محلول

في الكيمياء، المحلول هو مزيج متجانس من مادتين نقيتين أو أكثر وتنقسم إلى محاليل متجانسة ومحاليل غير متجانسة، لا يمكن عزلهما عن بعضهما البعض بأي أسلوب ميكانيكي، كالترشيح مثلاً ويتكون من مذيب ومذاب وغالبا يكون المذيب أكبر من المذاب مثل محلول السكر في الماء. وعملية التحللّ أو التفكك تُسمّى أيضًا الذوبان. يمكن فصلهما عن طريق التبخير مثلا بحيث لا يتسبب في أي تفاعل كيميائي بين المادتين ، مثال على ذلك محلول ملح الطعام في الماء.

أنواع المحاليل

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من المحاليل:

المحلول السائل

وينتج عن ذوبان صلب في سائل آخر، وكما ينتج عن ذوبان شيء صلب أو غازي في سائل. ومن أمثلته: ذوبان الكحول مع الماء، وذوبان السكر في القهوة.

المحلول الغازي

وينتج عن اختلاط الغازات. فالهواء مثلاً هو محلول غازي، حيث أنه يتكون من مزيج
من النيتروجين والأكسجين مع كميات ضئيلة من الأرجون وثاني أكسيد الكربون.

السبائك

تعتبر مصهورات المعادن محاليلا وتسمى سبائك . وعادة تتكون السبيكة من عدة فلزات و لا فلزات ، مثل بعض أنواع مصهورات الفولاذ ، فهو يتكون من كروم و فاناديوم و كربون ذائبة في الحديد.

فصل المحاليل

يمكن فصل المذاب عن المذيب حيث لا يحدث في المحلول تفاعل كيميائي .
عند إذابة ملح في محلول تتفكك روابط الأيونات المكونة بلورات الملح وتتراكم جزيئات ماء حول الأيونات فيما يسمى "هيدراتية" . وتكون أيونات بعض الفلزات مع جزيئات الماء كاتيونات مركبة (مثل سداسي هيدرات الحديد (III)). ولكي تعتبر تلك المخلوطات محاليلا فلا بد من كون تلك الروابط عكوسية تماما .
كذلك عند إذابة هيدريدات الأحماض والقواعد بتحدث تفاعلات كيميائية . يذوب كلوريد الهيدروجين في الماء و يتفكك في الحال إلى أيونات الكلور و أيونات الهيدروجين ، وتتفاعل أيونات الهيدروجين مع الماء مكونة أيونات أوكسونيوم.
و يبقى ثاني أكسيد الكربون تقريبا في الحالة الغازية في محلول منه في الماء . ولكن يكون جزء منه مع الماء حمض الكربونيك وهذه تتحلل في الماء و تكوّن كربونات الهيدروجين و كربونات و أوكسونيوم . تلك التفاعلات هي تفاعلات عكوسية ، أي يمكن فصل مواد المحلول بدون إضافة مواد تفاعل أخرى .

فصل مواد صلبة من سائل

تعمل عملية تبخير محلول على تشبع المادة الصلبة في المحلول وتبلورها طالما كان ذوبان المادة في السائل محدودا . وعند اكتمال التبخير تتبقى المادة الصلبة في قاع وعاء التبخير .
بعض محاليل مادة صلبة مثل بيكربونات الكالسيوم تتحلل أثناء تبخير محلول مركز منها ولا تتبقى على حالها بعد اكتمال التبخير ولكن تتحول إلى كربونات الكالسيوم وتترسب بينما يتبخر ثاني أكسيد الكربون مع الماء .
طريقة تستغل كثيرا في التطبيق العملي وهي أزموزية عكسية . وفيها يضغط المحلول عبر غشاء نصف نفاذ ، فيحجز الغشاء الأيونات و الجزيئات الكبيرة ويمر السائل (الماء) خلالها . تطبق تلك التقنية في تجهيز الماء وبصفة خاصة في تحلية المياه.

فصل مخلوط سوائل

تتبع طريقة التقطير أو طريقة تقطير مجزأ لفصل مخلوطات سوائل . ونستغل في تلك الحالتين اختلاف نقطة الغليان للسوائل المكونة للمحلول . ونظرا لأن السائل ذو نقطة غليان عالية يكون له أيضا ضغطا بخاريا قليلا فينتقل جزء منه مع بخار السائل ذو نقطة غليان منخفضة ويتكثف معه في القارورة المستقبلة . لذلك نحصل بتقطير الكحول على نقاوة تبلغ 96% فقط . وإذا أردنا الحصول على الكحول بنقاوة أعلى فلا بد من إجراء عملية التقطير مرة ثانية على الكحول المكتسب من عملية التقطير الأولى .
يستغل التقطير بشكل واسع تقنيا في تكرير البترول حيث نعزل من النفط : كيروسين و الديزل و نافثا و القطران وغيرها من منتجات البترول ، نظرا لاختلاف نقطة غليان كل منها عن بعضها البعض.

الزجاج

يعتبر الزجاج أيضا محلولا حيث يتكون من مخلوط سوائل باردة . ويتميز الزجاج بأن الذرات فيه غير منتظمة في شبكة بلورية ، فهي موزعة عشوائيا في الزجاج الصلب ولكنها تفقد حركتها المميزة له عندما يكون الزجاج في الحالة السائلة.