصفحة مفهوم حرارة الذوبان، وهي التغير الكلي للطاقة خلال عملية تكوين المحلول. تنقسم العملية إلى خطوتين: الأولى ماصة للطاقة، حيث يلزم طاقة للتغلب على قوى التجاذب بين جسيمات المذاب (طاقة الشبكة البلورية) وبين جسيمات المذيب، والثانية طاردة للطاقة، حيث تنطلق طاقة عند تجاذب جسيمات المذاب والمذيب (طاقة التميه).

تقدم الصفحة أمثلة عملية توضح كيف يمكن أن تكون عملية الذوبان ماصة أو طاردة للطاقة، مثل ذوبان نترات الأمونيوم (ماص للطاقة) وكلوريد الكالسيوم (طارد للطاقة).

كما تناقش العوامل المؤثرة في سرعة الذوبان، وهي التحريك (يزيد من التصادمات بين الجسيمات)، وزيادة مساحة سطح المذاب (بتكسيره إلى قطع صغيرة)، ورفع درجة حرارة المذيب (يزيد من سرعة الذوبان لمعظم المواد الصلبة، لكنه يقلل من ذوبان الغازات).

📄 النص الكامل للصفحة

حرارة الذوبان تنفصل جسيمات المذاب بعضها عن بعض خلال عملية الذوبان وتتباعد جسيمات المذيب لتسمح للجسيمات المذاب بالدخول بينها. ويلزم طاقة للتغلب على قوى التجاذب التي بين جسيمات المذاب والتي بين جسيمات المذيب، والتي تعرف طاقة الشبكة البلورية ويرمز لها بالرمز (طب) أو (U) ، لذلك فكلتا الخطوتين ماصة للطاقة. وعند خلط جسيمات المذيب مع جسيمات المذاب تتجاذب جسيماتها وتنطلق طاقة تعرف طاقة التميه ويرمز لها بالرمز (طه) أو (Hhyd) ، لذا فإن هذه الخطوة في عملية الذوبان طاردة للطاقة. ويسمى التغير الكلي للطاقة الذي يحدث خلال عملية تكون المحلول حرارة الذوبان.

يذوب مكعب السكر في الشاي المثلج ببطء، وكما لاحظت في التجربة الاستهلالية أن بعض المحاليل تنتج طاقة في أثناء تكونها وتزداد سرعة الذوبان عند تحريكه. يذوب مكعب السكر في الشاي المثلج ببطء، وكما لاحظت في التجربة الاستهلالية أن بعض المحاليل تنتج طاقة في أثناء تكونها (طاردة للطاقة)، وبعضها الآخر يمتص طاقة في أثناء تكونه (ماصة للطاقة). فمثلاً بعد ذوبان نترات الأمونيوم في وعاء يحوي ماء يصبح الوعاء باردًا، أما بعد ذوبان كلوريد الكالسيوم في وعاء يحوي ماء فيصبح الوعاء ساخنا.

--- SECTION: ماذا قرأت ؟ ---
فسر لماذا تنتج بعض المحاليل طاقة في أثناء تكونها بينما يمتص بعضها الآخر طاقة في أثناء تكونه؟

--- SECTION: العوامل المؤثرة في الذوبان ---
Factors That Affect Solvation

يحدث الذوبان عند تصادم جسيمات المذاب والمذيب معًا. ويبين الشكل 12-1 ثلاث طرائق شائعة لزيادة التصادمات بين جسيمات المذاب والمذيب وزيادة سرعة الذوبان، وهي: التحريك، وزيادة مساحة سطح المذاب، ورفع درجة حرارة المذيب.

--- SECTION: التحريك ---
يعمل تحريك المحلول على إبعاد جسيمات المذاب عن سطوح التماس بسرعة أكبر، وبذلك يسمح بحدوث تصادمات أخرى بين جسيمات المذاب والمذيب. ومن دون تحريك المحلول تتحرك الجسيمات الذائبة بعيداً عن مناطق التماس ببطء.

--- SECTION: مساحة السطح ---
إن تكسير المذاب إلى قطع صغيرة يزيد من مساحة سطحه. وتساعد الزيادة في مساحة السطح على زيادة عدد التصادمات التي تحدث بين جسيماته وجسيمات المذيب. لذا فإن ملعقة من السكر المطحون تذوب أسرع من الكمية نفسها التي تكون في صورة مكعبات.

