آب و دیگر حلال ها در شیمی دهم؛ آنچه درباره محلول ها نمی‌دانستید

آب و دیگر حلال ها در شیمی دهم؛ آنچه درباره محلول ها نمی‌دانستید

در دنیای اطراف‌مان، همه‌چیز با ترکیب‌ها شکل می‌گیرد؛ اما کمتر کسی به این فکر می‌کند که چگونه این ترکیب‌ها در هم حل می‌شوند، یا اصلاً چرا برخی مواد با هم ترکیب نمی‌شوند. آیا همه‌ محلول‌ها، محلول آبی‌اند؟ آیا فقط آب می‌تواند مواد را حل کند؟ اگر نه، پس چرا در آزمایشگاه‌ها از الکل و استون هم استفاده می‌شود؟

این مقاله از فصل سه شیمی دهم دقیقاً همین سؤال‌ها را هدف گرفته؛ یعنی بخشی از مفاهیمی که هم در امتحان‌ها از آن می‌پرسند و هم در زندگی روزمره‌مان بی‌صدا حضور دارند. اگر تا به حال از خودت پرسیدی که چرا یُد در آب حل نمی‌شود اما در بنزین حل می‌شود، یا اینکه چرا بدن ما به آب نیاز حیاتی دارد، این مقاله برای تو نوشته شده. در ادامه، با بیانی ساده اما علمی، همه‌ی این موضوعات را به‌طور کامل بررسی می‌کنیم.

تمام محتوای این مقاله، به‌صورت دقیق و وفادار به متن کتاب درسی، توسط تیم آموزشی سایت تدریس شیمی متین هوشیار تهیه شده تا مطمئن باشی نه‌تنها مطالب کتاب را بهتر می‌فهمی، بلکه می‌توانی با نگاهی مفهومی‌تر به سؤال‌های امتحان نهایی یا حتی کنکور هم نزدیک بشوی.

تعریف محلول و نقش آب در ساختار آن

محلول‌ها در شیمی، ترکیب‌هایی یکنواخت هستند که از حل شدن یک یا چند ماده در ماده‌ای دیگر به‌وجود می‌آیند. در ساده‌ترین تعریف، وقتی ماده‌ای کاملاً در ماده‌ای دیگر حل شود و ذره‌های آن به صورت یکنواخت در کل مخلوط پخش شوند، یک محلول تشکیل شده است. این ساختار یکنواخت، تفاوت اصلی محلول‌ها با مخلوط‌های ناهمگن است. برای نمونه، وقتی نمک را در آب حل می‌کنیم، دیگر نمی‌توان ذره‌های نمک را با چشم دید یا از آن جدا کرد؛ زیرا محلول یکنواختی به‌وجود آمده است.

در این میان، آب یکی از مهم‌ترین ترکیب‌هایی‌ست که نقش حلّال را ایفا می‌کند. این ترکیب بی‌رنگ و بی‌بو، نه تنها در آزمایشگاه و صنعت، بلکه در طبیعت و بدن انسان نیز به‌عنوان اصلی‌ترین حلال شناخته می‌شود. بدون حضور آب، بسیاری از واکنش‌های شیمیایی، انتقال مواد و حتی فرآیندهای حیاتی بدن متوقف می‌شدند. ساختار مولکولی خاص آب، که باعث ایجاد پیوندهای هیدروژنی و قطبیت شدید آن می‌شود، ویژگی‌های منحصربه‌فردی به آن می‌دهد که در ادامه بررسی می‌کنیم.

حل‌شونده و حلّال؛ با مثال‌هایی از طبیعت

برای درک بهتر محلول، ابتدا باید با دو واژه کلیدی آن آشنا شویم: حلّال و حل‌شونده. حلّال، ماده‌ای است که ماده دیگر را در خود حل می‌کند و حل‌شونده، همان ماده‌ای‌ست که در حلّال حل می‌شود. در بیشتر محلول‌هایی که در زندگی روزمره با آن‌ها روبه‌رو هستیم، آب نقش حلّال را دارد. برای مثال:

  • در محلول آب‌نمک، آب حلّال و نمک حل‌شونده است.
  • در شربت، آب حلّال و شکر یا رنگ خوراکی حل‌شونده هستند.
  • در چای، آب جوشیده حلّال است و ترکیبات چای‌برگ حل‌شونده‌اند.

