16.11:

العوامل المؤثّرة على الذويان

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Factors Affecting Solubility

31,106 Views

04:01 min
September 24, 2020

بالمقارنة مع الماء النقي، تكون قابلية ذوبان المركب الأيوني أقل في المحاليل المائية التي تحتوي على أيون شائع (واحد ينتج أيضًا عن طريق انحلال المركب الأيوني). هذا مثال لظاهرة تُعرف باسم التأثير الأيوني المشترك، وهو نتيجة لقانون العمل الجماعي الذي يمكن تفسيره باستخدام مبدأ ȃلو شاتيلير’ ضع في اعتبارك انحلال يوديد الفضة:

Eq1

قد يتم إزاحة توازن الذوبان هذا إلى اليسار عن طريق إضافة أيونات الفضة أو اليوديد، مما يؤدي إلى ترسيب AgI وانخفاض تركيزات Ag+ and I المذابة. في المحاليل التي تحتوي بالفعل على أي من هذه الأيونات، قد يتم إذابة كمية أقل من AgI مقارنة بالحلول التي لا تحتوي على هذه الأيونات.

يمكن أيضًا تفسير هذا التأثير من حيث التأثير الكلّي كما هو موضح في تعبير منتج الذوبان:

Eq2

الناتج الحسابي للفضة ومولاريات أيون اليوديد ثابت في خليط التوازن بغض النظر عن مصدر الأيونات، وبالتالي يجب موازنة الزيادة في تركيز أيون’ واحد بانخفاض نسبي في الآخر.

دور الترسيب في معالجة مياه الصرف الصحي

موازنة الذوبان هي أدوات مفيدة في معالجة المياه العادمة التي تتم في المنشآت التي قد تعالج المياه البلدية في مدينة أو بلدة. على وجه التحديد، يتم استخدام الترسيب الانتقائي لإزالة الملوثات من مياه الصرف قبل إطلاقها مرة أخرى في المسطحات المائية الطبيعية. على سبيل المثال، غالبًا ما توجد أيونات الفوسفات (PO43−) في المياه التي يتم تصريفها من مرافق التصنيع. تؤدي وفرة الفوسفات إلى نمو الطحالب الزائدة، مما يؤثر على كمية الأكسجين المتاحة للحياة البحرية بالإضافة إلى جعل المياه غير مناسبة للاستهلاك البشري.

تتمثل إحدى الطرق الشائعة لإزالة الفوسفات من الماء في إضافة هيدروكسيد الكالسيوم أو الجير Ca(OH)2. نظرًا لأن الماء يصبح قاعديًا أكثر، تتفاعل أيونات الكالسيوم مع أيونات الفوسفات لإنتاج هيدروكسيل أباتيت، Ca5(PO4)3·OH، والتي تترسب بعد ذلك من المحلول:

Eq3

نظرًا لأن كمية أيون الكالسيوم المضافة لا تؤدي إلى تجاوز نواتج الذوبان لأملاح الكالسيوم الأخرى، فإن الأنيونات الموجودة في تلك الأملاح تظل متخلفة في مياه الصرف. ثم تتم إزالة الراسب بالترشيح، ويعود الماء إلى درجة حموضة محايدة عن طريق إضافة CO2 في عملية إعادة كربنة. يمكن أيضاً استخدام مواد كيميائية أخرى لإزالة الفوسفات عن طريق الترسيب، بما في ذلك كلوريد الحديد (III) وكبريتات الألومنيوم.

 هذا النص مقتبس من Openstax, Chemistry 2e, Section 15.1: Precipitation and Dissolution.