- احسب درجة الغليان ودرجة التجمد لمحلول مائي تركيزه 0.625m من اى مذاب غيرمتطاير وغير متأين - سؤال وجواب
- الارتفاع في درجة غليان
- يعتمد على
ونتيجة لذلك، يجف الماء في الوعاء بسرعة فائقة. لماذا تختلف درجات الغليان. تختلف درجات الغليان لاختلاف قوة الربط بين جُزَيْئات مادة ما عن قوة ربط الجزيئات في المواد الأخرى. وكلما زادت قوة الربط بين الجزيئات في مادة ما، انخفض الضغط البخاري لهذه المادة وكلما انخفض الضغط البخاري لمادة ما، ارتفعت نقطة غليانها. فمثلاً، ترتبط جزيئات الماء بعضها ببعض بشدة. ولهذا فإن الضغط البخاري للماء منخفض جدًا، ونقطة غليانه 100°م على العكس من النتيروجين، الذي لا ترتبط جزيئاته معًا بنفس القوة التي ترتبط بها جزيئات الماء، فإن ضغطه البخاري أعلى ونقطة غليانه أقل بكثير (-195, 8°م). وبعض المواد تمتاز بوجود روابط قوية جدًا بين جزيئاتها ولا يكون لها في الغالب ضغط بخاري عند جميع درجات الحرارة اليومية. هذه المواد تغلي عند درجات حرارة عالية للغاية. فمثلاً، يتحول الذهب للصورة السائلة عند درجة 1064, 43°م ، ونقطة غليانه 2, 807°م. بينما نقطة غليان الحديد، الذي يتحول إلى سائل عند 1, 535°م، هي 2, 750°م. فمثلاً الهيليوم هو أقل العناصر في درجة الغليان. وأكثر العناصر في درجة الغليان هو الرينيوم. حيتث تتعدى درجة حرارة غليانه هو والتنجستين 5000 كلفن في الضغط القياسي, ونظرا لصعوبة قياس ذلك بدقة فإنه لا يعرف بدقة ما إذا كان الرينيوم أو التنجستين له درجة حرارة غليان أعلى.
احسب درجة الغليان ودرجة التجمد لمحلول مائي تركيزه 0.625m من اى مذاب غيرمتطاير وغير متأين - سؤال وجواب
الخواص الجامعة:
الخواص الفيزيائية للمحاليل التي تؤثر بعدد جسيمات المذاب وليس بطبيعتها. ومنها الانخفاض في الضغط البخاري, الارتفاع في درجة الغليان, الانخفاض في درجة التجمد, الضغط الأسموزي. 1-الانخفاض في الضغط البخاري: يعتمد على عدد جسيمات المذاب في المحلول, العلاقة بين عدد الجسيمات والضغط البخاري عكسيه. 2-الأرتفاع في درجة الغليان: الفرق بين درجة غليان المحلول ودرجة غليان المذيب النقي, يجب تسخين المحلول إلى درجة حرارة أعلى لتزويده بالطاقة الحركية الإضافية الازمه لرفع الضغط البخاري له إلى ما يعادل الضغط الجوي. 3-الانخفاض في درجة التجمد: الفرق بين درجة تجمد المحلول ودرجة تجمد المذيب النقي, تكون درجة تجمد المحلول دائما أقل من درجة تجمد المذيب النقي. 4- الضغط الأسموزي: كمية الضغط الإضافي الناتج عن انتقال جزيئات الماء إلى المحلول المركز, أما الخاصية الأسموزية فهي انتشار المذيب خلال غشاء شبه منفذ من المحلول الأقل تركيز إلى المحلول الأكثر تركيز. كمية الضغط الإضافي الناتج عن انتقال جزيئات الماء إلى المحلول المركز, أما الخاصية الأسموزية فهي انتشار المذيب خلال غشاء شبه منفذ من المحلول الأقل تركيز إلى المحلول الأكثر تركيز.
