محلول: دنیای شفاف و یکدست مخلوطها
محلول چیست؟ از تعریف تا شناسایی
وقتی دو یا چند ماده با هم ترکیب میشوند، اما مولکولهای آنها به ماده جدیدی تبدیل نمیشوند، یک مخلوط ساختهایم. حالا اگر این ترکیب آنقدر یکدست شود که نتوان با چشم، اجزای آن را از هم تشخیص داد، به آن مخلوط همگن یا محلول میگوییم. برای مثال، وقتی شکر را در آب هم میزنید، دانههای شکر ناپدید میشوند و یک مایع یکدست و شفاف به دست میآید. این یک محلول است.
هر محلول از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
حلال1: مادهای که بخش عمده محلول را تشکیل میدهد و ماده دیگر را در خود حل میکند (مانند آب در آبنمک).
حلشونده2: مادهای که به مقدار کمتر در حلال حل میشود (مانند نمک در آبنمک).
طبقهبندی محلولها بر اساس حالت فاز
محلولها فقط به شکل مایع نیستند. آنها در هر سه حالت ماده (جامد، مایع، گاز) میتوانند وجود داشته باشند. جدول زیر نمونههای آشنا و قابل درکی از انواع محلولها را بر اساس حالت حلال و حلشونده نشان میدهد.
| حالت فاز حلال | حالت فاز حلشونده | مثال ملموس از زندگی |
|---|---|---|
| گاز | گاز | هوای پاک (مخلوطی از گازهای نیتروژن، اکسیژن و ...) |
| مایع | جامد | آبنمک یا چای شیرین |
| مایع | گاز | نوشابه گازدار (حل شدن دیاکسیدکربن در آب) |
| جامد | جامد | آلیاژها مانند برنج (مخلوط مس و روی) یا طلای مورد استفاده در جواهرسازی |
| مایع | مایع | سرکه (حلال آب، حلشونده اسید استیک) یا شربت ساده |
محلولها در عمل: از آشپزخانه تا صنعت
محلولها بخش جداییناپذیر زندگی ما هستند. وقتی برای گلودرد آب نمک گرم غرغره میکنید، در واقع از یک محلول ضدعفونیکننده ساده استفاده میکنید. شربتهای دارویی نیز نوعی محلول هستند که ماده مؤثر دارو به طور یکنواخت در یک شربت شیرین حل شده است.
در صنعت نیز محلولها کاربردهای گستردهای دارند. ساخت بتن برای ساختمانسازی، مخلوط کردن سیمان، شن و آب است که در ابتدا یک مخلوط ناهمگن است، اما پس از اختلاط کامل، یکنواخت میشود. عطرها نیز محلولهای پیچیدهای از روغنهای معطر در یک حلال (معمولاً الکل) هستند که به ما امکان میدهد رایحهای یکدست را در هوا پراکنده کنیم.
پرسشهای رایج و اشتباهات معمول
پاسخ: خیر. آب مقطر خالص یک مایع شفاف است، اما از یک نوع ماده تشکیل شده و بنابراین یک ماده خالص است نه یک محلول. محلول باید حداقل از دو ماده مختلف تشکیل شده باشد که به طور یکنواخت در هم آمیختهاند.
پاسخ: خیر. شیر یک مخلوط ناهمگن یا به طور دقیقتر یک کلوئید محسوب میشود. اگر شیر را مدتی ساکن بگذارید، چربی آن (خامه) به تدریج از بخش آبکی جدا میشود. این نشان میدهد اجزای آن به طور واقعاً یکنواخت پخش نشدهاند و بنابراین یک محلول واقعی (حقیقی)3 نیست.
پاسخ: بله، هوا یک نمونه کلاسیک از یک محلول گازی است. گازهای تشکیلدهنده آن (عمدتاً نیتروژن و اکسیژن) به طور کاملاً یکنواخت در سطح مولکولی با هم مخلوط شدهاند. این یکنواختی دلیل این است که ما در هر نفسی که میکشیم، ترکیب ثابتی از این گازها را دریافت میکنیم.
پاورقی
۱. حلال (Solvent): مادهای که معمولاً بخش عمده یک محلول را تشکیل میدهد و قابلیت حل کردن ماده دیگر (حلشونده) را دارد.
۲. حلشونده (Solute): مادهای که در یک حلال حل میشود و بخش کمحجمتر محلول را تشکیل میدهد.
۳. محلول حقیقی (True Solution): اصطلاحی برای تأکید بر محلولهای همگنی که ذرات حلشونده در آنها بسیار ریز (کوچکتر از ۱ نانومتر) بوده و به هیچ وجه تهنشین یا جدا نمیشوند.
