الفصل 6 في الكتاب الرسمي: المحاليل الشارديّة
في نهاية هذا الدرس أكون قادرًا على:
- أنجز دارة لاختبار ناقليّة سائل للكهرباء
- أقارن ناقليّة الماء المقطّر بناقليّة بعض المحاليل المائيّة
- أميّز المحلول الشاردي من المحلول الجزيئي
- أفسّر مرور التيّار في المحلول بوجود الشوارد
أستكشف ثمّ أستنتج
الوضعية
أنجز فريق من التلاميذ دارة تتكوّن من مولّد (6 V) وقاطعة ومصباح وأمبيرمتر ومسريين من الغرافيت مغموسين في كأس، ثمّ غيّروا السائل في كلّ مرّة مع غسل المسريين بالماء المقطّر:
| السائل في الكأس | المصباح | شدّة التيّار |
|---|---|---|
| ماء مقطّر | لا يضيء | ضعيفة جدًّا (أقلّ من 1 mA) |
| محلول السكّر | لا يضيء | ضعيفة جدًّا (مثل الماء المقطّر) |
| محلول ملح الطعام | يضيء | حوالي 120 mA |
| محلول كبريتات النحاس | يضيء | حوالي 110 mA |
ألاحظ
- هل الماء المقطّر عازل تمامًا؟
الجواب
لا: يشير الأمبيرمتر إلى تيّار ضعيف جدًّا، فالماء النقيّ ناقل ضعيف جدًّا للكهرباء.
- هل يغيّر إذابة السكّر في الماء ناقليّته؟
الجواب
لا تقريبًا: محلول السكّر ينقل التيّار مثل الماء المقطّر؛ إنّه محلول جزيئي.
- ماذا يحدث عند إذابة ملح الطعام؟
الجواب
تزداد شدّة التيّار كثيرًا ويضيء المصباح: محلول الملح محلول شاردي ناقل جيّد.
أستنتج
المحاليل المائيّة ناقلة للتيّار الكهربائي لكن بقابليّات مختلفة:
- الماء النقيّ (المقطّر) ناقل ضعيف جدًّا.
- المحلول الذي ينقل التيّار أفضل بكثير من الماء النقيّ يُسمّى محلولًا شارديًّا (محلول ملح الطعام، كبريتات النحاس، كلورور البوتاسيوم…).
- المحلول الذي تبقى ناقليّته قريبة من ناقليّة الماء النقيّ يُسمّى محلولًا جزيئيًّا (محلول السكّر، الكحول…).
يحتوي المحلول الشاردي على دقائق مشحونة كهربائيًّا تُسمّى الشوارد، وهي التي تنقل التيّار داخل المحلول.
1. دارة اختبار الناقليّة
نركّب على التوالي: مولّدًا ذا توتّر ضعيف وقاطعة ومصباحًا وأمبيرمترًا ومسريين مغموسين في السائل. المصباح وحده لا يكفي: قد يمرّ تيّار ضعيف لا يضيء المصباح لكنّ الأمبيرمتر يكشفه.
نغسل المسريين بالماء المقطّر بين تجربتين حتّى لا نلوّث المحلول الموالي، ونستعمل دائمًا مولّدًا ذا توتّر ضعيف وليس مأخذ التيّار المنزلي.
2. محاليل شارديّة ومحاليل جزيئيّة
| المحلول | الناقليّة | النوع |
|---|---|---|
| ملح الطعام (كلورور الصوديوم) في الماء | جيّدة | شاردي |
| كبريتات النحاس في الماء | جيّدة | شاردي |
| كلورور البوتاسيوم في الماء | جيّدة | شاردي |
| محلول حامض الكلوريدريك | جيّدة | شاردي |
| السكّر في الماء | ضعيفة جدًّا | جزيئي |
| الكحول الصيدلي | ضعيفة جدًّا | جزيئي |
نسمّي المذاب المادّة التي نذيبها (الملح، السكّر) والمذيب الماء، والخليط المتجانس الناتج محلولًا مائيًّا.