این تقسیم‌بندی در شیمی بسیار مهم است؛ چون خواص فیزیکی و شیمیایی محلول، بسته به نوع حلّال و حل‌شونده تغییر می‌کند. همچنین برای بررسی رفتار مواد، دانستن اینکه کدام ماده حل می‌شود و کدام ماده حل می‌کند، یک اصل پایه در تحلیل واکنش‌های شیمیایی و زیستی است.

چرا آب را حلال جهانی می‌نامند؟

آب را به‌درستی حلال جهانی می‌نامند، زیرا بیشترین تعداد ماده‌های شیمیایی در آن حل می‌شوند. این ویژگی به ساختار مولکولی خاص آب برمی‌گردد. مولکول آب، قطبی است؛ یعنی بین دو سر آن اختلاف بار الکتریکی وجود دارد. این خاصیت باعث می‌شود که آب بتواند ذره‌های باردار مانند یون‌ها (مثلاً یون‌های سدیم و کلرید در نمک) یا مولکول‌های قطبی دیگر (مانند قند) را به‌راحتی در خود حل کند.

پیوندهای هیدروژنی که بین مولکول‌های آب شکل می‌گیرند، نیز به این قابلیت کمک می‌کنند. این پیوندها به آب توانایی منحصربه‌فردی در جدا کردن و پخش کردن ذره‌ها در سطح مولکول می‌دهند. به همین دلیل، آب نه‌تنها در بدن انسان برای واکنش‌های زیستی، بلکه در صنعت و آزمایشگاه برای تهیه محلول‌ها، رقیق‌سازی مواد و انجام واکنش‌های شیمیایی گسترده استفاده می‌شود.

حتی در طبیعت هم، آب با حل کردن مواد معدنی در خاک، مواد مغذی را به ریشه گیاهان می‌رساند. این همه ویژگی باعث شده که هیچ حلالی به‌اندازه آب در زندگی روزمره و علوم شیمی اهمیت نداشته باشد.

محلول آبی و محلول غیرآبی؛ دو جهان متفاوت

بیشتر دانش‌آموزان وقتی واژه «محلول» را می‌شنوند، ناخودآگاه به آب فکر می‌کنند. این ذهنیت چندان هم نادرست نیست؛ چون بسیاری از محلول‌هایی که در زندگی روزمره، بدن انسان و حتی در آزمایشگاه‌ها وجود دارند، از نوع محلول آبی هستند. یعنی آب، در آن‌ها نقش حلّال را دارد. اما همه‌ چیز به آب ختم نمی‌شود.

در علم شیمی، محلول‌هایی وجود دارند که حلّال آن‌ها ماده‌ای غیر از آب است. این دسته از محلول‌ها را «محلول‌های غیرآبی» می‌نامند. محلول یُد در هگزان، یا بنزین حاوی مواد افزودنی، نمونه‌هایی از این دسته‌اند. تفاوت محلول‌های آبی و غیرآبی فقط در نوع حلّال نیست، بلکه رفتار شیمیایی، قطبیت، توانایی حل مواد خاص و حتی واکنش‌پذیری آن‌ها نیز متفاوت است.

شناخت این دو نوع محلول به ما کمک می‌کند تا بفهمیم چرا بعضی ترکیب‌ها فقط در حلال‌های خاصی حل می‌شوند. در ادامه، به اهمیت محلول‌های آبی در بدن و کاربردهای آزمایشگاهی آن‌ها می‌پردازیم، سپس نگاهی خواهیم داشت به دنیای محلول‌هایی که در آن‌ها آب، جایی ندارد.

اهمیت محلول‌های آبی در بدن و آزمایشگاه

محلول‌های آبی پایه‌ی بسیاری از فرآیندهای زیستی در بدن ما هستند. درون یاخته‌ها (سلول‌ها)، انواع مولکول‌ها و یون‌ها در آب حل شده‌اند و بدون وجود این محلول‌ها، هیچ واکنشی انجام نمی‌شد. گوارش غذا، کنترل دمای بدن، تنفس سلولی و انتقال مواد همگی در محیط‌های آبی انجام می‌شوند. حتی بیشتر جرم بدن انسان، از آب تشکیل شده است. حدود نیمی از این آب درون سلول‌ها و باقی آن در مایعات برون‌سلولی قرار دارد.

