ما هو المحلول المائي
المحلول المائي هو المحلول الذي يكون فيه المذيب
ماء سائل. أي أن الأيونات والجزيئات المذابة محاطة بجزيئات الماء ويتم دمجها في
شبكة الروابط داخل الماء.
تعريف المحلول المائي
المحلول المائي هو مصطلح يستخدم لتعريف النظام الذي
يشتمل على الماء. كلمة مائي قابلة للتطبيق أيضًا لوصف محلول أو خليط يكون فيه
الماء هو المذيب. ستشكل المادة محلولًا مائيًا أم لا ، ويعتمد ذلك على طبيعة
روابطها الكيميائية.
عندما تذوب مادة ما في الماء ، يُشار إلى ذلك
بكتابة (aq) بعد
اسمها الكيميائي. محبة للماء ، أي الكيانات المحبة للماء والعديد من المركبات
الأيونية تذوب في الماء.
على سبيل المثال ، يذوب ملح الطعام أو كلوريد
الصوديوم في الماء ويتفكك في أيوناته ليشكلNa+(aq) و Cl– (aq). لا تذوب الكيانات الكارهة للماء ، أي الكيانات التي تخشى
الماء بشكل عام ، في الماء أو تتشكل في محاليل مائية. لن يؤدي خلط الزيت والماء
إلى أي تفكك.
خصائص المحلول المائي
غالبًا ما تسمح المحاليل المائية بتوصيل الكهرباء.
تميل المحاليل التي تحتوي على إلكتروليتات قوية إلى أن تكون موصلات كهربائية جيدة
جدًا مثل مياه البحر.
من ناحية أخرى ، تميل المحاليل التي تحتوي على
إلكتروليتات ضعيفة إلى أن تكون موصلات ضعيفة مثل ماء الصنبور. هذا
بسبب أن الإلكتروليتات القوية تتفكك تمامًا إلى أيونات في الماء ، في حين أن
الإلكتروليتات الضعيفة تنفصل بشكل غير كامل.
عندما تحدث تفاعلات كيميائية بين الأنواع في محلول
مائي ، فإن التفاعلات عادة ما تكون تفاعلات استبدال مزدوجة.
في مثل هذه التفاعلات ، الكاتيون من أحد المتفاعلات
يأخذ مكان الكاتيون في المادة المتفاعلة الأخرى. ومن ثم فإنه عادة ما يشكل رابطة
أيونية.
قد تؤدي التفاعلات في المحلول المائي إلى منتجات
قابلة للذوبان في الماء أو قد تعطي راسبًا. الراسب هو مركب له قابلية منخفضة
للذوبان وغالبًا ما يسقط من المحلول كمادة صلبة.
تنطبق الشروط الحمضية والقاعدة على المحاليل
المائية.
أمثلة على المحلول المائي
ستشكل المادة محلولًا مائيًا أم لا ، ويعتمد ذلك
على طبيعة روابطها الكيميائية. بعض الأمثلة على المحاليل المائية هي الكولا ،
والمياه المالحة ، والمطر الحمضي ، والمحاليل الحمضية ، والمحاليل الأساسية ،
والمحاليل الملحية ، إلخ.
تتضمن بعض الأمثلة على المحاليل غير المائية أي
سائل لا يحتوي على ماء.
الزيوت النباتية ، والأسيتون ، ورابع كلوريد
الكربون ، بالإضافة إلى المحاليل المصنوعة من هذه المذيبات ليست محاليل مائية.
وأيضًا إذا احتوى الخليط على ماء ولكن لا يذوب فيه المذاب ، فلا يتشكل محلول مائي. مثل خلط الرمل والماء لن
ينتج محلول مائي.
التفاعلات مع محلول مائي
تحدث العديد من التفاعلات في الكيمياء وجميع
التفاعلات البيولوجية في الماء. أيضا ، يمكننا القول أن هذه التفاعلات تحدث في
محلول مائي.
كما نعلم أن للمياه العديد من الخصائص الفريدة
ومتوفرة بكثرة على الأرض. بسبب هذا التفاعل في المحاليل المائية تحدث بشكل متكرر.
تحتوي جزيئات الماء على ذرتين من الهيدروجين مرتبطة
بذرة أكسجين واحدة. يمكن أن تذوب العديد من المواد في الماء وبالتالي تعطي محلولًا
مائيًا.
مثال على محلول مائي هو كلوريد الصوديوم ، أي الملح
الشائع المذاب في الماء. ثلاثة أنواع مختلفة من التفاعلات مع المحاليل المائية هي
كما يلي:
تفاعل المطر الحمضي
تحدث هذه التفاعلات عندما يتفاعل اثنان من
المتفاعلات المائية ، أحدهما صلب والآخر سائل ، لتشكيل منتج غير قابل للذوبان يسمى
راسب.
على سبيل المثال عندما تختلط نترات الرصاص مع يوديد
البوتاسيوم كما هو موضح في التفاعل الكيميائي التالي:
Pb(NO3)2 +
2KI => PbI2 +
2KNO3
يوديد الرصاص الذي ينتج هنا ليس منتجًا قابلًا
للذوبان ومن ثم فهو الراسب.
تفاعل القاعدة الحمضية
كما نعلم ، يحتوي الحمض على أيونات هيدروجين موجبة.
من ناحية أخرى ، القاعدة هي مادة تقبل أيونات الهيدروجين وتنتج أيونات هيدروكسيل
سالبة في الماء.
بسبب تفاعل الحمض والقاعدة ، يحدث تفاعل معادلة.
على سبيل المثال ، يحدث تفاعل التعادل عندما يتحد
حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم لإنتاج الماء وكلوريد الصوديوم. المعادلة
الكيميائية هي:
HCl + NaOH => H2O
+ NaCl
تفاعلات الأكسدة والاختزال
الأكسدة هي العملية التي تفقد فيها مادة كيميائية
الإلكترونات وبالتالي تصبح أكثر إيجابية. في حين أن الاختزال هو العملية المعاكسة
التي تكتسب فيها المادة إلكترونات وبالتالي تصبح أكثر سالبة.
يحدث تفاعل الأكسدة والاختزال بين فلز وغير فلز.
على سبيل المثال عندما يتفاعل الصوديوم مع الكلور وينتج كلوريد الصوديوم:
2Na + Cl2 =>
2NaCl