المحلول (الكيمياء)

في الكيمياء ، يُعرّف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) المحلول بأنه "طور سائل أو صلب يحتوي على أكثر من مادة، حيث تُعامل مادة واحدة (أو أكثر)، تُسمى المذيب ، بشكل مختلف عن المواد الأخرى، التي تُسمى المذابات ، وذلك تسهيلاً للفهم . وعندما يكون مجموع الكسور المولية للمذابات صغيرًا مقارنةً بالواحد، كما هو الحال غالبًا ولكن ليس بالضرورة، يُسمى المحلول محلولًا مخففًا." ^{[ 1 ]} أحد معايير المحلول هو التركيز ، وهو مقياس لكمية المذاب في كمية معينة من المحلول أو المذيب. ويُستخدم مصطلح " المحلول المائي " عندما يكون الماء أحد المذيبات . ^{[ 2 ]}

يعني التجانس أن مكونات الخليط تشكل طورًا واحدًا . أما عدم التجانس فيعني أن مكونات الخليط تتكون من أطوار مختلفة. يمكن توزيع خصائص الخليط (مثل التركيز ودرجة الحرارة والكثافة) بشكل منتظم في جميع أنحاء الحجم، ولكن فقط في غياب ظاهرة الانتشار أو بعد اكتمالها. عادةً، تُعتبر المادة الموجودة بكمية أكبر هي المذيب. يمكن أن تكون المذيبات غازات أو سوائل أو مواد صلبة. يُطلق على مكون واحد أو أكثر موجود في المحلول، بخلاف المذيب، اسم المذاب. يكون للمحلول نفس الحالة الفيزيائية للمذيب.

تُسمى قدرة مركب على الذوبان في مركب آخر بالذوبانية . عندما يذوب سائل تمامًا في سائل آخر، يُقال إن السائلين قابلان للامتزاج . أما مادتان لا يمكنهما الاختلاط أبدًا لتكوين محلول، فيُقال إنهما غير قابلين للامتزاج .

جميع المحاليل لها إنتروبيا خلط موجبة . قد تكون التفاعلات بين الجزيئات أو الأيونات المختلفة مفضلة طاقيًا أو غير مفضلة. إذا كانت التفاعلات غير مفضلة، فإن الطاقة الحرة تنخفض مع زيادة تركيز المذاب. عند نقطة معينة، يتجاوز فقد الطاقة مكسب الإنتروبيا، ولا يمكن إذابة المزيد من جزيئات المذاب؛ ويُقال حينها إن المحلول مشبع . مع ذلك، فإن النقطة التي يصبح عندها المحلول مشبعًا قد تتغير بشكل كبير باختلاف العوامل البيئية، مثل درجة الحرارة والضغط والتلوث. بالنسبة لبعض تركيبات المذاب والمذيب، يمكن تحضير محلول فوق مشبع عن طريق زيادة الذوبانية (على سبيل المثال ، برفع درجة الحرارة) لإذابة المزيد من المذاب، ثم خفضها (على سبيل المثال، بالتبريد).

عادةً، كلما ارتفعت درجة حرارة المذيب، زادت كمية المادة الصلبة المذابة التي يمكنه إذابتها. مع ذلك، تُظهر معظم الغازات وبعض المركبات انخفاضًا في الذوبانية مع ارتفاع درجة الحرارة. ويعود هذا السلوك إلى حرارة الذوبان الطاردة للحرارة . وتُظهر بعض المواد الفعالة سطحيًا هذا السلوك. وبشكل عام، تكون ذوبانية السوائل في السوائل أقل حساسية لدرجة الحرارة من ذوبانية المواد الصلبة أو الغازات.

تتغير الخصائص الفيزيائية للمركبات، مثل درجة الانصهار ودرجة الغليان، عند إضافة مركبات أخرى. وتُعرف هذه الخصائص مجتمعةً بالخصائص التجميعية . توجد عدة طرق لتحديد كمية مركب واحد مذاب في مركبات أخرى، وتُسمى هذه الطرق مجتمعةً بالتركيز . ومن الأمثلة على ذلك: المولارية ، والكسر الحجمي ، والكسر المولي .

