الذائبية والمحاليل الكيميائية - كتاب الكيمياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

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

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

الدرس: الذائبية والمحاليل غير المشبعة والمشبعة وتأثير درجة الحرارة

📚 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

تتناول هذه الصفحة مفهوم الذائبية في الكيمياء، حيث تُعرف الذائبية على أنها أقصى كمية من المذاب يمكن أن تذوب في كمية محددة من المذيب عند درجة حرارة معينة. يتم شرح العملية على مستوى الجسيمات، مع التركيز على كيفية تصادم جسيمات المذيب مع سطح المذاب واختلاطها عشوائيًا، وكيف تؤدي زيادة جسيمات المذاب الذائبة إلى زيادة التصادمات والتبلور، مما يؤدي إلى حالة اتزان ديناميكي بين الذوبان والتبلور.

يتم تقسيم المحاليل إلى غير مشبعة ومشبعة، حيث يحتوي المحلول غير المشبع على كمية مذاب أقل من المحلول المشبع، مما يسمح بإضافة المزيد من المذاب، بينما يحتوي المحلول المشبع على أكبر كمية من المذاب الذائبة في ظروف محددة، مع بقاء الكمية ثابتة عند حالة الاتزان.

يتأثر الذائبية بدرجة الحرارة، حيث تزداد ذائبية معظم المواد مثل كلوريد الكالسيوم مع ارتفاع درجة الحرارة بسبب زيادة طاقة حركة الجسيمات، بينما تقل ذائبية بعض المواد الأخرى مثل كبريتات السيريوم أو تبقى ثابتة بعد درجة حرارة معينة. يتم تقديم أمثلة رقمية لتوضيح هذه التغيرات، مثل زيادة ذائبية CaCl2 بنسبة 50% عند رفع درجة الحرارة من 10°C إلى 27°C.

يختتم المحتوى باختبار عملي يتطلب تحديد ذائبية كلوريد الصوديوم (NaCl) عند درجة حرارة 80°C، مما يعزز الفهم التطبيقي للمفاهيم المطروحة.

📄 النص الكامل للصفحة

تعرف الذائبية على أنها أقصى كمية من المذاب يمكن أن تذوب في كمية محددة من المذيب عند درجة حرارة معينة. وكما يمكن فهم الذوبان على مستوى الجسيمات، يمكن كذلك فهم الذائبية على مستوى الجسيمات. تعتمد ذائبية المذاب على طبيعة كل من المذاب والمذيب؛ فعند إضافة المذاب إلى المذيب تتصادم جسيمات المذيب مع جسيمات سطح المذاب، وتبدأ جسيمات المذاب الذائبة في الاختلاط خلال جسيمات المذيب عشوائيا . إلا أنه مع زيادة عدد جسيمات المذاب الذائبة يزداد عدد تصادماتها مع بقية البلورة، مما يجعل بعضها يلتصق بسطح البلورة، أو يتبلور مرة أخرى، كما هو موضح في الشكل 13-1. ومع استمرار عملية الذوبان تزداد سرعة التبلور، بينما تبقى سرعة الذوبان ثابتة. ويستمر الذوبان ما دامت سرعة الذوبان أعلى من سرعة التبلور. واعتمادًا على كمية المذاب، قد تتساوى سرعة الذوبان والتبلور في النهاية. وعند هذه النقطة لا يذوب المزيد من المذاب، ويصل المحلول إلى حالة من الاتزان الديناميكي بين التبلور والذوبان إذا بقيت درجة الحرارة ثابتة. --- SECTION: المحلول غير المشبع --- يحتوي المحلول غير المشبع على كمية مذاب أقل مما في المحلول المشبع عند درجة حرارة وضغط معينين. أي أنه يمكن إضافة كميات أكبر من المذاب إلى المحلول غير المشبع. --- SECTION: المحلول المشبع --- رغم استمرار ذوبان جسيمات المذاب وتبلورها في المحلول الذي وصل إلى حالة الاتزان إلا أن كمية المذاب الذائبة في المحلول تبقى ثابتة. ويعرف مثل هذا المحلول الموضح في الشكل 13-1 بالمحلول المشبع وهو يحتوي على أكبر كمية من المذاب ذائبة في كمية محددة من المذيب عند درجة حرارة وضغط معينين. --- SECTION: درجة الحرارة والمحاليل فوق المشبعة --- تتأثر الذائبية بارتفاع درجة حرارة المذيب؛ حيث تزداد طاقة حركة جسيماته، فتزداد التصادمات ذات الطاقة الكبيرة مقارنة بالتصادمات عند درجة حرارة منخفضة. إن ذائبية الكثير من المواد أكبر عند درجات الحرارة المرتفعة، كما في الشكل 14-1. فذائبية كلوريد الكالسيوم CaCl2 تساوي 64 لكل 100g من H2O عند درجة حرارة 10°C ، وعند زيادة درجة الحرارة إلى 27°C تزداد الذائبية بنسبة 50% تقريبا : 100g CaCl2 لكل 100g H2O تقريبا . تقل ذائبية بعض المواد - ومنها كبريتات السيريوم - عند زيادة درجة الحرارة، ولكنها تبقى ثابتة بعد الوصول إلى درجة حرارة معينة. --- SECTION: اختبار الرسم البياني --- حدد ذائبية NaCl عند درجة حرارة 80°C.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 1

