درس تركيبة المحلول المائي الشاردي-تاسعة أساسي
يتناول هذا الدرس مادة العلوم الفيزيائية للسنة التاسعة أساسي بعنوان «تركيبة المحلول المائي الشاردي»، ويشرح مكوّنات هذا النوع من المحاليل (الكاتيونات والأنيونات)، وآلية نقلها للتيار الكهربائي، وتأثير التركيز على ناقليتها.
🔬 ما هو المحلول المائي الشاردي؟
المحلول المائي الشاردي هو محلول ناتج عن إذابة مادة (منحل) في الماء بحيث يتفكك جزء من هذه المادة إلى جسيمات مشحونة كهربائيًا تسمى الشوارد (Ions). بفضل وجود هذه الشوارد الحرة الحركة، يصبح المحلول قادرًا على نقل التيار الكهربائي، بخلاف الماء النقي الذي يُعتبر عازلاً ضعيفًا للكهرباء.
⚛️ من الذرة إلى الشاردة
تنشأ الشوارد عن فقدان أو اكتساب الذرة لإلكترون واحد أو أكثر، مع بقاء نواة الذرة (وبالتالي كتلتها الأساسية) دون تغيير:
تنتج عندما تفقد الذرة إلكترونًا أو أكثر. قيمة شحنتها تساوي قيمة الشحنة الأولية مضروبة في عدد الإلكترونات المفقودة.
تنتج عندما تكتسب الذرة إلكترونًا أو أكثر. قيمة شحنتها تساوي قيمة شحنة الإلكترونات المكتسبة.
Atome → gain d’électron(s) → Anion (−)
🧲 الكاتيونات والأنيونات في المحلول
يحتوي كل محلول مائي شاردي على نوعين من الشوارد يتحركان في اتجاهين متعاكسين عند مرور التيار الكهربائي:
| النوع | الشحنة | اتجاه الحركة | التسمية |
|---|---|---|---|
| الكاتيونات | موجبة (+) | نحو المهبط (القطب السالب) | شوارد مهبطية |
| الأنيونات | سالبة (−) | نحو المصعد (القطب الموجب) | شوارد مصعدية |
مرور التيار الكهربائي داخل المحلول المائي الشاردي ناتج بالتحديد عن هذه الحركة الجماعية المنظمة للشوارد نحو القطبين المتعاكسين.
📈 تأثير التركيز على ناقلية المحلول
ناقلية المحلول المائي الشاردي للتيار الكهربائي ليست ثابتة، بل تتغير حسب عاملين أساسيين: طبيعة المادة المنحلة، وتركيزها في المحلول.
- كلما ارتفع تركيز المحلول الشاردي، كلما ازدادت ناقليته للتيار الكهربائي.
- كلما انخفض تركيز المحلول الشاردي، كلما انخفضت ناقليته للتيار الكهربائي.
ويظهر هذا التغيّر عمليًا من خلال تغيّر قيمة شدة التيار الكهربائي المقاسة في الدارة عند تغيير تركيز المحلول، مع بقاء بقية عناصر التجربة ثابتة (نفس القطبين، نفس التوتر الكهربائي).
💡 نصيحة للمراجعة
لتثبيت هذا الدرس، يُنصح برسم مخطط بسيط يوضح مسار الكاتيونات والأنيونات داخل المحلول عند غلق الدارة الكهربائية، مع تدوين تعريف كل مصطلح (شاردة، كاتيون، أنيون، مهبط، مصعد) في بطاقة مفردات صغيرة.
❓ أسئلة شائعة
ما الفرق بين الكاتيون والأنيون؟
الكاتيون شاردة موجبة الشحنة تنتج عن فقدان الذرة لإلكترون أو أكثر وتتحرك نحو المهبط، أما الأنيون فهو شاردة سالبة الشحنة تنتج عن اكتساب الذرة لإلكترون أو أكثر وتتحرك نحو المصعد.
لماذا يوصل المحلول المائي الشاردي التيار الكهربائي؟
لأنه يحتوي على شوارد حرة الحركة (كاتيونات وأنيونات)، وعند غلق الدارة الكهربائية تتحرك هذه الشوارد بشكل جماعي منظم نحو القطبين، وهذه الحركة الجماعية هي ما ينتج عنه مرور التيار الكهربائي.
كيف يؤثر تركيز المحلول على ناقليته؟
كلما ارتفع تركيز المحلول المائي الشاردي، ازداد عدد الشوارد فيه وبالتالي ازدادت ناقليته للتيار الكهربائي، والعكس صحيح عند انخفاض التركيز.