3. ماء الحنفيّة ليس ماءً نقيًّا
ماء الحنفيّة والمياه المعدنيّة تحتوي على أملاح مذابة (شوارد الكالسيوم والمغنزيوم والصوديوم…)، لذلك تنقل التيّار أفضل من الماء المقطّر. كذلك العرق على الجلد يحتوي على أملاح.
لهذا السبب يكون لمس الأجهزة الكهربائيّة بيدين مبلّلتين أو في الحمّام خطيرًا: الماء العادي والجلد المبلّل ينقلان التيّار، وتوتّر الشبكة المنزليّة (230 V) قاتل.
4. الملح الصلب لا ينقل التيّار
إذا وضعنا المسريين في بلّورات ملح جافّة لا يمرّ التيّار. الشوارد موجودة في البلّورة لكنّها ثابتة في أماكنها؛ عند الإذابة في الماء تتفرّق الشوارد وتصبح حرّة الحركة، فينقل المحلول التيّار.
أحلّل وثيقة
حاول الإجابة قبل قراءة التحليل.
اختُبرت ثلاثة سوائل بنفس الدارة: (أ) I = 0,4 mA، (ب) I = 0,5 mA، (ج) I = 95 mA. علمًا أنّ أحدها ماء مقطّر والآخر محلول سكّر والثالث محلول ملح.
الحلّ خطوة بخطوة
- الماء المقطّر يعطي تيّارًا ضعيفًا جدًّا.
- محلول السكّر جزيئي: ناقليّته قريبة من ناقليّة الماء المقطّر.
- محلول الملح شاردي: يعطي تيّارًا أكبر بكثير.
✓ (ج) محلول الملح؛ (أ) و(ب) هما الماء المقطّر ومحلول السكّر ولا يمكن التمييز بينهما بهذا الاختبار وحده.
غمس تلميذ المسريين في محلول فلم يضئ المصباح، فاستنتج أنّ المحلول عازل. أضاف أمبيرمترًا فقرأ I = 18 mA.
الحلّ خطوة بخطوة
- المصباح يحتاج إلى شدّة كافية ليضيء.
- الأمبيرمتر يكشف مرور تيّار قدره 18 mA.
- هذه الشدّة أكبر بكثير من شدّة الماء المقطّر.
✓ الاستنتاج الأوّل خاطئ: المحلول ناقل (شاردي)، والأمبيرمتر أدقّ من المصباح في الكشف عن التيّار.
انتبه! أخطاء شائعة
ما يجب أن أحفظه
- الماء النقيّ ناقل ضعيف جدًّا للكهرباء.
- المحلول الشاردي ينقل التيّار أفضل بكثير من الماء النقيّ.
- المحلول الجزيئي (السكّر، الكحول) ناقليّته قريبة من ناقليّة الماء النقيّ.
- الشوارد دقائق مشحونة تنقل التيّار في المحلول.
- لا نستعمل أبدًا التيّار المنزلي في التجارب: نستعمل مولّدًا ذا توتّر ضعيف.
📚 مصطلحات الدرس
مصطلحان من هذا الدرس في القاموس المدرسي: التعريف ومقابله بالفرنسية، ومثال.
اختبر نفسك
4 أسئلة · إصلاح فوري1. محلول ملح الطعام محلول:
2. ناقليّة الماء المقطّر:
3. الجهاز الذي يكشف تيّارًا ضعيفًا لا يُضيء المصباح:
4. ما الذي ينقل التيّار داخل المحلول الشاردي؟
سلسلة تمارين الدرس
كلّ التمارين ←6 تمارين من ثلاثة مستويات، بأسئلة جديدة في كلّ محاولة.
- صحيح أم خطأ؟لم يُنجز
- أكمل بالكلمة المناسبةلم يُنجز
- أختار الإجابة الصحيحةلم يُنجز
- أصنّفلم يُنجز
- وضعية مشكل 1لم يُنجز
- وضعية مشكل 2لم يُنجز
تدرّب على: ناقليّة المحاليل المائيّة للكهرباء
صحيح أم خطأ، أكمل، اختر، صنّف، ووضعيات: إصلاح فوري مع التعليل.
فهمت الدرس؟ جرّب بنفسك
6 تمارين · التصحيح فورًا · أعداد جديدة في كلّ محاولة
ابدأ التمارين