سؤال اختبار الرسم البياني: حدد ذائبية NaCl عند درجة حرارة 80 °C .

الإجابة: س: حدد ذائبية NaCl عند 80 C ج: حوالي 40 g NaCl لكل 100 g من الماء.

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** الذائبية هي كمية المادة (بالجرام) التي يمكن إذابتها في 100 جرام من الماء عند درجة حرارة محددة. ولتحديدها نستخدم رسمًا بيانيًا يوضح العلاقة بين درجة الحرارة والذائبية.
  2. **الخطوة 2 (قراءة الرسم البياني):** في الرسم البياني للذائبية، يكون المحور الأفقي لدرجة الحرارة (°C) والمحور الرأسي للذائبية (g/100g ماء). نبحث عن درجة الحرارة 80 على المحور الأفقي، ثم نتحرك رأسيًا للأعلى حتى نصل إلى منحنى كلوريد الصوديوم (NaCl).
  3. **الخطوة 3 (تحديد القيمة):** من نقطة التقاطع مع منحنى NaCl، نتحرك أفقياً نحو المحور الرأسي لنقرأ قيمة الذائبية المقابلة. هذه القيمة تمثل ذائبية NaCl عند 80°C.
  4. **الخطوة 4 (النتيجة):** بناءً على قراءة الرسم البياني، نجد أن الذائبية تساوي تقريبًا **40 جرامًا من NaCl لكل 100 جرام من الماء**.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 22 بطاقة لهذه الصفحة

ما تعريف الذائبية؟

الإجابة: أقصى كمية من المذاب يمكن أن تذوب في كمية محددة من المذيب عند درجة حرارة معينة.

الشرح: الذائبية هي خاصية للمادة تحدد الحد الأقصى للتركيز الذي يمكن أن يصل إليه المحلول تحت ظروف معينة من درجة الحرارة والضغط.

تلميح: فكر في الحد الأقصى للكمية التي يمكن إذابتها تحت ظروف محددة.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما هو المحلول غير المشبع؟

الإجابة: محلول يحتوي على كمية مذاب أقل مما في المحلول المشبع عند درجة حرارة وضغط معينين، ويمكن إضافة كميات أكبر من المذاب إليه.

الشرح: المحلول غير المشبع لم يصل بعد إلى حالة التشبع، مما يعني أن المذيب لا يزال قادراً على استيعاب مذاب إضافي.

تلميح: تذكر أن هناك نوعين من المحاليل، وهذا النوع لم يصل إلى الحد الأقصى للإذابة.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما هو المحلول المشبع؟

الإجابة: محلول يحتوي على أكبر كمية من المذاب ذائبة في كمية محددة من المذيب عند درجة حرارة وضغط معينين، ويصل إلى حالة اتزان ديناميكي بين عمليتي الذوبان والتبلور.

