أهداف التعلم

• أن تحدد مدى أقطار الجسيمات الغروية وتقارنها بجسيمات المحلول الحقيقي والمعلق.
• أن تميّز المحلول الغروي (السول) من الهلام (الجل).
• أن تفسّر تأثير تندال والحركة البراونية والديلزة والهجرة الكهربية.
• أن تقارن الغرويات المحبة للماء بالكارهة للماء، والترسيب بالأملاح بالتخثر.
• أن تختار الإلكتروليت الأكثر فاعلية في تخثير غروي معلوم الشحنة.

شرح الدرس

الجسيمات الغروية والحالة الغروية

الجسيمات الغروية جسيمات قطرها يتراوح تقريبًا بين $10^{-9}\ \text{m}$ و$10^{-7}\ \text{m}$؛ أكبر من الأيونات والجزيئات الصغيرة، فلا تعبر الأغشية شبه المنفذة كالسيلوفان، لكنها أصغر من مسام ورق الترشيح فتعبره.

• الحالة الغروية: انتشار جسيمات غروية بانتظام في مادة أخرى (وسط التشتت).
• المحلول الغروي (السول): جسيمات غروية منتشرة في سائل، مثل الحليب ومحلول النشا الساخن.
• الهلام (الجل): محلول غروي فقد قابليته للسيولة، مثل المهلبية بعد أن تبرد.

خواص الغرويات

1. تأثير تندال: الجسيمات الغروية تشتت الضوء فيصبح مسار الشعاع مرئيًّا من الجانب؛ كما نرى أشعة مصابيح السيارات ليلًا في الضباب أو الغبار.
2. الحركة البراونية: حركة عشوائية غير منتظمة للجسيمات الغروية تُرى بالمجهر، سببها اصطدام جزيئات وسط التشتت المتحركة حراريًّا بها من جهات مختلفة.
3. الديلزة (الانتشار الغشائي): تنقية المحلول الغروي بوضعه في كيس غشاء شبه منفذ مغمور في ماء؛ فتخرج الأيونات والجزيئات الصغيرة وتبقى الجسيمات الغروية. وعلى الفكرة نفسها يعمل الغسيل الكلوي.
4. الهجرة الكهربية: كثير من الجسيمات الغروية تحمل شحنة؛ فإذا وُضع الغروي في مجال كهربي تحركت الجسيمات الموجبة نحو الكاثود (القطب السالب) والسالبة نحو الأنود (القطب الموجب). وتستخدم في مرسبات الرماد بالمداخن.

الغرويات المحبة للماء والترسيب بالأملاح

الغروي المحب للماء تنجذب جسيماته بقوة إلى الماء فتحيط بها جزيئات ماء كثيرة (تتميّأ) فتبقى منتشرة، مثل النشا والبروتينات وبياض البيض. ولا يترسب إلا بإضافة كمية كبيرة من إلكتروليت تنتزع منه ماء التميؤ؛ وتسمى هذه الظاهرة الترسيب بالأملاح.

الغرويات الكارهة للماء والتخثر

الغروي الكاره للماء انجذابه للماء ضعيف، ويبقى منتشرًا لأن جسيماته تحمل شحنات متشابهة تتنافر، مثل الطين والكبريت وهيدروكسيد الحديد (III). ويترسب بإضافة كمية صغيرة من إلكتروليت تعادل شحنته فتتكتل الجسيمات؛ وتسمى هذه الظاهرة التخثر (التجلط).

قاعدة الفاعلية: الأيون الأكثر فاعلية في التخثير هو الأيون المخالف لشحنة الجسيمات الغروية والأعلى تكافؤًا:

• لغروي موجب (مثل هيدروكسيد الحديد III): $\text{PO}_4^{3-}>\text{SO}_4^{2-}>\text{Cl}^{-}$.
• لغروي سالب (مثل كبريتيد الزرنيخ): $\text{Al}^{3+}>\text{Mg}^{2+}>\text{Na}^{+}$.

الغروي الواقي

غروي محب للماء يُضاف إلى غروي كاره للماء فيحيط بجسيماته ويحميها من التكتل، فيصعب تخثيرها. مثل إضافة الجيلاتين إلى بعض المستحضرات لتبقى متجانسة.

أسئلة للتدريب

1. لماذا لا يكفي الترشيح لتنقية ماء يحتوي جسيمات طين غروية؟ وكيف يُنقّى؟
2. قارن بين الترسيب بالأملاح والتخثر من حيث نوع الغروي وكمية الإلكتروليت.
3. غروي كبريتيد الزرنيخ سالب الشحنة. رتّب $\text{NaCl}$ و$\text{MgCl}_2$ و$\text{Al(NO}_3)_3$ حسب فاعليتها في تخثيره.
4. ما الفرق بين السول والجل؟ مثّل لكل منهما.
5. فسّر الحركة البراونية للجسيمات الغروية.