ويسمى الضغط الناتج عن هذا البخار على سطح السائل بالضغط البخاري. وتثبت قيمة الضغط البخاري عندما تتساوى مع ضغط السائل. ولو فتح الوعاء وكان الضغط الجوي يزيد عن الضغط البخاري، فلا يحدث شيء للسائل على الإطلاق. ويحتجز ضغط الهواء بخار السائل، على سطح السائل مما يؤدي إلى ثبات الضغط البخاري بدرجة كبيرة. ولكن لو كان الضغط الجوي مساويًا أو أقل من الضغط البخاري، فإن السائل يغلي. وأثناء الغليان، تتكون فقاقيع من البخار بداخل السائل وترتفع إلى سطح السائل. وبهذا يدفع البخار الهواء، ويتسرب من الفراغ الموجود فوق سطح السائل. وبسبب تسرب هذا البخار، فإن ضغطه لا يمكن أن يثبت، ويتبخر السائل كله. وليس ضروريًا أن يصل السائل إلى نقطة الغليان حتى يتبخر كليًا. ويمكن توضيح هذه الحقيقة بوضع بعض الماء البارد في وعاء قليل العمق ووتعريضه للشمس في يوم شديد الحرارة. في هذه الحالة، يزيد الضغط الجوي، عن الضغط البخاري، ولذلك يبقى بخار الماء محتجزًا فوق سطح الماء. ولكن حرارة الشمس تعطي بعض جزيئات البخار طاقة حركية كافية للتغلب على الضغط الجوي والهروب إلى الهواء. وإذا جرف تيار الهواء بدوره جزئيات إضافية من البخار بعيدًا، فإن كميات إضافية من الماء تتحوّل إلى بخار وتزداد سرعة عملية التبخر.
ثانيًا: درجة غليان المحلول
بشكل عام:
تزداد درجات غيان السائل عند إذابة مادة جزيئية (لاكهرلية) أو مادة أيونية (كهرلية). السبب:
لأن دقائق المذاب ترتبط مع دقائق المذيب بقوى تجاذب تعمل على تقليل عدد الجزيئات التي يمكن أن تفلت من سطح السائل فيقل الضغط البخاري، وتزداد درجة الغليان. الارتفاع في درجة الغليان:
عند إذابة 1 مول من السكر (342 غ) في 1 كغ من الماء يغلي عند 100. 52 ه س. عند إذابة 1 مول من اليوريا (60 غ) في 1 كغ من الماء يغلي عند 100. 52 ه س. وهذا يعني أن درجة الغليان تعتمد على عدد دقائق المذاب ولا تعتمد على طبيعته. وقد وجد أن الارتفاع في درجة الغليان يتناسب طردياً وتركيز المذاب معبراً عنه بوحدة المولالية. الارتفاع في درجة الغليان التركيز المولالي للمحلول
الارتفاع في درجة الغليان = ثابت × التركيز المولالي للمحلول
حيث:
ك غ: ثابت الارتفاع في درجة غليان المذيب عند إذابة 1 مول من المذاب في 1 كغ من المذيب. ويقاس بوحدة ه س. كغ /مول
ولكل سائل قيمة لثابت الارتفاع في درجة الغليان:
المذيب
درجة الغليان ( ه س) عند ضغط 1 ض. جـ
قيم ثابت الارتفاع لدرجة الغليان ( ه س. كغ/مول)
الماء
100
0, 52
البنزين
80, 1
2, 61
الإيثانول
78
1, 07
حمض الإيثانويك
118, 5
بما أن:
لذلك فإن:
وبما أن:
وعليه فإن:
مثال (1):
احسب درجة غليان محلول ناتج من إذابة 24, 4 غ من حمض البنزويك (كتلته المولية = 122 غ/مول) في 500 غ من الإيثانول، علمًا بأن درجة غليان الإيثانول 78 ه س، وثابت الارتفاع في درجة غليان الإيثانول = 1, 07 ه س.
الارتفاع في درجة غليان
[٢]
ضغط البخار
يمثّل ضغط البخار (بالإنجليزية: Vapor Pressure) الضغط الصاعد نتيجة خروج الجزيئات من السائل أثناء عمليّة التبخر واصطدامها بجزيئات الهواء في الغلاف الجوي، بحيث يؤدي ضغط البخار للسائل إلى تقليل الضغط الجوي الواقع على ذلك السائل، أي أنّه كلما كان ضغط البخار للماء أعلى، كانت درجة الغليان أقل. [٢]
سبب ارتفاع درجة غليان الماء مقارنة مع سوائل أخرى
يعود سبب هذا الارتفاع في درجة غليان الماء إلى القوى الداخلية الكبيرة بين جزيئاته مقارنةً مع السوائل الأخرى، فعندما يكون الترابط أقوى بين جزيئات السائل تكون درجة الغليان أعلى، ويُشار إلى أنّ القوى العالية بين الجزيئات تتواجد على نحوٍ أكبر في السوائل مقارنةً بالغازات. [٦]
وبما أنّ الماء يتكوّن من جزيء الأكسجين والهيدروجين، فتتشكّل بين تلك الجزيئات الروابط الهيدروجينية، والتي تُعد من الروابط القوية التي تؤدي إلى ترابط جزيئات الماء ببعضها البعض وتمكنها من مقاومة الانتقال إلى الحالة الغازيّة. [٦] تمثّل درجة غليان الماء نقطة تساوي الضغط الجوي مع ضغط البخار عند سطح الماء، حيثُ تبلغ درجة غليان الماء 100 درجة مئوية، وتعتمد درجة الغليان على عدّة عوامل منها؛ الضغط الجوي، وضغط بخار السائل، والارتفاع عن سطح البحر، ودرجة الحرارة، إضافة إلى أنواع الجزيئات، ويعود السبب في أنّ درجة غليان الماء أعلى من غيرها من السوائل هو القوى الداخلية الكبيرة بين جزيئات الماء.
