Πώς αντιδρούν ορισμένοι διαλυτές σε έναν διαλύτη;

Ο τρόπος με τον οποίο μια διαλυμένη ουσία αντιδρά σε έναν διαλύτη εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις συγκεκριμένες ιδιότητες τόσο της διαλελυμένης ουσίας όσο και του διαλύτη. Ακολουθεί μια κατανομή ορισμένων κοινών σεναρίων:

1. Διάλυση:

* Πολικές διαλυμένες ουσίες σε πολικούς διαλύτες: Αυτή είναι η κλασική περίπτωση του "όπως διαλύεται όπως". Οι πολικές διαλυμένες ουσίες (όπως η ζάχαρη ή το αλάτι) διαλύονται εύκολα σε πολικούς διαλύτες (όπως το νερό). Οι ισχυρές αλληλεπιδράσεις διπολικού-δίπολου μεταξύ του διαλύτη και της διαλυτικής ουσίας οδηγούν στο σχηματισμό κελύφων διαλυτοποίησης, τραβώντας αποτελεσματικά τη διαλυτή ουσία και διασκορπίζοντας το σε όλο τον διαλύτη.

* Μη πολικές διαλυμένες ουσίες σε μη πολικούς διαλύτες: Παρομοίως, οι μη πολικές διαλυμένες ουσίες (όπως το λάδι ή τα λίπη) διαλύονται σε μη πολικούς διαλύτες (όπως η βενζίνη). Οι αδύναμες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου μεταξύ των μορίων είναι αρκετές για να επιτρέψουν την ανάμειξη.

2. Αλληλεπιδράσεις πέρα ​​από την απλή διάλυση:

* Ιωνικές ενώσεις στο νερό: Οι ιοντικές ενώσεις όπως το NaCl διαχωρίζονται στα αντίστοιχα ιόντα τους (Na+ και Cl-) όταν διαλύονται σε νερό. Τα πολικά μόρια νερού περιβάλλουν τα ιόντα, σχηματίζοντας κελύφη ενυδάτωσης και διατηρώντας τα χωριστά.

* οξέα και βάσεις: Τα οξέα και οι βάσεις υφίστανται συγκεκριμένες αντιδράσεις με νερό, οδηγώντας στον σχηματισμό ιόντων υδρονίου (Η3Ο+) ή υδροξειδίου (ΟΗ-) αντίστοιχα. Αυτό αλλάζει το pH του διαλύματος.

* Σχηματισμός συμπλόκου: Ορισμένες διαλυμένες ουσίες μπορούν να σχηματίσουν σύμπλοκα με τα μόρια διαλύτη. Για παράδειγμα, τα ιόντα μετάβασης μετάλλων μπορούν να σχηματίσουν σύμπλοκα με μόρια νερού, αλλάζοντας το χρώμα του διαλύματος.

3. Αδιάλυτες διαλυτές:

* Λάδι και νερό: Το πετρέλαιο και το νερό δεν αναμειγνύονται επειδή οι ισχυροί δεσμοί υδρογόνου στο νερό είναι πολύ ισχυρότεροι από τις αδύναμες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου μεταξύ μορίων πετρελαίου και νερού. Αυτό οδηγεί σε διαχωρισμό φάσεων.

Παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα:

* Θερμοκρασία: Γενικά, η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει τη διαλυτότητα για τα περισσότερα στερεά και αέρια.

* Πίεση: Η πίεση επηρεάζει τη διαλυτότητα των αερίων, αυξάνοντας τη διαλυτότητα καθώς αυξάνεται η πίεση.

* Φύση της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη: Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η πολικότητα και άλλες ιδιότητες της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο.

Βασικές έννοιες:

* πολικότητα: Αναφέρεται στη διανομή του φορτίου μέσα σε ένα μόριο. Τα πολικά μόρια έχουν ένα θετικό και αρνητικό τέλος, ενώ τα μη πολωτικά μόρια έχουν μια πιο ομοιόμορφη κατανομή του φορτίου.

* Διαμοριακές δυνάμεις: Οι δυνάμεις έλξης μεταξύ μορίων. Όσο ισχυρότερες είναι οι δυνάμεις, τόσο πιο πιθανό θα διαλυθεί διαλυμένη ουσία σε έναν διαλύτη.

* Λύση: Η διαδικασία των μορίων διαλυμένης ουσίας που περιβάλλεται από μόρια διαλύτη.

Η κατανόηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ διαλυμάτων και διαλυτών είναι ζωτικής σημασίας σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένης της χημείας, της βιολογίας και της μηχανικής. Μας βοηθά να προβλέψουμε τη συμπεριφορά των λύσεων, να σχεδιάσουμε νέα υλικά και να κατανοήσουμε τις βιολογικές διαδικασίες.