در آزمایشگاه‌های شیمی نیز، محلول‌های آبی نقش کلیدی دارند. بسیاری از واکنش‌های شیمیایی، تیتراسیون‌ها، تهیه معرف‌ها، و انجام آزمایش‌های تجزیه‌ای فقط در محیط آبی امکان‌پذیر است. دلیل این امر، قطبیت بالای آب و توانایی آن در حل کردن یون‌ها و ترکیب‌های قطبی است. آب به‌عنوان حلال، شرایطی پایدار و کنترل‌شده فراهم می‌کند تا واکنش‌ها به‌خوبی پیش بروند.

بدون محلول‌های آبی، نه‌تنها بدن انسان از کار می‌افتاد، بلکه بخش بزرگی از دنیای آزمایشگاهی نیز از هم می‌پاشید.

حلال‌هایی به‌جز آب؛ وقتی ترکیب قطبی جواب نمی‌دهد

با اینکه آب، حلال بسیار کارآمدی است، اما برای همه مواد مناسب نیست. برخی ترکیب‌ها مانند یُد یا بعضی هیدروکربن‌ها غیرقطبی هستند و در آب که قطبی است، به‌سختی یا اصلاً حل نمی‌شوند. در این مواقع، نیاز به حلال‌های غیرآبی داریم که اغلب ترکیبات آلی‌اند.

برای مثال:

  • یُد در آب حل نمی‌شود، اما در هگزان به‌راحتی حل می‌شود.
  • برخی داروها یا رنگ‌ها، در اتانول یا استون حل می‌شوند، نه در آب.
  • سوخت‌هایی مانند بنزین، خود نوعی محلول غیرآبی هستند که از ترکیب چند هیدروکربن تشکیل شده‌اند.

این حلال‌ها، چون قطبیت پایین‌تری دارند، می‌توانند مواد غیرقطبی را در خود جای دهند. استفاده از آن‌ها در صنعت، داروسازی، شیمی آلی و حتی تولید محصولات آرایشی بسیار رایج است.

در واقع، زمانی که آب پاسخ‌گو نیست، شیمی به سراغ حلال‌های آلی می‌رود تا راه‌حل تازه‌ای پیدا کند. همین تنوع در نوع حلال‌هاست که علم شیمی را برای حل مسائل واقعی توانمند و کاربردی کرده است.

اتانول، استون و هگزان؛ ستاره‌های دنیای حلال‌های آلی

تا اینجا دانستیم که آب، با ویژگی قطبی خود، بسیاری از مواد را در خود حل می‌کند. اما جهان شیمی تنها به آب محدود نمی‌شود. در کنار محلول‌های آبی، ترکیب‌هایی هم وجود دارند که نقش حلال را بدون حضور آب ایفا می‌کنند. این ترکیب‌ها که اغلب از دسته مواد آلی‌اند، حلال‌های غیرآبی نام دارند. اتانول، استون و هگزان از معروف‌ترین آن‌ها هستند و در بسیاری از صنایع، آزمایشگاه‌ها و حتی زندگی روزمره کاربرد دارند.

برخلاف تصور رایج، این مواد فقط در واکنش‌های پیچیده استفاده نمی‌شوند. وقتی با لاک‌پاک‌کن کار می‌کنی، یا در یک اسپری ضدعفونی‌کننده به ترکیب‌ها دقت می‌کنی، معمولاً یکی از این سه حلال را می‌بینی. اما ویژگی مهم آن‌ها در شیمی این است که بسته به ساختارشان، توانایی حل کردن مواد خاصی را دارند که آب از پس آن‌ها برنمی‌آید. اتانول و استون با آب سازگارند، در حالی‌که هگزان، ترکیب‌های غیرقطبی مانند ید را بهتر در خود حل می‌کند.

برای فهم بهتر نقش هرکدام، بیایید دقیق‌تر بررسی کنیم که چرا اتانول و استون به‌راحتی در آب حل می‌شوند و چرا هگزان گزینه‌ای بهتر برای ید است.

چرا اتانول و استون در آب محلول سیرشده نمی‌سازند؟

وقتی یک ماده در حلالی مانند آب حل می‌شود، در نهایت به نقطه‌ای می‌رسد که دیگر نمی‌توان مقدار بیشتری از آن را در همان حجم آب حل کرد. این نقطه را «محلول سیرشده» می‌نامند. اما در مورد برخی مواد مثل اتانول (الکل رایج) و استون، چنین مرزی وجود ندارد. آن‌ها می‌توانند به هر نسبتی با آب ترکیب شوند، بدون اینکه حالت اشباع ایجاد شود.