هذا المقال هو عن نقطة غليات السوائل. إذا كنت تريد الاستخدامات الأخرى، انظر نقطة غليان (توضيح). نقطة الغليان Boiling point لمادة هى درجة الحررة التى تتغير فيها من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية خلال كل جزء من أجزاء السائل. ويمكن أن يتحول السائل إلى غاز في درجة حرارة أقل من درجة حرارة الغليان خلال عملية التبخر. وعمومًا فإن التبخر ظاهرة سطحية والتى تتبخر فيها جزيئات السائل القريبة من سطح الغاز/السائل. الغليان على الناحية الأخرى هو عملية تتم لكل الجزيئات في أي مكان في السائل يحدث له تبخر, وينتج من ذلك فقاعات بخار. وتعتمد درجة غليان أي مادة على الضغط الجوي. ويتم حساب درجات الغليان على أساس أن الضغط الجوي عند سطح البحر يعادل 101, 3 كيلو باسكال، مالم يذكر غير ذلك. ويتناقص الضغط الجوي بالارتفاع عن سطح البحر، وعليه فإن قيم الضغط البخاري المقابلة لنقط الغليان والمطلوبة لحدوث الغليان تتناقص بدورها. وبناءً على ذلك فإن نقطة غليان مادة ما تنخفض مع زيادة الارتفاع عن سطح البحر. وعلى سبيل المثال، فإن نقطة غليان الماء عند سطح البحر تساوي 100°م ولكنها تساوي 72°م على ارتفاع 3, 000م فوق سطح البحر......................................................................................................................................................................... كيف يؤثر الضغط في الغليان
عند وضع سائل ما في وعاء مغلق، مع ترك فراغ فوق سطح السائل، يتحول بعض هذا السائل إلى بخار.
ذات صلة ما هي درجة غليان الماء الضغط البخاري ودرجة الغليان
مفهوم درجة الغليان
تعرف درجة الغليان أو نقطة الغليان (بالإنجليزية: Boiling Point) بأنّها الدرجة التي تتحول عندها المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، [١] ويعتمد مفهوم الغليان على الضغط؛ فعندما يصل السائل درجة الغليان يكون ضغط البخار الناتج عنه مساويًا لضغط الجو المحيط. [٢]
ولا يجوز اللبس بين الغليان والتبخر، فالتبخر يعتبر ظاهرة سطحية تخص سطح السائل فقط، وتحدث عند أي درجة حرارة، وفيه تبدأ جزيئات السائل الموجودة على السطح بالتبخر نتيجة عدم وجود ضغط كاف للسائل قادر على إمساك هذه الجزيئات ومنعها من الصعود على شكل بخار، بينما تؤثّر درجة الغليان على جميع جزيئات السائل وليس فقط جزيئات السطح، وعندما تبدأ الجزيئات بالتحوّل إلى الحالة الغازية تبدأ الفقاعات بالتكون. [٣]
وفي الغليان يوجد ما يُعرف بالنقطة الحرجة (Critical Point) وهي النقطة التي تتبخر عندها جزيئات المادة بشكل سريع مما يؤدي إلى تساوي في كثافة كل من السائل والبخار، وتُعرف درجة الحرارة المصاحبة لهذه الحالة بدرجة الحرارة الحرجة ( critical temperature)، والتي تحدث عند نقطة الضغط الحرج ( critical pressure)؛ لذا فإنّ النقطة الحرجة تعرف أيضًا على أنّها الوصول لدرجة حرارة وضغط لا يُمكن معها التمييز بين الغاز والسائل.
