إذابة

صُنع محلول ملحي عن طريق إذابة ملح الطعام (كلوريد الصوديوم) في الماء.
الملح هو«المذاب» والماء «المذيب».

مضى كان مُذابًا في بلورة مكعبة من البيريت، خلّفه إذابة مكعّبة البيريت ويظهر الرُكن الذي هجرته.

الإذابة عملية تضيف مادة (صلبة أوسائلة أوغازية) إلى مذيب فتُشكّل المادّتين محلولًا.

في حالة إذابة مواد صلبة، توصّف عملية الإذابة أنّها «تفكّك البنية البلورية لمكوّناتها (شوارد أوذرات أوجزيئات منفصلة) وانتنطق تلك الجسيمات إلى المادة المذيبة».
في حالة إذابة مواد سائلة أوغازية، يجب حتىقد يكون ثمة «توافق» بين جزيئات المُذاب والمذيب لكي تحدث إذابة.

وتُحدّد طاقات ثرموديناميكية (مثل سخانة الذوبان وإنتروبية الذوبان) نتيجة عملية الإذابة (الكمية المُذابة عند نقطة الاتزان الكيميائي التي تدلّ عليها الانحلالية) ولكنّها لا تصف العملية نفسها لأنّها عملية حركية. في الإجمالي، يجب حتى تكون الطاقة الحرة الثرموديناميكية سالبة لتحدث إذابة. وبدورها، تلك الطاقات تُحدّدها تآثرات الروابط الكيميائية بأنواعها مع الروابط الموجودة في المذيب.

تتشكل المحاليل الصلبة في السبائك الفلزية، ويُحدّد مخطط الطور تكوّن تلك المحاليل وصفاتها.

التطبيقات

عملية الإذابة ذات أهمية أساسية في وصف الكثير من العمليات الطبيعية، وتنتشر تطبيقاتها:

اختبار بالإذابة

إذابة المركبات الشاردية

تذوب المركبات الشاردية عندما يتفكّك المَشبك الشاردي، فتُذوّب الشوارد منفصلة. ويحدُث هذا عادةً في المذيبات القطبية (مثل الماء والأمونياك):

NaCl_(s) → Na⁺_(aq) + Cl^-_(aq)

وفي الأنظمة الغروانية، تتواجد الجسيمات الصغيرة المنتشرة في حالة اتزان مع المحلول المتشبع بالشوارد:

NaCl_(s)

{\displaystyle \rightleftharpoons

Na⁺_(aq) + Cl^-_(aq)

وسلوك هذا النظام يميّزه معامل فاعلية جميع مكوّن، وجداء الانحلال (المتعلق باتزان الانحلالية) التي تُعرّفها المعادلة الآتية:

{\displaystyle a_{Na^{+ \cdot a_{Cl^{- =K_{sp

ويُصنّف الشارد حسب مقدرته حتى يذوب تفضيليًا (نتيجةً لفاعليات غير متعادلة) فأحد الشاردين يُسمّى الشارد المحدد للكمون . ويؤدي ذلك إلى حصول الجسيم الآخر على شحن سطحي إجمالي (إمّا موجب أوسالب).

المركبات القطبية

تذوب المواد الصلبة الأخرى بتفكك مشابكها البلورية، وقد تُمزج أولا تُمزج في المذيب اعتمادًا على قطبيتها. وتُحدد انحلالية الأملاح الشاردية درجةُ التذاوب التي تعرضت لها الشوارد بعمل جزيئات الماء. ويتكوّن المعقد التساندي - وتلك مثال له - عندما يتبرع الماء بإلكترونات زائدة تطوف حول الأكسجين إلى الشارد.

المبلمرات

تعتمد إذابة المبلمرات على الروابط الكيميائية الموجودة في «السلسلة الفقرية» وتوافقها مع تلك الموجودة في المذيب. ويُستخدم وسيط انحلالية هيلدبراند لحساب ذائبية المبلمرات، فإذا تقاربت قِيَم الوسيط، تزداد احتمالية حدوث الإذابة.

السوائل

تعتمد إذابة مركبات سائلة في سائل آخر على توافق الروابط الفيزيائية والكيميائية في المادة مع تلك الموجودة في المذيب. وتلعب الروابط الهيدروجينية دورًا مهمًا في الإذابة المائية.

الغازات

تعتمد إذابة مركبات غازية في سوائل على تآثر روابطها مع المذيب السائل.

معدل الإذابة

معدل أوسرعة الإذابة يعتمد على:

طبيعة المذيب والمذاب
درجة الحرارة (والضغط إلى حد قليل)
درجة التشبع
وجود عملية خلط
مساحة السطح البيني
وجود مثبط - مثلًا مادة ممتزة على المسطح

وقد يُعبّر عن معدل الإذابة بمعادلة نوي-ويتني أومعادلة نرنست وبرونر في صيغتها الآتية:

${\displaystyle {\frac {dm {dt =A{\frac {D {d (C_{s -C_{b )$

حيث:

m - كتلة المادة المُذابة kg

t - الوقت s

A - مساحة السطح البيني بين المادة المذابة والمادة المذيبة m²

D - الانتشارية m²/s

d - سمك الطبقة الحدية للمذيب عند سطح المادة المذابة m

C_s - هجريز المادة على السطح kg/m³

C_b - هجريز المادة داخل حجم المذيب kg/m³

وإذا قيّد الانتشار الإذابةَ، يتعادل الهجريز على السطح مع انحلالية المادة.

وإذا نُسب أوسُوّي (normalization) معدل إذابة مادة نقية إلى مساحة سطح الصلب (والتي تتغير مع الوقت أثناء عملية الإذابة)، تصير وحداته kg/m²s ويُسمّى «معدل الإذابة الجوهري» (intrinsic) ويُعرّفه دستور أدوية البلد.

يختلف معدل الإذابة من نظام لآخر بمقدار كبير جدًا يبلغ عدة قيم أسية. وفي الغالب، ينخفض ويعلومع انخفاض وعلوّ الانحلالية، كما تُشير معادلة نويس-ويتني - ولكنها ليست قاعدة عامة.

مصادر

^ Aristides Dokoumetzidis, Panos Macheras, "A century of dissolution research: From Noyes and Whitney to the Biopharmaceutics Classification System", International Journal of Pharmaceutics 321 (2006) 1–11. doi:10.1016/j.ijpharm.2006.07.011