Week 5 · 1-4 Properties of Aqueous Solutions: solution, solvent and solute, colligative properties (lower vapour pressure, higher boiling point, lower freezing point, osmosis and osmotic pressure); start of 1-5 Biological Importance of Water: water in cells, prokaryotes and eukaryotes, the four kingdoms · 3 lessons
2
درجة التجمد والأسموزية
Integrated Science Sec 1 Term 1, Unit 1: pp. 28–32
الهدفأفسّر لماذا يتجمد المحلول دون ٠ °C، وأتنبأ باتجاه الأسموزية.
كلمات جديدة
درجة التجمد · درجة الحرارة التي يتحول عندها السائل إلى صلبغشاء شبه منفذ · طبقة رقيقة تسمح بمرور الماء وتحجز معظم الجسيمات المذابةالأسموزية · حركة الماء خلال غشاء شبه منفذ من محلول مخفف إلى محلول مركزالضغط الأسموزي · الضغط الناشئ عن فرق التركيز والذي يدفع الأسموزية
الشرح
درجة تجمد المحلول أقل دائمًا من درجة تجمد الماء النقي، لأن الجسيمات المذابة تعيق اتحاد جزيئات الماء في بلورات الجليد. ويتجمد ماء البحر عند نحو −١٫٩ °C (معلومة إضافية). وفي الطرق الجليدية في البلاد الباردة يُنثر الملح كي لا يتحول المطر إلى جليد عند نحو ٠ °C؛ وهذا ينفع حتى درجة برودة معينة فقط. والأسموزية هي حركة الماء عبر غشاء شبه منفذ من محلول مخفف إلى محلول مركز. والضغط الذي يدفعها هو الضغط الأسموزي الناشئ عن فرق التركيز. وتذكّر: الماء هو الذي يتحرك وليس المذاب، ويتحرك نحو الجانب الأكثر تركيزًا، فتميل التركيزات إلى التساوي. والخلايا الحية محاطة بغشاء شبه منفذ، فتحدث الأسموزية في كل خلية.
محلول مخفف (ماء أكثر)الأسموزية→يعبر الماء الغشاء→محلول مركز (مذاب أكثر)
أمثلة محلولة
يفصل غشاء بين محلول سكر ٢% (الجانب A) ومحلول سكر ١٠% (الجانب B). يتحرك الماء من A إلى B لأن A أكثر تخفيفًا. فيرتفع مستوى B ببطء. ولا يعبر السكر.
في
الماء يتحرك
حبة الزبيب
ماء عادي
إلى داخلها
تنتفخ
ماء شديد الملوحة
إلى خارجها
تتجعد
وُضعت حبة زبيب في ماء عادي وأخرى في ماء شديد الملوحة طوال الليل. في الماء العادي يكون داخل الزبيب أكثر تركيزًا من الماء، فيدخل الماء إليه وينتفخ. وفي الماء الشديد الملوحة يكون الماء خارجه أكثر تركيزًا، فيخرج الماء منه ويتجعد.
لماذا لا يذيب نثر الملح على الطريق الجليدي الجليد عند أي درجة حرارة؟ لأن الملح يخفض درجة التجمد بمقدار محدود يتوقف على كمية ما يذوب منه. وعندما يشتد البرد كثيرًا يتجمد الماء المالح أيضًا.
نشاط الفصل
الملح على الثلج، والزبيب، بمساعدة أحد الكبار. ضع مكعب ثلج على كل من طبقين وانثر رشة ملح على أحدهما. بعد دقائق قليلة صف أيهما يذوب أسرع (بالملس فقط ودون تذوق). ثم انقع بعض حبات الزبيب أو الحمص الجاف في ماء عادي وأخرى في ماء شديد الملوحة طوال الليل، وصف شكلها صباح اليوم التالي. فسّر كل نتيجة في جملة مستخدمًا درجة التجمد والأسموزية.
تدرّب
1
هل درجة تجمد ماء البحر أعلى من درجة تجمد الماء النقي أم أقل أم تساويها؟
أقل منها (نحو −١٫٩ °C).
2
الجانب A محلول ملح ٥% والجانب B محلول ملح ١% يفصل بينهما غشاء شبه منفذ. في أي اتجاه يتحرك الماء؟
من B إلى A، من المحلول المخفف إلى المركز.
3
ما الذي يتحرك في الأسموزية: الماء أم المذاب؟
الماء.
4
لماذا يستطيع الملح على الطريق منع المطر من التجمد عند ٠ °C؟