يعتمد على
[٥]
القوى بين جزيئات السائل
تؤثر القوى بين جزيئات السائل على درجة غليان الأخير من خلال تحكمها في ضغط البخار للسائل المستخدم؛ فعندما تبدأ جزيئات السائل بالتبخر والاصطدام بجزيئات الهواء فوق سطح السائل، يُكوّن هذا الاصطدام ضغطًا باتجاه الأعلى يعرف بضغط البخار، ويُقلل ضغط البخار الناتج من الضغط الجوي على جزيئات السائل، وفي المحصلة تتمتع المواد بضغط بخار مختلف وبالتالي درجة غليان مختلفة، فمثلًا، تتمتع السوائل ذات ضغط البخار الأعلى بدرجة غليان أقل. [٥]
وتعتمد القوى بين جزيئات السائل على نوع المجموعة الوظيفية المُكونة للسائل، فتكون جزيئات السائل التي تتكون من الروابط الأيونية هي الأقوى، وتليها الروابط الهيدروجينية، ثم المجموعات ثنائية القطب، وبالنهاية تأتي قوى فان دير والس ( Van der Waals) وهي الأضعف ما بين الروابط، [٦] وكلما زادت القوى بين جزيئات السائل زادت درجة غليان السائل، وكلما قلت هذه القوى قلت درجة الغليان. [٢]
الكتلة الجزيئيّة للسائل
من العوامل المهمة التي تؤثر على درجة غليان المادة هي الكتلة الجزيئية للسائل، أو ما يعرف بالوزن الجزيئي (Molecular weight)، وهو مجموع الكتل الذرية للذرات في جزيء ما، [٧] إذ تزداد درجة غليان المادة مع ازدياد الكتلة الجزيئية للمادة؛ فمثلًا كلما زاد عدد ذرات الكربون الموجود في السائل، زادت درجة غليانه.
الخواص التجميعية أو التركيزية أو الترابطية هي خواص محلول تعتمد على نسبة عدد جزيئات المذيب إلى المذاب. [1] وهي مستقلة عن طبيعة الجزيئات المذيبة، ويرجع سبب وجود تلك الخواص إلى تخفيف (أي خفض تركيز) المذيب نتيجة حله للمذاب. بعض الصفات المهمة للمحاليل تعتمد على عدد ذرات المذاب في المحلول ولا تعتمد على طبيعة هذه الذرات، تسمى هذه الصفات بالصفات التجميعية ويعود ذلك إلى أن الذرات مرتبطة معا من أصل مشترك والاعتماد الكلي على عدد هذه الذرات في المحلول سواء كانت ذرات أو أيونات أو جزيئات. [2]
التسمية [ عدل]
كلمة (colligative) في الفرنسية والإنجليزية أصلها ( باللاتينية: colligatus) أي «مربوطة» ، فتلك الخواص مترابطة لأنها تعتمد على عدد جزييات المذيب وليس النوع الكيميائي الموجود. [3]
أقسامها [ عدل]
تنقسم الصفات التجميعية إلى أربعة أقسام وهي:
تخفيض ضغط البخار [ عدل]
إذا كان المذاب غير متطاير يكون ضغط البخار للمحلول كاملا أقل من ضغط البخار للمذيب النقي. والعلاقة بين ضغط البخار للمحلول وضغط البخار للمذيب وحده يعتمد على تركيز المذاب في المحلول. هذه العلاقة تعطى من خلال قانون راؤول:
نص قانون راؤول: الضغط الجزئي للمذيب على المحلول P1 ، يعطى من خلال ضغط البخار للمذيب النقي •P1 مضروبا بالنسبة المولية للمذيب في المحلول X1
•P1=X1*P1
الارتفاع في درجة الغليان [ عدل]
عندما يكون المذاب غير متطاير فإنه يعمل على انخفاض ضغط البخار في المحلول، وذلك يؤثر بشكل مباشر على نقطة غليان المحلول.
- ما هي درجة غليان الماء - موضوع
- شريط دراغون بول
- الارتفاع في درجة الغليان - YouTube
- الارتفاع في درجة الغليان والانخفاض في درجة التجمد
- وزارة المياه والبيئة والزراعة وظائف
- الرابط غير صالح | دار الحرف
- بحث درجة الانصهار ودرجة الغليان | المرسال
- الارتفاع في درجة الغليان يعتمد على
غليان بوينت معادلة الارتفاع يمكن حساب كمية ارتفاع نقطة الغليان باستخدام معادلة Clausius-Clapeyron وقانون Raoult. للحصول على حل تمييع مثالي:
مجموع نقطة الغليان = مذيب نقطة الغليان + ΔT b
حيث ΔT b = molality * K b * i
مع K ب = ثابت ebullioscopic (0. 52 درجة مئوية كغ / مول للمياه) و i = عامل Van't هوف
كما يتم كتابة المعادلة بشكل شائع على النحو التالي:
ΔT = K b m
يعتمد ثابت ارتفاع نقطة الغليان على المذيب. على سبيل المثال ، هنا ثوابت لبعض المذيبات الشائعة:
مذيب نقطة غليان عادية ، يا C K b ، o C m -1 ماء 100. 0 0. 512 البنزين 80. 1 2. 53 الكلوروفورم 61. 3 3. 63 حمض الاسيتيك 118. 1 3. 07 نترات البنزين 210. 9 5. 24