--- SECTION: الحرارة ---
تتأثر سرعة الذوبان بدرجة الحرارة؛ فالمذيب الساخن يذيب كمية أكبر من المذاب مقارنة بالمذيب البارد. لذلك يستوعب الشاي الساخن سكرا ذائبا أكثر من الشاي المثلج، كما أن السكر يذوب فيه أسرع. ومع زيادة درجة الحرارة تسلك معظم المواد الصلبة سلوك السكر عند الذوبان. إلا أن ذوبان بعض المواد الأخرى، ومنها الغازات، يقل بزيادة درجة الحرارة، وهذا يجعل المشروبات الغازية تفقد طعمها اللاذع أسرع عند درجة حرارة الغرفة، مما لو كانت باردة.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 1

سؤال ماذا قرأت؟: ماذا قرأت؟ فسر لماذا تنتج بعض المحاليل طاقة في أثناء تكونها بينما يمتص بعضها الآخر طاقة في أثناء تكونه؟

الإجابة: س: ماذا قرأت؟ فسر لماذا تنتج بعض المحاليل... لأن تكون المحلول يتضمن خطوتين ماصتين للطاقة (فصل جسيمات المذاب، وإبعاد جسيمات المذيب) وخطوة طاردة للطاقة (تكوّن تجاذب جديد). فإذا كانت الطاقة المنطلقة > اللازمة للفصل كان الذوبان طاردًا للحرارة. أما إذا كانت أقل كان الذوبان ماصًا للحرارة.

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المفهوم):** عندما تذوب مادة (مذاب) في مذيب لتكوين محلول، تحدث ثلاث خطوات رئيسية تتضمن تغيرات في الطاقة: 1. **فصل جسيمات المذاب:** تحتاج إلى طاقة لكسر الروابط بين جسيمات المادة الصلبة أو السائلة المراد إذابتها. 2. **فصل جسيمات المذيب:** تحتاج إلى طاقة لإبعاد جسيمات المذيب عن بعضها (مثل كسر الروابط الهيدروجينية في الماء). 3. **تكوين تجاذب جديد:** عندما تختلط الجسيمات، تتكون قوى تجاذب (مثل أيون-ثنائي قطب) بين جسيمات المذاب والمذيب، وينتج عن هذا التجاذب انطلاق طاقة.
**الخطوة 2 (التطبيق):** الطاقة الإجمالية للذوبان هي الفرق بين: - **الطاقة الممتصة (اللازمة):** وهي مجموع طاقة الخطوتين الأولى والثانية (فصل الجسيمات). - **الطاقة المنطلقة (المكتسبة):** وهي طاقة الخطوة الثالثة (تكوين التجاذب الجديد). - **إذا كانت الطاقة المنطلقة أكبر من الطاقة الممتصة:** تكون العملية **طاردة للحرارة**، أي تنتج المحاليل طاقة (نشعر بارتفاع في درجة الحرارة). - **إذا كانت الطاقة المنطلقة أقل من الطاقة الممتصة:** تكون العملية **ماصة للحرارة**، أي تمتص المحاليل طاقة من المحيط (نشعر بانخفاض في درجة الحرارة).
**الخطوة 3 (النتيجة):** إذن سبب اختلاف سلوك الطاقة يعود إلى **الفرق بين الطاقة اللازمة لكسر الروابط الأصلية في المذاب والمذيب، والطاقة المنطلقة عند تكوين روابط جديدة بينهما**. وهذا الفرق يحدد ما إذا كان تكون المحلول مصحوباً بإطلاق طاقة أو امتصاصها.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 10 بطاقة لهذه الصفحة

ما تعريف طاقة الشبكة البلورية؟

الإجابة: الطاقة اللازمة للتغلب على قوى التجاذب بين جسيمات المذاب، ويرمز لها بالرمز (طب) أو (U)

الشرح: تمثل طاقة الشبكة البلورية الطاقة اللازمة لفصل جسيمات المذاب عن بعضها أثناء عملية الذوبان

تلميح: فكر في القوى التي يجب التغلب عليها بين جسيمات المادة المذابة

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

ما تعريف طاقة التميه؟

الإجابة: الطاقة المنطلقة عند تجاذب جسيمات المذيب مع جسيمات المذاب، ويرمز لها بالرمز (طه) أو (Hhyd)

الشرح: طاقة التميه هي الطاقة المنطلقة نتيجة التجاذب بين جسيمات المذيب والمذاب أثناء عملية الذوبان