الشرح: في المحلول المشبع، تكون سرعة ذوبان المذاب مساوية لسرعة تبلوره، وبالتالي تبقى كمية المذاب الذائبة ثابتة.

تلميح: فكر في الحالة التي تتساوى فيها سرعتا عمليتين متعاكستين.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

ما الذي يحدث عند إضافة المذاب إلى المذيب على مستوى الجسيمات؟

الإجابة: تتصادم جسيمات المذيب مع جسيمات سطح المذاب، وتبدأ جسيمات المذاب الذائبة في الاختلاط خلال جسيمات المذيب عشوائياً.

الشرح: هذه هي الخطوة الأولى في عملية الذوبان، حيث تبدأ جسيمات المذاب في الانفصال عن البلورة والانتشار في المذيب.

تلميح: ركز على التفاعل الأولي بين جسيمات المذاب والمذيب عند بداية عملية الذوبان.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

لماذا تزداد سرعة التبلور مع استمرار عملية الذوبان؟

الإجابة: لأنه مع زيادة عدد جسيمات المذاب الذائبة، يزداد عدد تصادماتها مع بقية البلورة، مما يجعل بعضها يلتصق بسطح البلورة أو يتبلور مرة أخرى.

الشرح: هذه آلية توازن طبيعية؛ فكلما زاد تركيز المذاب في المحلول، زادت فرصة تصادم جسيماته مع البلورة والعودة إليها.

تلميح: فكر في العلاقة بين تركيز الجسيمات الذائبة واحتمالية عودتها إلى الحالة الصلبة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

متى يصل المحلول إلى حالة الاتزان الديناميكي؟

الإجابة: عندما تتساوى سرعة الذوبان وسرعة التبلور، ولا يذوب مزيد من المذاب، وذلك إذا بقيت درجة الحرارة ثابتة.

الشرح: الاتزان الديناميكي يعني استمرار العمليتين (الذوبان والتبلور) ولكن بنفس المعدل، مما يحافظ على تركيز ثابت.

تلميح: تذكر الشرط الذي عنده تتوقف الكمية الذائبة عن الزيادة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

كيف يؤثر ارتفاع درجة حرارة المذيب على الذائبية؟ ولماذا؟

الإجابة: يزيد من الذائبية؛ لأن ارتفاع درجة الحرارة يزيد من طاقة حركة جسيمات المذيب، فتزداد التصادمات ذات الطاقة الكبيرة التي تساعد على فصل جسيمات المذاب.

الشرح: الطاقة الحرارية تمد الجسيمات بطاقة حركية أعلى، مما يجعل تصادماتها أكثر فعالية في كسر الروابط داخل المذاب الصلب.

تلميح: اربط بين الطاقة الحركية للجسيمات وكفاءة عملية التفكك.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

ما ذائبية كلوريد الكالسيوم (CaCl₂) في 100g من الماء عند 10°C؟

الإجابة: 64 جرام من CaCl₂ لكل 100 جرام من H₂O.

الشرح: هذه قيمة محددة توضح اعتماد الذائبية على درجة الحرارة لمادة كلوريد الكالسيوم.

تلميح: ابحث عن القيمة الرقمية المحددة المرتبطة بدرجة الحرارة 10°C.

التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: سهل

كم تبلغ ذائبية كلوريد الكالسيوم (CaCl₂) تقريباً في 100g من الماء عند 27°C؟

الإجابة: 100 جرام من CaCl₂ لكل 100 جرام من H₂O تقريباً.

الشرح: تمثل هذه القيمة زيادة بنسبة 50% تقريباً عن الذائبية عند 10°C، مما يوضح تأثير درجة الحرارة بشكل كمي.

تلميح: لاحظ النسبة المئوية للزيادة المذكورة عند الانتقال من 10°C إلى 27°C.

التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: سهل

ما الفرق الأساسي بين المحلول المشبع وغير المشبع؟

الإجابة: المحلول المشبع يحتوي على أقصى كمية من المذاب يمكن إذابتها ولا يمكن إضافة المزيد، بينما المحلول غير المشبع يحتوي على كمية أقل ويمكن إضافة مذاب إضافي إليه.