دلیل این ویژگی به ساختار شیمیایی آن‌ها بازمی‌گردد. هر دو ترکیب دارای گروه‌های قطبی هستند و می‌توانند با مولکول‌های آب پیوندهای هیدروژنی برقرار کنند. در نتیجه، آب آن‌ها را نه‌تنها می‌پذیرد، بلکه در هر مقدار دلخواه با آن‌ها ترکیب می‌شود. به بیان ساده، آب و اتانول یا استون با هم می‌سازند.

این ویژگی در آزمایشگاه و صنعت بسیار مفید است. برای مثال، در محلول‌های دارویی، ضدعفونی‌کننده‌ها، رنگ‌برها و حلال‌های پاک‌کننده از این خاصیت استفاده می‌شود. وقتی به برچسب یک محصول الکلی نگاه می‌کنی، در واقع شاهد کاربرد مستقیم همین اصل ساده شیمی هستی.

هگزان و محلول یُد؛ مثالی از ترکیب‌های غیرقطبی

برخلاف اتانول و استون، هگزان یک ترکیب کاملاً غیرقطبی است. همین ویژگی باعث شده که با آب، که ترکیبی قطبی است، ناسازگار باشد. اگر هگزان را در آب بریزیم، به‌راحتی جدا می‌شوند و لایه‌سازی می‌کنند. اما همین غیرقطبی بودن، یک مزیت ویژه دارد: توانایی حل کردن ترکیب‌های غیرقطبی دیگر.

به‌عنوان مثال، یُد جامد در آب بسیار کم‌حل می‌شود؛ چون یُد هم غیرقطبی است. اما اگر همان ید را در هگزان بریزیم، به‌سرعت حل می‌شود و محلولی بنفش‌رنگ به‌وجود می‌آید. این ویژگی دقیقاً همان چیزی است که شیمی‌دانان با اصل «شبیه، شبیه را در خود حل می‌کند» (like dissolves like) توضیح می‌دهند.

محلول ید در هگزان، یکی از مثال‌های درسی و آزمایشگاهی مهم برای درک تفاوت محلول‌های آبی و غیرآبی است. کاربردهای صنعتی هگزان نیز در استخراج روغن‌های خوراکی از دانه‌ها یا تمیز کردن قطعات فلزی به‌کار می‌رود. با اینکه این حلال‌ها بی‌بو و بی‌رنگ هستند، ولی دنیایی از رفتارهای متفاوت در مقایسه با آب دارند.

آب و یخ، یا آب و هگزان؛ محلول یا مخلوط؟

در نگاه اول، شاید تصور شود هر ترکیبی از دو ماده، یک محلول است؛ اما در شیمی، محلول تعریف دقیقی دارد. ترکیبی می‌تواند فقط در ظاهر یکنواخت باشد، اما از نظر علمی «محلول» محسوب نشود. پرسشی که در کتاب درسی مطرح شده این است:
آیا ترکیب «آب و یخ» همانند «آب و هگزان» یک محلول است؟

برای پاسخ، باید ساختار هر دو ترکیب را بررسی کنیم. آب و یخ از یک ماده با دو حالت فیزیکی متفاوت تشکیل شده‌اند؛ یعنی هر دو از مولکول‌های H₂O هستند. اگر در یک لیوان، آب مایع و تکه‌های یخ شناور باشد، فقط با یک تغییر فیزیکی (ذوب شدن یخ) کل سیستم به یک فاز یکنواخت تبدیل می‌شود. به همین دلیل، ترکیب آب و یخ، مخلوطی از دو فاز یک ماده است، نه یک محلول.

در مقابل، آب و هگزان از نظر شیمیایی دو ماده متفاوت‌اند: یکی قطبی (آب) و دیگری غیرقطبی (هگزان). این دو ماده به‌دلیل ناسازگاری در قطبیت، در هم حل نمی‌شوند و به‌صورت دو لایه مجزا در ظرف قرار می‌گیرند. نتیجه این است که آب و هگزان، نه‌تنها محلول نیستند، بلکه حتی مخلوط یکنواخت هم به‌حساب نمی‌آیند.

