فيديو السؤال: تحديد المحلول الذي له أعلى نسبة تركيز للمذاب بمعلومية الضغوط البخارية الكيمياء

نسخة الفيديو النصية

يوضح التمثيل البياني الآتي الضغط البخاري مقابل درجة الحرارة لثلاثة محاليل من ‪NaCl‬‏ والماء النقي. ما المحلول الذي له أعلى تركيز؟

يوضح التمثيل البياني المعطى الضغط البخاري مقيسًا بالكيلو باسكال لثلاثة محاليل مائية من كلوريد الصوديوم والماء النقي على صورة دالة لدرجة الحرارة بالدرجة السلزية. للإجابة عن هذا السؤال، علينا تحديد أي محلول من المحاليل الثلاثة الموضحة في التمثيل البياني له أعلى تركيز من كلوريد الصوديوم.

يعرف الضغط البخاري بأنه الضغط الذي يؤثر به البخار على سطح السائل عندما يكونان في حالة اتزان ديناميكي. وفي نظام مغلق عند درجة حرارة وضغط ثابتين، نصل إلى حالة الاتزان الديناميكي عندما يكون معدلا التكثف والتبخر متساويين. وفي هذه الحالة، سيظل الضغط البخاري ثابتًا. جميع المنحنيات على التمثيل البياني توضح اتجاهًا موجبًا لأعلى، وهو ما يشير إلى أن الضغط البخاري يزداد مع زيادة درجة الحرارة. هذا لأنه كلما زادت درجة حرارة سائل، زاد معدل التبخر أيضًا، منتجًا المزيد من البخار.

نلاحظ أيضًا أمرًا أكثر أهمية في هذا التمثيل البياني. جميع محاليل كلوريد الصوديوم الثلاثة ضغطها البخاري أقل من ضغط الماء النقي عند جميع درجات الحرارة. على سبيل المثال، عند 90 درجة سلزية، يكون للماء النقي أعلى ضغط بخاري ويكون للمحلول ‪C‬‏ أقل ضغط بخاري.

لمساعدتنا في فهم هذه الملاحظة بشكل أفضل، علينا تناول الخواص التجميعية للمحاليل. الخواص التجميعية هي خواص المحلول التي تعتمد على عدد جسيمات المذاب في المحلول، وليس على نوع المذاب. وفي المحاليل الموضحة في هذا السؤال، المذاب هو كلوريد الصوديوم والمذيب هو الماء. عندما يذوب كلوريد الصوديوم الصلب في الماء، يتكون محلول مائي من كلوريد الصوديوم. وتتداخل جسيمات المذاب الذائبة، التي تكون هنا أيونات صوديوم وكلوريد، مع عملية تبخر جزيئات الماء.

إذا لم تتبخر جزيئات المذيب بسهولة، فسنجد جزيئات بخار أقل فوق المحلول. بعبارة أخرى، إضافة مذاب إلى الماء تقلل من الضغط البخاري. لنفترض أننا نقيس الضغط البخاري للماء وأن جميع المحاليل الثلاثة عند 90 درجة سلزية وجميع العينات الأربع لها نفس الحجم. إن إذابة بعض كلوريد الصوديوم في ماء نقي تنتج المحلول ‪A‬‏ الذي له ضغط بخاري أقل من ضغط الماء النقي. وإذابة المزيد من كلوريد الصوديوم في المحلول ‪A‬‏ تنتج المحلول ‪B‬‏ الذي له ضغط بخاري أقل. وأخيرًا، إذابة كمية أكبر من كلوريد الصوديوم في المحلول ‪B‬‏ تنتج المحلول ‪C‬‏ الذي له أقل ضغط بخاري بين المحاليل الثلاثة. فالمحلول ‪C‬‏ يحتوي على أكبر عدد من جسيمات المذاب الذائبة. إذن، فهو المحلول الذي له أعلى تركيز من كلوريد الصوديوم.

في التمثيل البياني، المنحنى ذو الضغط البخاري الأقل عند أي درجة حرارة هو المنحنى الذي يمثل المحلول ‪C‬‏. إذن، المحلول ‪C‬‏ هو المحلول الذي له أعلى تركيز من كلوريد الصوديوم.