ما هي استعمالات الاملاح المائية

تعريف الملح المائي 

الملح المائي هو تشكيلة ملحية بلورية غير متماسكة مكونة من عدد محدد من جزيئات الماء. يتكون الملح عندما يتم دمج أنيون الحمض مع كاتيون القاعدة لتكوين جزيء ملحي قاعدي حمضي. الجزيء الملحي غير المرتبط بأي جزيئات ماء يسمى ملحا جافا، أما الجزيء الملحي المرتبط بجزيئات الماء فيسمى ملحا رطبا. في الملح المائي، تدخل جزيئات الماء في التركيب البلوري للملح.

استعمالات الأملاح المائية

• يتم استخدام الأملاح المائية لحفظ المواد الجافة عن طريق إعداد جو جاف مناسب لها، حيث تضاف إلى بعض المواد الكيميائية مثل المذيبات العضوية للحفاظ عليها بعيدًا عن الماء.
• تساعد في نقل وحفظ المعدات الكهربائية والإلكترونيات التي تتأثر بالرطوبة بسهولة، وتستخدم بشكل كبير في عمليات نقل الأجهزة داخل السفن.
• يتم استخدام الأملاح المائية للحفاظ على وتخزين الطاقة الشمسية، وتعتبر كبريتات الصوديوم المائية الأكثر استخدامًا في هذا الغرض.

اماكن تواجد الأملاح المائية 

توجد الأملاح المائية بشكل طبيعي في جميع أنحاء العالم بما في ذلك المياه العذبة، على سبيل المثال، يمكن للمركبات الموجودة في التربة أو الصخور في منطقة ما أن تذوب في المياه الجوفية، حيث تتفاعل المواد الكيميائية الحرة العائمة مع جزيئات المياه الجوفية لتكوين جزيئات الملح وترطيبها، وقد يحدث هذا في مواقع مختلفة لإنتاج ملح الإبسوم الطبيعي أو كبريتات المغنيسيوم هيبتاهيدراتي، ومن المعروف أن جسم الإنسان يحتاج إلى العديد من المواد الكيميائية المختلفة التي تتكون من الأملاح، ومن الصعب في بعض الأحيان الحصول على هذه المواد الكيميائية أو امتصاصها من خلال النظام الغذائي فحسب، لذلك غالبا ما يتم النظر إلى المواقع التي تحتوي على الأملاح المائية بشكل طبيعي على أنها أماكن للشفاء والاستحمام العلاجي، مثل إبسوم

تسمية الأملاح المائية 

عندما تتم ترطيبها، تصبح كبريتات المغنيسيوم هيبتاهيدراتي المغنيسيوم (MgSO4.7H2O)، ويتم تمثيل المركب الكيميائي على أنه MgSO4(H2O)7. والجزء المتعلق بكبريتات المغنيسيوم هو جزء MgSO4 في رمز أملاح إبسوم، ويشير (H2O) 7 إلى أن جزيء كبريتات المغنيسيوم مرتبط بسبع جزيئات ماء.

 يمكن أن تكون نسبة جزيئات الملح إلى جزيئات الماء أكثر تعقيدا، على سبيل المثال، نسبة كبريتات الكادميوم المميهة الأبسط هي ثلاث جزيئات كبريتات الكادميوم إلى ثمانية جزيئات ماء، وبالتالي، يكون الرمز الكيميائي الأبسط للملح المائي هو (CdSO4) 3 ( H2O) 8 ، وهذه هي الصيغة للأملاح المائية

طرق تجفيف الأملاح المائية

يشار إلى الروابط بين جزيء الملح وجزيئات الماء المتصلة به في الملح المائي الجاف بأنها قطع الروابط. عادة ما يكون تطبيق درجة حرارة معتدلة كاف لفصل الروابط بين جزيئات الماء وجزيء الملح في الملح المائي. ومع ذلك ، يمكن استخدام كمية حرارة أكبر بشكل خاص للملح عند تسخين الملح المائي وفصل الملح عن جزيئات الماء. يمكن استخدام نسبة جزيئات الماء إلى جزيئات الملح لتحديد نسبة H2O إلى الملح في مركب الملح المائي.

أسباب جفاف الأملاح المائية

يمكن أن يؤدي تجفيف الملح المائي إلى تسهيل ابتلاع أو امتصاص الملح المحروق بسهولة أكبر، على سبيل المثال، يمكن للأشخاص الذين يرغبون في استخدام المغنيسيوم والكبريتات للحصول على الفوائد الصحية المقصود توفيرها من قبل الجزيئات، يمكنهم حل كبريتات المغنيسيوم الهبتاهيدرات في حمام ساخن أو دمجها مع الماء الساخن لتشكيل كمادة، عندما ينقع الشخص في الحمام مع MgSO4 المفصول عنه بالماء بواسطة حرارة الحمام، يتمكن الجلد من امتصاص الملح العائم.

عند تسخين الملح المائي تطرد جزيئات الماء 

أثناء عملية التسخين، يخسر الملح المائي جزءا من الماء المتبلور عن طريق امتصاص كمية معينة من الطاقة، وتسمى هذه الكمية الحرارية المفقودة بمحتوى الجفاف (ΔH الجفاف). وعند عملية التبريد أو التعرض للهواء، تتماسك جزيئات الماء بسهولة حول بلورات الملح وتفرز الطاقة الحرارية المقابلة لـ ΔH hyd. وتشابه عمليات الجفاف والماء من حيث الحرارة الديناميكية مع عمليات الذوبان والتجميد. وعند تسخينه، يتحول الملح المائي عادة إما إلى شكله اللامائي أو إلى هيدرات الملح بعدد أقل من المولات.

صيغة الملح المائي كلوريد النيكل

كلوريد النيكل (II) (NiCl 2 ) هو هاليد أساسه النيكل يتم تحضيره عن طريق حرق النيكل في الكلور ، إنه مركب قابل للذوبان في الماء يتبلور ليشكل هيكساهيدرات ، يتم استخدامه بشكل رئيسي في التخليق العضوي كمحفز ، ويتم التعبير عنه بالصيغة التالية:الماء NiCl2·6H2O وهذا يعبر على أنه ارتبط بستة جزيئات من الماء.

انواع الهيدرات

هناك ثلاث انواع من الهيدرات وهي:

الهيدرات غير العضوية: جزيئات الماء في الهيدرات غير العضوية مرتبطة بشكل فضفاض فقط بالمركب ، ولا يوجد تفاعل كيميائي متضمن ، يمكن إزالة جزيء (جزيئات) الماء من المركب بسهولة إلى حد ما ، مثل التسخين ، وتُعرف الهيدرات غير العضوية التي فقدت جزيئاتها المائية باسم “اللامائية”. الهيدرات غير العضوية هي أكثر أنواع الهيدرات شيوعًا.

هيدرات عضوية: يتم تشكيل هيدرات عضوية عند إضافة جزيء ماء إلى مجموعة كربونيل في الألدهيد أو الكيتون، وفي الهيدرات العضوية، تتفاعل جزيئات الماء كيميائيًا مع المركب وترتبط به.

هيدرات الغاز: في هيدرات الغاز، تتشكل جزيئات الماء حول جزيء الغاز، الذي يكون عادة الميثان، وغالبًا ما تكون الهيدرات غير عضوية، وهي الأكثر استخدامًا ودراسة.

ما هو نظام تسمية الهيدرات

هناك قواعد محددة يجب اتباعها لكتابة الصيغ وتسمية الهيدرات غير العضوية ، نظرًا لأن جزيئات الماء ليست جزءًا من التركيب الفعلي للمركب ، فإن هذا يؤثر على طريقة كتابة الصيغ الكيميائية للهيدرات غير العضوية ،  مثال على صيغة CaCl2 ⋅ 2H2Oيُظهر أن جزيئات الماء غير مرتبطة بالمركب ، وبالتالي فهو هيدرات.

لكي تسمي الهيدرات بشكل صحيح، يجب أولا أن تعطي اسم الملح، ثم يبدأ الجزء الثاني من الاسم ببادئة. يتم تحديد البادئة بواسطة عدد جزيئات الماء في الهيدرات، وهو يحدد الملح. ثم يتم إضافة كلمة “هيدريت” إلى البادئة لإعطاء اسم الهيدرات الكامل. بالنسبة للصيغة المذكورة أعلاه، اسم الهيدرات هو هيدرات كلوريد الكالسيوم ثنائية. تستخدم البادئة “دي” لأنها تحتوي على جزيئين من الماء.

خصائص الأملاح المائية 

• ارتفاع الحرارة المكتنزة الكامنة لتغير الحالة لكل وحدة حجم.
• تعادل الموصلية الحرارية النسبية العالية تقريبًا ضعف تلك الموجودة في شمع البارافين.
•  تغيير صغير في الحجم بين الجفاف والماء.
• التوافق مع العديد من اللدائن الحرارية.
• تكون العديد من أنواع هيدرات الملح ذات تكلفة منخفضة بما يكفي لاستخدامها في التخزين الحراري.

عيوب هيدرات الملح تحد من استخدامها في مركبات العزل الحراري. الصعوبة الرئيسية تكمن في استخدام هيدرات الملح، مثل PCM، حيث يكون ذوبانها غير متوافق أو شبه متوافق. بالمقابل، يتصف الملح اللامائي بسلوك جفاف (انصهار) متوافق مع الماء، إذا كان الملح اللامائي قابلا للذوبان تماما في ماء الترطيب عند درجة الانصهار. وفي حالة الذوبان غير المتناسق أو شبه المتوافق، فإن كمية الماء المنفصلة عن الملح المائي لا تكفي لإذابة بلورات الملح، مما يؤدي إلى تشبع مفرط وانفصال بلورات الملح عن الماء. وبسبب هذا الانفصال، يصبح من الصعب إعادة توحيد الملح مع ماء التبلور أثناء التجميد، وهذا يؤدي إلى فقدان الفعالية الحرارية للملح المائي في التدوير الحراري. وتشمل العيوب الأخرى للأملاح المائية صعوبة التنوي البلوري وتجربة التبريد الفائق والتآكل