المحلول المائي

المحلول المائي هو محلول يكون فيه الماء هو المذيب . ويُشار إليه في المعادلات الكيميائية عادةً بإضافة (aq) إلى الصيغة الكيميائية المناسبة. على سبيل المثال، يُكتب محلول ملح الطعام ، المعروف أيضًا باسم كلوريد الصوديوم (NaCl)، في الماء على النحو التالي: Na⁺ (aq) + Cl⁻ ⁽ aq) . كلمة "مائي ^" (المشتقة من كلمة "أكوا ") تعني ما يتعلق بالماء، أو مرتبط به، أو مشابه له، أو مذاب فيه. ^{[ 1 ] [ 2 ]} ولأن الماء مذيب ممتاز ومتوفر بكثرة في الطبيعة، فهو مذيب شائع الاستخدام في الكيمياء . ولأن الماء يُستخدم بكثرة كمذيب في التجارب، فإن كلمة "محلول" تُشير إلى المحلول المائي، ما لم يُحدد نوع المذيب. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

المحلول غير المائي هو محلول يكون فيه المذيب سائلاً، ولكنه ليس ماءً. ^{[ 5 ]}

المواد الكارهة للماء (التي تتجنب الماء) لا تذوب جيدًا فيه، بينما المواد المحبة للماء (التي تذوب فيه ) تذوب فيه. ومن أمثلة المواد المحبة للماء كلوريد الصوديوم. في المحلول المائي، تكون أيونات الهيدروجين ( ^{H +} ) ^{وأيونات} الهيدروكسيد ( OH- ) في حالة توازن أرهينيوس ([ H ⁺ ][ OH- ] = Kw = 1 × ^10⁻¹⁴ عند 298 كلفن). تُعد الأحماض والقواعد محاليل مائية، وفقًا لتعريف أرهينيوس . ^{[ 1 ]} ومن أمثلة أحماض أرهينيوس كلوريد الهيدروجين (HCl) نظرًا لتفكك أيون الهيدروجين عند ذوبانه في الماء. أما _{هيدروكسيد} الصوديوم (NaOH) فهو قاعدة أرهينيوس لأنه يتفكك عند ذوبانه في الماء. ^{[ 3 ]}

قد تحتوي المحاليل المائية، وخاصة في المنطقة القلوية أو المعرضة للتحلل الإشعاعي، على الهيدروجين الذري المائي والإلكترونات المائية .

تحتوي المحاليل المائية التي توصل التيار الكهربائي بكفاءة على إلكتروليتات "قوية" ، بينما تُعزى المحاليل ذات التوصيل الضعيف إلى إلكتروليتات أضعف. تتأين المواد الأولى كليًا، أو على الأقل بشكل كبير، في الماء؛ في المقابل، تُظهر الإلكتروليتات الضعيفة تأينًا محدودًا نسبيًا في الماء. ^{[ 1 ]} تُعد قدرة الأيونات على الحركة بحرية عبر المذيب سمة مميزة لمحلول الإلكتروليت القوي المائي؛ أما المواد المذابة في محلول الإلكتروليت الأضعف فتوجد على شكل أيونات، ولكن بنسبة ضئيلة فقط. ^{[ 3 ]}

أما المواد غير الإلكتروليتية، فهي مواد تذوب في الماء، لكنها تحافظ على بنيتها الجزيئية: فهي لا تتفكك إلى أيونات. ومن أمثلتها السكريات واليوريا والجلسرين والإيثانول .

تُعرف التفاعلات في المحاليل المائية عادةً بتفاعلات الإحلال المزدوج . وتُسمى تفاعلات الإحلال المزدوج أيضًا بتفاعلات الإحلال المزدوج ؛ أي عندما يحل كاتيون محل أنيون آخر لتكوين رابطة أيونية معه. ثم يتفكك الكاتيون المرتبط بالأنيون الأخير ويرتبط بالأنيون الآخر. ^{[ 1 ]}

يُعد تفاعل الترسيب أحد تفاعلات التبادل الشائعة في المحاليل المائية . يحدث هذا التفاعل عند مزج محلولين مائيين قويين من الإلكتروليتات، مُنتجًا مادة صلبة غير قابلة للذوبان، تُعرف أيضًا بالراسب . تتحدد قدرة المادة على الذوبان في الماء بمدى قدرتها على مُضاهاة أو تجاوز قوى التجاذب القوية التي تُولدها جزيئات الماء فيما بينها. إذا لم تكن المادة قادرة على الذوبان في الماء، فإن جزيئات الماء تُشكل راسبًا . ^{[ 3 ]}

عند كتابة معادلات تفاعلات الترسيب، من الضروري تحديد الراسب. ولتحديد الراسب، يجب الرجوع إلى جدول الذوبانية . المركبات الذائبة تكون في المحلول المائي، بينما المركبات غير الذائبة تكون هي الراسب. قد لا يكون هناك راسب دائمًا. تُستخدم المعادلات الأيونية الكاملة والمعادلات الأيونية الصافية لإظهار الأيونات المتفككة في تفاعلات الإحلال المزدوج. عند إجراء حسابات تتعلق بتفاعل محلول مائي واحد أو أكثر، يجب عمومًا معرفة تركيز (أو مولارية ) هذه المحاليل المائية.

• تفاعل حمض-قاعدة
• وظيفة الحموضة
• التفكك (الكيمياء)
• نفاذية الدواء
• مذيب غير عضوي غير مائي
• قائمة الأيونات في الماء النقي (الكيمياء المائية)
• أيونات المعادن في المحلول المائي
• خصائص الماء
• الذوبانية
• الإلكترون المذاب