نکته‌ای که باید به آن توجه کنیم، این است که برای محلول بودن، باید ماده حل‌شونده در ماده حلّال به‌طور کامل و یکنواخت پخش شود و فقط یک فاز (حالت) قابل مشاهده باشد. ترکیب‌هایی مانند آب و نمک یا اتانول و آب، نمونه‌هایی از محلول واقعی‌اند؛ اما آب و یخ یا آب و هگزان، معیارهای محلول را ندارند.

پس پاسخ نهایی این است:

  • آب و یخ ← مخلوط دو فاز از یک ماده؛ نه محلول
  • آب و هگزان ← مخلوط دو ماده متفاوت که در هم حل نمی‌شوند؛ باز هم نه محلول

این تفاوت ساده اما دقیق، یکی از مفاهیم کلیدی در شیمی دهم است که دانش‌آموز باید درک کند؛ چون پایه بسیاری از مفاهیم پیشرفته‌تر شیمی در پایه‌های بالاتر خواهد بود.

محلول‌های زیستی در بدن انسان؛ جایی که شیمی زنده می‌شود

بدن انسان، یک آزمایشگاه شیمی زنده است. از تنفس و گوارش گرفته تا تنظیم دمای بدن و دفع مواد زائد، همه‌ چیز درون محلول‌های آبی انجام می‌شود. در واقع، بیشتر واکنش‌های زیستی در بدن، بدون حضور آب اصلاً اتفاق نمی‌افتند. به همین دلیل است که شیمی‌دانان و زیست‌شناسان به آب لقب «بستر واکنش‌های زیستی» داده‌اند.

حدود ۶۰ درصد جرم بدن انسان را آب تشکیل می‌دهد. این آب، به شکل محلول‌های آبی در سراسر بدن وجود دارد؛ چه درون یاخته‌ها، چه در مایع‌های برون‌سلولی. این محلول‌ها محیطی را فراهم می‌کنند که در آن مواد شیمیایی به‌صورت یونی یا مولکولی حل شده‌اند و می‌توانند آزادانه جابه‌جا شوند یا در واکنش‌های مختلف شرکت کنند.

در ادامه، بررسی می‌کنیم که چگونه آب به‌عنوان حلال، امکان انجام واکنش‌های حیاتی، جابه‌جایی مواد و حفظ سلامت بدن را فراهم می‌سازد.

واکنش‌های حیاتی درون محلول‌های آبی

همه‌ی سلول‌های بدن انسان در محیطی آبی زندگی می‌کنند. درون این محیط، واکنش‌های زیستی به‌شکل پیوسته در حال انجام‌اند؛ از شکستن گلوکز در فرآیند تنفس سلولی گرفته تا ساخت پروتئین‌ها و انتقال یون‌ها از غشای یاخته. در همه این فرآیندها، مواد شیمیایی باید در آب حل شده باشند تا بتوانند با یکدیگر واکنش دهند.

آب نه‌تنها حلال این واکنش‌هاست، بلکه گاهی خودش هم در واکنش شرکت می‌کند. برای مثال، در واکنش‌های هیدرولیز (تجزیه با آب)، مولکول آب به‌طور مستقیم با مولکول‌های دیگر واکنش می‌دهد و آن‌ها را به اجزای کوچک‌تر تبدیل می‌کند.

بدون محیط آبی، مولکول‌ها نمی‌توانستند آزادانه حرکت کنند، به هم برسند یا وارد واکنش شوند. بنابراین، محلول‌های آبی برای بقا و عملکرد سلول‌ها حیاتی‌اند.

نقش آب در جابه‌جایی مواد مغذی و دفع مواد زائد

آب فقط بستری برای واکنش‌ها نیست؛ بلکه یک وسیله نقلیه شیمیایی هم هست. مواد مغذی که از دستگاه گوارش جذب می‌شوند، ابتدا در آب حل می‌شوند و سپس از طریق جریان خون به سلول‌های مختلف بدن منتقل می‌گردند. همچنین، موادی مانند یون‌ها، ویتامین‌های محلول در آب و حتی داروها نیز از طریق محلول‌های آبی جابه‌جا می‌شوند.