الشرح: الفرق الجوهري هو حالة الاتزان؛ فالمشبع في حالة اتزان ديناميكي، وغير المشبع لم يصل إلى تلك الحالة بعد.

تلميح: قارن من حيث القدرة على استيعاب مذاب إضافي.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

هل ذائبية جميع المواد تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة؟ اشرح بإعطاء مثال.

الإجابة: لا، ذائبية الكثير من المواد تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة (مثل CaCl₂)، ولكن تقل ذائبية بعض المواد مثل كبريتات السيريوم عند زيادة درجة الحرارة.

الشرح: اعتماد الذائبية على درجة الحرارة ليس قانوناً عاماً لجميع المواد؛ فهناك مواد ذات ذائبية عكسية أو ثابتة بعد درجة معينة.

تلميح: انتبه للاستثناءات المذكورة في النص.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

ما المقصود بالاتزان الديناميكي في المحلول المشبع؟

الإجابة: حالة يستمر فيها ذوبان جسيمات المذاب من البلورة وتبلور جسيمات من المحلول مرة أخرى، ولكن بنفس المعدل، مما يحافظ على كمية المذاب الذائبة ثابتة.

الشرح: كلمة 'ديناميكي' تشير إلى استمرار الحركة والعمليات، وليس توقفها، رغم ثبات التركيز الكلي.

تلميح: فكر في عمليتين متعاكستين تحدثان باستمرار وبسرعة متساوية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: صعب

ما تعريف الذائبية؟

الإجابة: أقصى كمية من المذاب يمكن أن تذوب في كمية محددة من المذيب عند درجة حرارة معينة.

الشرح: الذائبية هي خاصية كمية تحدد الحد الأقصى للذوبان عند ظروف ثابتة، وهي ليست مجرد قدرة المادة على الذوبان.

تلميح: فكر في الحد الأقصى للكمية التي يمكن إذابتها تحت ظروف محددة.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما هو المحلول غير المشبع؟

الإجابة: محلول يحتوي على كمية مذاب أقل مما في المحلول المشبع عند درجة حرارة وضغط معينين، ويمكن إضافة كميات أكبر من المذاب إليه.

الشرح: المحلول غير المشبع لم يصل بعد إلى حالة الاتزان الديناميكي بين الذوبان والتبلور، لذا يمكن إذابة المزيد من المذاب فيه.

تلميح: فكر في حالة المحلول التي لم يصل بعد إلى الحد الأقصى للذائبية.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما هو المحلول المشبع؟

الإجابة: محلول يحتوي على أكبر كمية من المذاب ذائبة في كمية محددة من المذيب عند درجة حرارة وضغط معينين، ويصل إلى حالة الاتزان الديناميكي بين الذوبان والتبلور.

الشرح: في المحلول المشبع، تكون سرعة ذوبان المذاب مساوية لسرعة تبلوره، مما يجعل كمية المذاب الذائبة ثابتة ظاهرياً.

تلميح: فكر في الحالة التي تتساوى فيها سرعتا عمليتين متعاكستين.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

ما الذي يحدث على مستوى الجسيمات عندما يصل المحلول إلى حالة الاتزان الديناميكي؟

الإجابة: تتساوى سرعة ذوبان جسيمات المذاب مع سرعة تبلورها، مما يجعل الكمية الإجمالية للمذاب الذائب ثابتة، رغم استمرار حدوث العمليتين.

الشرح: الاتزان الديناميكي هو مفهوم أساسي في الكيمياء، حيث تستمر العمليات العكسية (الذوبان والتبلور) ولكن بمعدلات متساوية، فلا يحدث تغير صافي في التركيز.

تلميح: تذكر أن الاتزان لا يعني توقف العمليات، بل تساوي سرعاتها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

كيف يؤثر ارتفاع درجة حرارة المذيب على ذائبية الكثير من المواد؟ ولماذا؟

الإجابة: يزيد ارتفاع درجة الحرارة من ذائبية الكثير من المواد. السبب: تزداد طاقة حركة جسيمات المذيب، مما يزيد من عدد التصادمات ذات الطاقة الكبيرة بين جسيمات المذيب والمذاب، مما يعزز عملية الذوبان.

