مادة صلبة مجهولة الهوية تحتوي على أيون الكلوريد Cl⁻، وتبيّن أنها غير ذائبة في الماء؛ فإن الكاتيون الأرجح المرتبط بهذا الأيون في هذه المادة هو أحد الآتي:
Ag⁺
Na⁺
K⁺
NH₄⁺
وفق قواعد الذائبية، فإن معظم مركّبات أيون الكربونات (CO₃²⁻) تكون:
غير ذائبة في الماء باستثناء مركّبات المجموعة (1A) والأمونيوم
ذائبة في الماء دون استثناء
ذائبة فقط عند التبريد
غير ذائبة نهائيًا في جميع الحالات
المخلوط الذي لا تمتزج مكوّناته امتزاجًا تامًا، وتحتفظ كل مادة فيه بخصائصها ويمكن تمييز مكوّناته يُسمّى:
مخلوطًا متجانسًا (محلولًا)
عنصرًا نقيًا
مركّبًا نقيًا
مخلوطًا غير متجانس
مادة صلبة تحتوي على أيون الكربونات CO₃²⁻، وتبيّن أنها ذائبة جيدًا في الماء رغم أن معظم مركّبات الكربونات غير ذائبة عمومًا؛ فإن الكاتيون الأرجح المرتبط بهذا الأيون هو أحد الآتي:
Ca²⁺
Ba²⁺
Mg²⁺
وفق قواعد ذائبية المركّبات الأيونية في الماء، فإن مركّبات المجموعة (1A) مثل أملاح الصوديوم والبوتاسيوم تكون عمومًا:
غير ذائبة في الماء
ذائبة في الماء
ذائبة جزئيًا فقط عند التسخين
غير قابلة للتأين في الماء
المخلوط غير المتجانس الذي يزيد قطر جسيماته على 1000 نانومتر، وتترسّب جسيماته في قاع الإناء إذا تُرك دون تحريك، يُسمّى:
مخلوطًا غرويًا
محلولًا حقيقيًا
مخلوطًا معلقًا
محلولًا مشبعًا
المخلوط المتجانس الذي تنتشر فيه جسيمات المذاب على نحو منتظم ومتماثل في جميع أنحاء المذيب يُسمّى:
محلولًا
مخلوطًا غير متجانس بشكل عام
تُصنَّف المحاليل وفق حالة الإشباع إلى محاليل:
كهرلية وغير كهرلية فقط
غير مشبعة ومشبعة وفوق الإشباع
مركّزة ومخففة فقط
صلبة وسائلة وغازية فقط
يعتمد ذوبان (نُّذوب) مادة صلبة في مذيب سائل بشكل أساس على عاملين هما:
لون المادة وحجم الإناء
الضغط الجوي فقط
طبيعة المادة ودرجة الحرارة
كتلة المذيب فقط
أُذيبت 50 g من ملح (NaCl) في 100 g من الماء عند 50°C، وبعد تحريك المحلول جيدًا ترسّبت كمية من الملح في قاع الوعاء، ثم رُشِّح المحلول وجُفِّف الملح المترسّب؛ إذا علمت أن ذائبية NaCl في 100 g ماء عند 50°C تساوي 37 g، فإن كتلة الملح المترسّب (بوحدة g) تساوي:
37 g
50 g
63 g
13 g
يُعدّ الهواء الجوي (خليط الأكسجين والنيتروجين وغيرهما) مثالًا على محلول من نوع:
صلب في غاز
غاز في غاز
غاز في سائل
سائل في غاز
وفق قواعد الذائبية، فإن معظم مركّبات الهاليدات (Cl⁻ , Br⁻ , I⁻) ذائبة في الماء باستثناء ارتباطها بأحد الأيونات الآتية:
Na⁺ , K⁺
Li⁺
Ag⁺ , Pb²⁺ , Hg₂²⁺
يُسمّى المحلول الذي يستوعب كمية إضافية من المذاب عند الدرجة نفسها من الحرارة:
محلولًا فوق الإشباع
محلولًا غير مشبع
محلولًا كهرليا
تزداد ذائبية معظم الأملاح الصلبة (كنترات البوتاسيوم) في الماء بشكل عام مع:
نقصان درجة حرارة الماء
زيادة الضغط الجوي فقط
نقصان حجم الماء فقط
زيادة درجة حرارة الماء
المخلوط غير المتجانس الذي يتراوح قطر جسيماته بين 1 نانومتر و1000 نانومتر، ولا تترسّب جسيماته، يُسمّى:
مادة نقية