از سوی دیگر، سلول‌ها در جریان فعالیت‌های زیستی خود، مواد زائدی مانند اوره، دی‌اکسید کربن یا اسیدها تولید می‌کنند. این ترکیب‌ها نیز باید در آب حل شوند تا بتوانند از بدن دفع شوند. به بیان ساده‌تر، آب هم ورودی‌ها را منتقل می‌کند و هم خروجی‌ها را می‌برد.

مایع‌های درون یاخته‌ای و برون‌سلولی، در هماهنگی با دستگاه گردش خون، این فرآیند انتقال را انجام می‌دهند. در این میان، کلیه‌ها نقشی کلیدی دارند و با فیلتر کردن محلول‌های آبی، مواد زائد را جدا کرده و از طریق ادرار از بدن خارج می‌سازند.

بدن انسان چگونه روزانه آب از دست می‌دهد؟

اگرچه بدن ما آب را به‌صورت مداوم مصرف می‌کند، اما همان‌قدر هم در طول روز آن را از دست می‌دهد. به‌طور متوسط، یک فرد بالغ بین ۱۵۰۰ تا ۳۰۰۰ میلی‌لیتر آب در روز از طریق راه‌های مختلف دفع می‌کند. این مقدار ممکن است بسته به دمای محیط، فعالیت بدنی و وضعیت سلامت بدن کم یا زیاد شود.

راه‌های دفع آب عبارت‌اند از:

  • ادرار: عمده‌ترین راه دفع آب، همراه با مواد زائد محلول
  • تنفس: بخار آب در هوای بازدم
  • عرق کردن: به‌ویژه در هوای گرم یا هنگام فعالیت
  • مدفوع: مقدار کمی آب همراه با مواد دفعی

برای حفظ تعادل آب در بدن، این میزان باید از طریق نوشیدن مایعات و دریافت آب از غذاها جبران شود. اگر آب بدن کاهش یابد، غلظت محلول‌های درون بدن افزایش می‌یابد و اختلال در واکنش‌های زیستی به‌وجود می‌آید. همین نکته نشان می‌دهد که نقش آب در بدن، صرفاً رفع تشنگی نیست؛ بلکه پایه‌ای برای حیات است.

گشتاور دوقطبی؛ چرا هیدروکربن‌ها سخت حل می‌شوند؟

در شیمی، بسیاری از رفتارهای مواد را می‌توان با نگاهی دقیق به ساختار مولکولی آن‌ها توضیح داد. یکی از این رفتارها، حل‌پذیری یا عدم حل‌پذیری مواد در حلال‌هایی مانند آب است. در مورد ترکیب‌هایی مانند هیدروکربن‌ها (مثل متان، اتان، بنزن و حتی هگزان)، مشاهده می‌کنیم که در آب حل نمی‌شوند. اما چرا؟

پاسخ این پرسش در مفهومی به‌نام گشتاور دوقطبی نهفته است. گشتاور دوقطبی، مقدار عدم تقارن در توزیع بار الکتریکی یک مولکول را نشان می‌دهد. به زبان ساده‌تر، اگر در یک مولکول، بار مثبت و منفی به‌طور مساوی پخش نشده باشند، آن مولکول قطبی است و گشتاور دوقطبی دارد. آب، نمونه‌ای شناخته‌شده از این دسته است.

اما در هیدروکربن‌ها (که فقط از اتم‌های کربن و هیدروژن ساخته شده‌اند) تفاوت بار الکتریکی ناچیز است. پیوندهای C–H تقریباً غیرقطبی محسوب می‌شوند و توزیع بار در این مولکول‌ها متقارن است. در نتیجه، گشتاور دوقطبی آن‌ها نزدیک به صفر است.

این ویژگی، یک پیامد مهم دارد:
مواد قطبی در مواد قطبی حل می‌شوند و مواد غیرقطبی در مواد غیرقطبی.
آب که قطبی است، نمی‌تواند با مولکول‌های غیرقطبی مانند هیدروکربن‌ها تعامل الکتریکی برقرار کند. بنابراین، آن‌ها را در خود حل نمی‌کند. به همین دلیل است که بنزین (که ترکیبی از هیدروکربن‌هاست) با آب مخلوط نمی‌شود، یا روغن روی آب می‌ماند.

در عوض، هیدروکربن‌ها معمولاً در حلال‌های آلی غیرقطبی مانند هگزان یا بنزن حل می‌شوند. این اصل مهم که در شیمی با جمله‌ی معروف «شبیه، شبیه را در خود حل می‌کند» بیان می‌شود، بر پایه همین رفتار دوقطبی یا غیرقطبی مواد بنا شده است.