يمكن حساب خصائص المحاليل المثالية من خلال الجمع الخطي لخصائص مكوناتها. إذا وُجد كل من المذاب والمذيب بكميات متساوية (كما في محلول مكون من 50% إيثانول و50% ماء)، فإن مفهومي "المذاب" و"المذيب" يصبحان أقل أهمية، ولكن المادة الأكثر استخدامًا كمذيب تُسمى عادةً بالمذيب (في هذا المثال، الماء).

من حيث المبدأ، يمكن لجميع أنواع السوائل أن تعمل كمذيبات: الغازات النبيلة السائلة ، والمعادن المنصهرة، والأملاح المنصهرة، والشبكات التساهمية المنصهرة، والسوائل الجزيئية. في مجال الكيمياء والكيمياء الحيوية، تُعدّ معظم المذيبات سوائل جزيئية. ويمكن تصنيفها إلى قطبية وغير قطبية ، وذلك بحسب ما إذا كانت جزيئاتها تمتلك عزم ثنائي قطب كهربائي دائم . كما يُصنّفها البعض إلى مذيبات قادرة على تكوين روابط هيدروجينية ( مذيبات بروتونية وغير بروتونية). الماء ، وهو المذيب الأكثر شيوعًا، قطبي وقادر على تكوين روابط هيدروجينية.

تذوب الأملاح في المذيبات القطبية، مُكَوِّنةً أيونات موجبة وسالبة تنجذب إلى طرفي جزيء المذيب، السالب والموجب على التوالي. إذا كان المذيب هو الماء، يحدث التميؤ عندما تُحاط أيونات المذاب المشحونة بجزيئات الماء. ومن الأمثلة الشائعة على ذلك محلول الماء المالح. تُسمى هذه المحاليل بالإلكتروليتات . عند ذوبان الملح في الماء، يجب مراعاة ترابط الأيونات .

تذوب المواد المذابة القطبية في المذيبات القطبية، مكونةً روابط قطبية أو روابط هيدروجينية. على سبيل المثال، جميع المشروبات الكحولية عبارة عن محاليل مائية من الإيثانول . من ناحية أخرى، تذوب المواد المذابة غير القطبية بشكل أفضل في المذيبات غير القطبية. ومن أمثلتها الهيدروكربونات مثل الزيوت والشحوم التي تمتزج بسهولة، بينما لا تمتزج بالماء.

ومن الأمثلة على عدم امتزاج الزيت والماء تسرب البترول من ناقلة نفط متضررة، حيث لا يذوب في مياه المحيط بل يطفو على السطح.

• المحلول المولي – مقياس تركيز مادة كيميائية. صفحات تعرض أوصافًا مختصرة لأهداف إعادة التوجيه. 
• الحل النسبي (توضيح)
• اتزان الذوبان – الاتزان الديناميكي الحراري بين مادة صلبة ومحلول لنفس المركب 
• إجمالي المواد الصلبة الذائبة - يُعدّ قياسها في الكيمياء البيئية مصطلحًا شائعًا في العديد من التخصصات، وقد يحمل معاني مختلفة تبعًا للطريقة التحليلية المستخدمة. في مجال جودة المياه، يشير هذا المصطلح إلى كمية الرواسب المتبقية بعد تبخر الماء من العينة. 
• درجة حرارة المحلول الحرجة العليا – درجة الحرارة الحرجة للامتزاج في الخليط 
• درجة حرارة المحلول الحرجة الدنيا – درجة الحرارة التي تكون عندها مكونات الخليط قابلة للامتزاج 
• التحول من الحالة الملفوفة إلى الحالة الكروية - انهيار جزيء كبير من حالة ملفوفة ممتدة إلى حالة كروية منهارة 
• المعلق (الكيمياء) - خليط غير متجانس من الجسيمات الصلبة المنتشرة في وسط ما 
• الخليط – مادة تتكون عند دمج مكونين أو أكثر فيزيائيًا 

• الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) ، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 - ) " حل ". doi : 10.1351/goldbook.S05746

• الوسائط المتعلقة بالحلول في ويكيميديا ​​كومنز