سبيكة الذهب المكوّنة من الذهب والنحاس مثال على محلول من نوع:
سائل في صلب
غاز في صلب
صلب في سائل
صلب في صلب
وُضعت كمية من مادة صلبة بيضاء في وعاء يحوي ماءً، فذابت جزئيًا مكوّنة مخلوطًا يظهر تشتّتًا واضحًا للضوء (ظاهرة تندال) عند تسليط شعاع ضوئي عليه، ولا تترسّب جسيماته بعد ترك المخلوط فترة طويلة دون تحريك؛ فإن هذا المخلوط يُصنَّف على الأرجح بأنه:
محلول حقيقي
مخلوط غروي
مخلوط معلّق
تقل ذائبية الغازات في الماء بشكل عام مع:
زيادة الضغط الجزئي للغاز
نقصان الضغط الجزئي للغاز
يبيّن الرسم البياني لذائبية ملحين (X) و(Y) في الماء أن منحنيي ذائبيتهما يتقاطعان عند درجة حرارة معيّنة؛ فإن العبارة الصحيحة عند نقطة التقاطع هذه هي:
ذائبية الملح X أكبر من ذائبية الملح Y عند تلك الدرجة فقط
تتساوى ذائبية الملحين X و Y عند تلك الدرجة من الحرارة
ذائبية كلا الملحين تساوي صفرًا عند تلك الدرجة
لا يمكن تحديد أي علاقة بين ذائبيتي الملحين عند نقطة التقاطع
يُصنَّف المخلوط غير المتجانس إلى نوعين رئيسين هما:
المحلول المشبع والمحلول غير المشبع
المخلوط المعلق والمخلوط الغروي
المخلوط الكهرلي وغير الكهرلي
المركّب الأيوني والمركّب الجزيئي
إذا أُذيبت كمية من غاز ثاني أكسيد الكربون CO₂ في الماء عند درجة حرارة معيّنة وضغط جزئي معيّن، ثم رُفعت درجة الحرارة مع خفض الضغط الجزئي للغاز في الوقت نفسه، فإن العبارة الأدق لوصف التأثير المجتمع لهذين التغييرين على ذائبية الغاز هي:
كلا التغييرين يعملان معًا على تقليل ذائبية الغاز في الماء
كلا التغييرين يعملان معًا على زيادة ذائبية الغاز في الماء
رفع درجة الحرارة يزيد الذائبية بينما خفض الضغط يُنقصها فيتعادل الأثران بالضرورة
لا يوجد أي تأثير لأي من العاملين على ذائبية الغاز
يُصنَّف المحلول بأنه كهرلي إذا كان:
لا يوصل التيار الكهربائي إطلاقًا
لونه شفافًا فقط
عديم الرائحة
يوصل التيار الكهربائي؛ نتيجة تأينه إلى أيونات حرة الحركة في المحلول
بالاعتماد على أن الكتلة المولية للنيتروجين N₂ تساوي 28 g/mol وللأكسجين O₂ تساوي 32 g/mol ولثاني أكسيد الكربون CO₂ تساوي 44 g/mol، وأن ذائبية هذه الغازات في الماء تزداد عمومًا بزيادة كتلتها المولية، فإن الغاز الأعلى ذائبية في الماء بين الثلاثة هو:
N₂
O₂
CO₂
جميعها متساوية الذائبية
إحدى العبارات الآتية لا تتفق مع خصائص المحلول الحقيقي (المخلوط المتجانس):
يمكن فصل مكوّناته بسهولة بالترشيح
تتوزّع جسيمات المذاب فيه على نحو منتظم في جميع أنحاء المذيب
لا يمكن فصل مكوّناته بالترشيح
لا يُظهر تشتّتًا للضوء (ظاهرة تندال) عند مروره خلاله
وُضعت عيّنتان من مخلوطين مجهولين (P) و(Q) في كأسين شفافين، وسُلِّط عليهما ضوء؛ فلوحظ أن (P) يشتّت الضوء بوضوح بينما يمرّ الضوء عبر (Q) دون أي تشتّت ملحوظ، كما لوحظ أن كلا المخلوطين لم يترك أي راسب بعد الترشيح؛ فإن التصنيف الأرجح لكل من (P) و(Q) على الترتيب هو:
P مخلوط معلّق، Q محلول حقيقي
P محلول حقيقي، Q مخلوط غروي