الشرح: الطاقة الحرارية تزود النظام بالطاقة اللازمة لكسر القوى بين جسيمات المذاب الصلب، مما يسهل عملية الذوبان.

تلميح: فكر في العلاقة بين الطاقة الحركية للجسيمات وكفاءة التصادمات.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما الفرق الرئيسي بين المحلول المشبع وغير المشبع من حيث إمكانية إضافة المزيد من المذاب؟

الإجابة: يمكن إضافة المزيد من المذاب إلى المحلول غير المشبع وسيذوب، بينما لا يمكن إضافة المزيد من المذاب إلى المحلول المشبع (في نفس الظروف) لأنه سيترسب أو يبقى غير مذاب.

الشرح: الفرق يعود إلى حالة الاتزان. في المحلول المشبع، النظام في حالة اتزان، وأي إضافة للمذاب ستؤدي إلى تبلوره فوراً ليعود إلى حالة الاتزان.

تلميح: قارن بين حالة المحلول الذي وصل إلى الحد الأقصى للذوبان والذي لم يصل إليه بعد.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: سهل

ما ذائبية كلوريد الكالسيوم (CaCl₂) في 100g من الماء عند 10°C؟

الإجابة: 64 جرام من CaCl₂ لكل 100 جرام من H₂O.

الشرح: هذه قيمة محددة توضح اعتماد الذائبية على درجة الحرارة لمادة معينة.

تلميح: ابحث عن القيمة الرقمية المرتبطة بـ CaCl₂ و 10°C.

التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: سهل

كم تبلغ ذائبية كلوريد الكالسيوم (CaCl₂) تقريباً في 100g من الماء عند 27°C؟

الإجابة: 100 جرام من CaCl₂ لكل 100 جرام من H₂O تقريباً.

الشرح: توضح هذه الزيادة الكبيرة (حوالي 50%) مدى حساسية ذائبية كلوريد الكالسيوم لدرجة الحرارة.

تلميح: انظر إلى القيمة بعد ذكر زيادة درجة الحرارة إلى 27°C.

التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: سهل

هل ذائبية جميع المواد تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة؟ اشرح بإعطاء مثال.

الإجابة: لا، ليست جميع المواد. تزداد ذائبية الكثير من المواد مع ارتفاع درجة الحرارة، لكن بعض المواد (مثل كبريتات السيريوم) تقل ذائبيتها مع زيادة درجة الحرارة، أو تبقى ثابتة بعد درجة حرارة معينة.

الشرح: اعتماد الذائبية على درجة الحرارة يعتمد على طبيعة المادة وطاقة الشبكة البلورية للمذاب مقابل طاقة إذابته، مما قد يؤدي إلى سلوكيات مختلفة.

تلميح: تذكر أن هناك استثناءات للقاعدة العامة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

صف عملية الذوبان على مستوى الجسيمات حتى الوصول إلى الاتزان.

الإجابة: 1. تتصادم جسيمات المذيب مع سطح بلورة المذاب. 2. تذوب جسيمات المذاب وتختلط عشوائياً مع جسيمات المذيب. 3. مع زيادة الجسيمات الذائبة، تزداد تصادماتها مع البلورة، مما قد يؤدي إلى التصاقها مرة أخرى (تبلور). 4. تزداد سرعة التبلور مع الوقت بينما تبقى سرعة الذوبان ثابتة. 5. عند تساوي السرعتين، يصل المحلول إلى حالة الاتزان الديناميكي.

الشرح: هذا الوصف المجهري يربط بين الملاحظة العيانية (توقف الذوبان) والعمليات المجهرية المستمرة (الذوبان والتبلور).

تلميح: ركز على التسلسل: بداية الذوبان، ثم ظهور عملية معاكسة، وأخيراً حالة التوازن.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: صعب