مخلص کلام اینکه اگر بخواهی بدانـی چرا برخی مواد در آب حل نمی‌شوند، نگاهت را باید به سمت گشتاور دوقطبی آن‌ها ببری. هرچه این گشتاور کمتر باشد، احتمال حل شدن آن ماده در آب نیز کمتر خواهد بود.

جمع‌بندی مقاله و مرور مهم‌ترین نکات

در این مقاله، مفاهیم پایه‌ای و کاربردی مربوط به «آب و دیگر حلّال‌ها» از فصل سوم شیمی دهم را به‌طور کامل بررسی کردیم. دانستیم که محلول، ترکیبی یکنواخت از یک حلّال و یک یا چند حل‌شونده است و آب، پرکاربردترین حلال در طبیعت، بدن انسان و آزمایشگاه‌هاست. ویژگی‌های قطبی و گشتاور دوقطبی بالای آب، دلیل اصلی قدرت حل‌کنندگی آن برای مواد یونی و مولکول‌های قطبی است.

اما همه‌ محلول‌ها آبی نیستند. حلال‌های آلی مانند اتانول، استون و هگزان نقش مهمی در حل‌کردن مواد خاص دارند؛ موادی که آب از عهده‌ آن‌ها برنمی‌آید. اتانول و استون به دلیل سازگاری قطبی با آب، محلول سیرشده نمی‌سازند. در مقابل، هگزان به‌خوبی ترکیب‌های غیرقطبی مثل ید را در خود حل می‌کند.

همچنین فهمیدیم که محلول با مخلوط تفاوت دارد؛ ترکیب‌هایی مانند آب و یخ یا آب و هگزان، اگرچه در کنار هم‌اند، اما به دلیل تفاوت در فاز یا قطبیت، محلول واقعی محسوب نمی‌شوند.
در نهایت، نقش محلول‌های آبی در بدن انسان را مرور کردیم؛ از واکنش‌های زیستی گرفته تا جابه‌جایی مواد مغذی و دفع مواد زائد. حتی کاهش آب بدن می‌تواند عملکرد سلول‌ها را مختل کند. همچنین به گشتاور دوقطبی هیدروکربن‌ها پرداختیم و دلیل ناپذیرفته‌شدن آن‌ها در آب را بررسی کردیم.

اگر این مفاهیم را به‌درستی درک کنی، نه‌تنها آمادگی خوبی برای پاسخ‌گویی به سؤال‌های امتحانی خواهی داشت، بلکه می‌توانی شیمی را در زندگی واقعی بهتر ببینی و درک کنی.

پست های مرتبط

مطالعه این پست ها رو از دست ندین!
میلیون‌ها لیتر در سال، بدون آنکه بفهمیم؛ ردپای آبی ما چقدر سنگین است؟

میلیون‌ها لیتر در سال، بدون آنکه بفهمیم؛ ردپای آبی ما چقدر سنگین است؟

آنچه در این پست میخوانید مصرف روزانه ما از آب چقدر است و چرا فقط نوشیدن آن نیست؟روزانه ۳۵۰ لیتر…

بیشتر بخوانید
قانون هنری در عمل؛ وقتی انحلال‌پذیری گازها در آب جان ماهی و ورزشکار را نجات می‌دهد

قانون هنری در عمل؛ وقتی انحلال‌پذیری گازها در آب جان ماهی و ورزشکار را نجات می‌دهد

آنچه در این پست میخوانید انحلال‌پذیری گازها در آب یعنی چه و چرا اهمیت دارد؟چرا اکسیژن محلول برای زندگی ماهی‌ها…

بیشتر بخوانید
رمزگشایی از فرایند انحلال نمک‌ها در آب: از بلور تا یون‌های آب‌پوشیده

رمزگشایی از فرایند انحلال نمک‌ها در آب: از بلور تا یون‌های آب‌پوشیده

آنچه در این پست میخوانید انحلال نمک‌ها در آب چگونه اتفاق می‌افتد؟ساختار بلوری نمک سدیم کلرید و نقش آن در…

بیشتر بخوانید

نظرات

سوالات و نظراتتون رو با ما به اشتراک بذارید

برای ارسال نظر لطفا ابتدا وارد حساب کاربری خود شوید.