P مخلوط غروي، Q محلول حقيقي
P مخلوط معلّق، Q مخلوط غروي
بالاعتماد على منحنى الذائبية مقابل درجة الحرارة لعدد من الأملاح، إذا كانت ذائبية ملح (KNO₃) عند 20°C تساوي 32 g/100 g H₂O، فإن الكتلة اللازمة من هذا الملح لتحضير محلول مشبع في 200 g من الماء عند الدرجة نفسها تساوي:
64 g
16 g
32 g
96 g
ينشأ المخلوط نتيجة:
اتحاد كيميائي بين مادتين نقيتين أو أكثر
اختلاط مادة نقية بأخرى دون اتحاد كيميائي بينهما مع احتفاظ كل منهما بخصائصها
تفكك مادة نقية إلى عناصرها المكوّنة لها
تبخر مادة نقية بالكامل
يتراوح قطر جسيمات المذاب في المحلول الحقيقي بين:
1 نانومتر و1000 نانومتر
أقل من 0.1 نانومتر إلى ما يقارب 1 نانومتر
1000 نانومتر و2000 نانومتر
10 نانومتر و100 نانومتر
مادة صلبة بيضاء تذوب في الماء بسرعة، ومحلولها لا يوصّل التيار الكهربائي إطلاقًا رغم أن المادة على شكل بلورات صلبة عادية؛ فإن أقرب تصنيف لهذه المادة هو أنها مادة:
أيونية تتفكك بالكامل إلى أيونات عند الذوبان
فلزية توصل التيار الكهربائي في حالتها الصلبة فقط
جزيئية تذوب دون أن تتأين إلى أيونات حرة الحركة
غير قابلة للذوبان في الماء إطلاقًا
محلول الزئبق في الفضة (الملغم) مثال على محلول من نوع:
سائل في سائل
ظاهرة تشتت الضوء عند مروره خلال المخلوط الغروي تُسمّى ظاهرة:
الانكسار
التبلور
تندال
الترسيب
يمكن فصل مكوّنات المخلوط المعلق عن بعضها بسهولة باستخدام:
التقطير فقط
التحليل الكهربائي
التبلور فقط
الترشيح
يذوب كحول الإيثانول C₂H₅OH في الماء بسهولة؛ لأن جزيئاته:
غير قطبية تمامًا كجزيئات الماء
لا تتفاعل مع جزيئات الماء إطلاقًا
أكبر حجمًا من جزيئات الماء
تمتلك خصائص قطبية فتكوّن روابط هيدروجينية قوية مع جزيئات الماء القطبية
وفق قواعد الذائبية، فإن معظم المركّبات المحتوية على أيون الكبريتات (SO₄²⁻) ذائبة في الماء باستثناء ارتباطها بأحد الأيونات الآتية:
Ba²⁺ , Ca²⁺ , Pb²⁺
NO₃⁻
تُعرَّف الذائبية بأنها أكبر كتلة من المذاب يمكن أن تذوب في كمية محددة من المذيب عند:
درجة حرارة معيّنة لتكوين محلول مشبع
أي درجة حرارة دون قيد
درجة الغليان فقط
درجة التجمّد فقط
يزيد قطر جسيمات المذاب في المخلوط المعلق على:
1000 نانومتر
1 نانومتر
100 نانومتر
0.1 نانومتر
مركّب أيوني يحتوي على أيون الهيدروكسيد OH⁻ ويتبيّن أنه من المركّبات القليلة الذائبة نسبيًا ضمن هذه الفئة (وليست عالية الذائبية تمامًا كأملاح المجموعة 1A)؛ فإن الكاتيون الأرجح المرتبط به هو:
بالاعتماد على منحنى ذائبية ملح (KClO₃) في الماء، إذا كانت الذائبية اللازمة لتحضير محلول مشبع من 25 g من هذا الملح في 100 g من الماء تقابل درجة حرارة معيّنة على المنحنى، وكانت هذه الدرجة تساوي 65°C، فإن الكتلة اللازمة من الملح نفسه لتحضير محلول مشبع في 300 g من الماء عند الدرجة نفسها تساوي:
25 g
75 g
100 g
محلول ملح الطعام في الماء مثال على محلول من نوع:
وفق قواعد الذائبية، فإن معظم مركّبات أيون الهيدروكسيد (OH⁻) تكون:
غير ذائبة في الماء باستثناء مركّبات المجموعة (1A) وبعض هيدروكسيدات المجموعة (2A)
ذائبة فقط في المذيبات غير القطبية
غير قابلة للتفاعل مع الماء إطلاقًا
تزداد ذائبية الغاز في الماء مع:
نقصان الضغط الجزئي للغاز فوق سطح الماء
زيادة الضغط الجزئي للغاز فوق سطح الماء
نقصان الكتلة المولية للغاز
عند إذابة مركّب أيوني (MX) في الماء وفق المعادلة MX(s) → M⁺(aq) + X⁻(aq)، فإن العبارة الأدق لوصف عملية الإذابة (Solvation) هي:
تفاعل كيميائي بين الماء وأيونات المركّب ينتج عنه مركّب جديد
انصهار أيونات المركّب داخل المحلول دون انفصالها عن بعضها
انفصال أيونات المركّب عن البلورة وإحاطة جزيئات الماء القطبية بها من جميع الجهات
تبخر جزيئات الماء المحيطة بالمركّب الصلب
الحليب مثال على:
محلول حقيقي كهرلي
محلول حقيقي غير كهرلي
تُقسَّم المخاليط من حيث التجانس إلى قسمين هما:
المخاليط الغازية والمخاليط السائلة فقط
المحاليل والعناصر فقط
المخاليط المتجانسة والمخاليط غير المتجانسة
المركّبات والعناصر
مخلوط التراب والماء مثال على:
يوصّل محلول مائي التيار الكهربائي بقوة، بينما محلول آخر لمادة مختلفة بالتركيز نفسه تقريبًا لا يوصّل التيار الكهربائي إطلاقًا؛ فإن التفسير الأرجح لذلك هو أن مادة المحلول الأول:
تتفكك إلى أيونات حرة الحركة في الماء بعكس مادة المحلول الثاني التي تبقى على هيئة جزيئات متعادلة
أثقل كتلة مولية من مادة المحلول الثاني
أكبر حجمًا من مادة المحلول الثاني
ذات لون مختلف عن مادة المحلول الثاني
يبيّن الجدول الآتي ذائبية غازين مختلفين في الماء عند درجة الحرارة نفسها وضغط جزئي مختلف لكل منهما: الغاز (A) عند ضغط جزئي منخفض له ذائبية أقل من الغاز (B) عند ضغط جزئي مرتفع رغم تساوي كتلتيهما المولية؛ فإن التفسير الأنسب لذلك هو:
اختلاف لون الغازين
اختلاف درجة حرارة الغازين رغم ما ورد في السؤال
عدم وجود علاقة بين الضغط الجزئي والذائبية
اختلاف الضغط الجزئي لكل غاز فوق سطح الماء هو السبب الرئيس في اختلاف الذائبية بينهما مع تساوي الكتلة المولية
بالاعتماد على منحنيي ذائبية ملحين (M) و(N) في الماء واللذين يتقاطعان عند درجة حرارة 40°C، فإذا كانت ذائبية الملح M عند 20°C أكبر من ذائبية الملح N عند الدرجة نفسها، فإن العلاقة بين ذائبيتيهما عند 60°C تكون على الأرجح:
ذائبية M أكبر من ذائبية N عند 60°C كما كانت عند 20°C
ذائبية N أكبر من ذائبية M عند 60°C؛ لأن المنحنيين تبادلا الترتيب بعد نقطة التقاطع
ذائبيتاهما متساويتان عند 60°C أيضًا
لا يمكن استنتاج أي علاقة بينهما بعد نقطة التقاطع
لا يذوب البنزين C₆H₆ في الماء؛ لأن:
جزيئات البنزين غير قطبية بينما جزيئات الماء قطبية، فلا ينشأ بينهما تجاذب كافٍ
جزيئات البنزين أثقل من أن تذوب
الماء يتفاعل كيميائيًا مع البنزين
البنزين مادة أيونية والماء مادة تساهمية
تُصنَّف المواد من حيث تركيبها إلى قسمين رئيسين هما:
مواد نقية ومخاليط
عناصر ومركّبات فقط
محاليل ومعلّقات فقط
مواد صلبة ومواد سائلة فقط