تلميح: تذكر ما يحدث عند اختلاط جسيمات المذيب والمذاب

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

ما تعريف حرارة الذوبان؟

الإجابة: التغير الكلي للطاقة الذي يحدث خلال عملية تكون المحلول

الشرح: حرارة الذوبان تمثل المحصلة النهائية للطاقة الممتصة والمنطلقة خلال عملية الذوبان بأكملها

تلميح: فكر في التغير الشامل للطاقة خلال عملية الذوبان

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

ما الفرق بين العمليات الماصة والطاردة للطاقة في الذوبان؟

الإجابة: العمليات الماصة للطاقة: فصل جسيمات المذاب وتتباعد جسيمات المذيب. العمليات الطاردة للطاقة: تجاذب جسيمات المذيب مع جسيمات المذاب

الشرح: عملية الذوبان تتكون من خطوات ماصة للطاقة (فصل الجسيمات) وخطوات طاردة للطاقة (تجاذب الجسيمات)، والمحصلة النهائية تحدد حرارة الذوبان

تلميح: راجع الخطوات المختلفة في عملية الذوبان وتأثيرها على الطاقة

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: صعب

فسر لماذا تنتج بعض المحاليل طاقة بينما يمتص بعضها الآخر طاقة؟

الإجابة: لأن حرارة الذوبان تعتمد على المحصلة بين الطاقة الممتصة (لفصل الجسيمات) والطاقة المنطلقة (لتجاذب الجسيمات)، فإذا كانت الطاقة المنطلقة أكبر كانت العملية طاردة للطاقة، وإذا كانت الطاقة الممتصة أكبر كانت العملية ماصة للطاقة

الشرح: الفرق يعتمد على التوازن بين الطاقة اللازمة لفصل الجسيمات (طاقة الشبكة البلورية) والطاقة المنطلقة من تجاذبها (طاقة التميه)

تلميح: تذكر العلاقة بين طاقة الشبكة البلورية وطاقة التميه

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

ما العوامل المؤثرة في سرعة الذوبان؟

الإجابة: التحريك، وزيادة مساحة سطح المذاب، ورفع درجة حرارة المذيب

الشرح: هذه العوامل تزيد من فرص التصادم بين جسيمات المذاب والمذيب، مما يسرع عملية الذوبان

تلميح: فكر في الطرائق التي تزيد من التصادمات بين الجسيمات

التصنيف: ملخص | المستوى: سهل

كيف يؤثر التحريك على سرعة الذوبان؟

الإجابة: يعمل تحريك المحلول على إبعاد جسيمات المذاب عن سطوح التماس بسرعة أكبر، مما يسمح بحدوث تصادمات أخرى بين جسيمات المذاب والمذيب

الشرح: التحريك يمنع تراكم الجسيمات الذائبة حول السطح ويوزعها في المحلول، مما يزيد فرص التصادم مع جسيمات المذيب

تلميح: تذكر تأثير التحريك على حركة الجسيمات الذائبة

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

كيف تؤثر مساحة السطح على سرعة الذوبان؟

الإجابة: تساعد الزيادة في مساحة السطح على زيادة عدد التصادمات التي تحدث بين جسيمات المذاب وجسيمات المذيب، مما يزيد سرعة الذوبان

الشرح: زيادة مساحة السطح تعني زيادة نقاط التلامس بين المذاب والمذيب، مما يزيد فرص الذوبان

تلميح: فكر في الفرق بين المادة المطحونة والمادة في صورة قطع كبيرة

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

كيف تؤثر درجة الحرارة على ذوبان المواد الصلبة؟

الإجابة: المذيب الساخن يذيب كمية أكبر من المذاب مقارنة بالمذيب البارد، ويزيد من سرعة الذوبان

الشرح: ارتفاع درجة الحرارة يزيد من الطاقة الحركية للجسيمات، مما يزيد من سرعة التصادمات وفرص الذوبان

تلميح: تذكر مثال الشاي الساخن والشاي المثلج مع السكر

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

كيف تؤثر درجة الحرارة على ذوبان الغازات؟

الإجابة: ذوبان الغازات يقل بزيادة درجة الحرارة، على عكس معظم المواد الصلبة

الشرح: ارتفاع درجة الحرارة يقلل من قابلية الغازات للذوبان في السوائل، مما يجعلها تخرج من المحلول

تلميح: فكر في سلوك المشروبات الغازية في درجات الحرارة المختلفة

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط