Γιατί το άζωτο είναι φειδώ διαλυτό στο νερό;
1. Μη πολική φύση: Το άζωτο είναι ένα μη πολικό μόριο, που σημαίνει ότι δεν έχει σημαντικό ηλεκτρικό φορτίο. Το νερό, από την άλλη πλευρά, είναι ένα πολικό μόριο με μερικό θετικό φορτίο στα άτομα υδρογόνου και ένα μερικό αρνητικό φορτίο στο άτομο οξυγόνου. Τα μη πολωτικά μόρια γενικά δεν αλληλεπιδρούν έντονα με πολικά μόρια, οδηγώντας σε περιορισμένη διαλυτότητα.
2. Ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις: Τα μόρια αζώτου έχουν ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις γνωστές ως δυνάμεις van der Waals. Αυτές οι δυνάμεις προκύπτουν από την έλξη μεταξύ των ελαφρώς θετικών και των αρνητικών περιοχών των γειτονικών μορίων. Η αντοχή αυτών των δυνάμεων μεταξύ των μορίων αζώτου τους κρατάει σφιχτά συσκευασμένα, μειώνοντας την ικανότητα των μορίων νερού να διεισδύουν και να διαλύουν αέριο αζώτου.
3. Χαμηλή πολωυσιμότητα: Η πολωυσιμότητα αναφέρεται στην ικανότητα ενός μορίου να στρεβλώνει το σύννεφο ηλεκτρονίων του σε απόκριση σε ένα ηλεκτρικό πεδίο. Τα μόρια του αζώτου έχουν χαμηλή πολωυσιμότητα, πράγμα που σημαίνει ότι δεν παραμορφώνονται εύκολα ή παραμορφώνονται από το ηλεκτρικό πεδίο των μορίων νερού. Αυτό αποδυναμώνει περαιτέρω τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ αζώτου και νερού, με αποτέλεσμα τη μειωμένη διαλυτότητα.
4. Υψηλό σημείο βρασμού: Το άζωτο έχει σχετικά υψηλό σημείο βρασμού (-195,8 ° C) σε σύγκριση με άλλα αέρια όπως το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα. Το σημείο βρασμού μιας ουσίας είναι ένας δείκτης της δύναμης των διαμοριακών δυνάμεων της. Το υψηλότερο σημείο βρασμού του αζώτου προτείνει ισχυρότερες διαμοριακές δυνάμεις, γεγονός που καθιστά λιγότερο πιθανό να διαλυθεί στο νερό.
5. Ενυδάτωση ενέργειας: Η ενέργεια ενυδάτωσης αναφέρεται στην ενέργεια που απελευθερώνεται όταν τα ιόντα ή τα πολικά μόρια αλληλεπιδρούν με μόρια νερού και περιβάλλονται από ένα κέλυφος ενυδάτωσης. Το άζωτο, που είναι ένα μη πολικό μόριο, δεν υφίσταται σημαντική ενυδάτωση. Η έλλειψη ευνοϊκών αλληλεπιδράσεων ενυδάτωσης συμβάλλει περαιτέρω στη χαμηλή διαλυτότητα στο νερό.
Σε αντίθεση με το άζωτο, τα αέρια όπως το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα είναι πιο διαλυτά στο νερό λόγω της υψηλότερης πολικότητας, των ασθενέστερων διαμοριακών δυνάμεων, των χαμηλότερων σημείων βρασμού και των ευνοϊκών αλληλεπιδράσεων ενυδάτωσης.
