Γιατί μια ουσία διαλύεται σε ένα διαλύτη αλλά όχι άλλο;
1. "Όπως διαλύεται όπως" αρχή: Αυτή είναι μια βασική ιδέα. Οι διαλύτες τείνουν να διαλύουν ουσίες που έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες στον εαυτό τους.
* Πολικοί διαλύτες: Οι πολικοί διαλύτες, όπως το νερό, έχουν ανομοιογενή κατανεμημένες χρεώσεις και προσελκύουν άλλα πολικά μόρια ή ιοντικές ενώσεις. Σκεφτείτε το νερό με τα άτομα υδρογόνου και οξυγόνου που μοιράζονται ηλεκτρόνια άνισα, οδηγώντας σε μια ελαφρώς θετική πλευρά και μια ελαφρώς αρνητική πλευρά.
* Μη πολικοί διαλύτες: Οι μη πολικοί διαλύτες, όπως το πετρέλαιο, έχουν ομοιόμορφα κατανεμημένες χρεώσεις και προσελκύουν άλλα μη πολωτικά μόρια.
2. Διαμοριακές δυνάμεις: Η δύναμη της έλξης μεταξύ των μορίων παίζει καθοριστικό ρόλο.
* δεσμός υδρογόνου: Αυτή η ισχυρή δύναμη υπάρχει μεταξύ των μορίων με υδρογόνο συνδεδεμένο με ένα πολύ ηλεκτροαρνητικό άτομο (όπως το οξυγόνο, το άζωτο ή το φθοριοειδές). Είναι ένας σημαντικός συντελεστής στην ικανότητα του νερού να διαλύει πολλές πολικές ουσίες.
* αλληλεπιδράσεις διπόλης-διπόλης: Αυτές οι δυνάμεις εμφανίζονται μεταξύ πολικών μορίων λόγω των μόνιμων διπόλων τους.
* Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου: Αυτές οι αδύναμες δυνάμεις υπάρχουν μεταξύ όλων των μορίων, αλλά γίνονται πιο σημαντικές για τα μη πολικά μόρια.
3. Μεταβολές ενθαλπίας και εντροπίας:
* Ενθαλπία: Η αλλαγή ενέργειας που σχετίζεται με το σπάσιμο των δεσμών και τη διαμόρφωση νέων. Για να διαλύεται μια ουσία, η ενέργεια που απελευθερώνεται στη διαμόρφωση νέων αλληλεπιδράσεων πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει τους αρχικούς δεσμούς.
* εντροπία: Το μέτρο της διαταραχής. Η διάλυση μιας ουσίας οδηγεί συχνά σε αύξηση της εντροπίας (διαταραχή), η οποία αποτελεί κινητήρια δύναμη για τη διαδικασία.
Παραδείγματα:
* αλάτι (NaCl) στο νερό: Το αλάτι είναι μια ιοντική ένωση. Το νερό, που είναι πολικό, μπορεί να σπάσει αποτελεσματικά τους ιοντικούς δεσμούς και να περιβάλλει τα ιόντα, οδηγώντας στη διάλυση.
* αλάτι σε λάδι: Το λάδι είναι μη πολικό. Δεν μπορεί να αλληλεπιδράσει αποτελεσματικά με τα φορτισμένα ιόντα σε αλάτι, οπότε το αλάτι δεν θα διαλυθεί σε λάδι.
* ζάχαρη (πολικό μόριο) στο νερό: Η ζάχαρη διαλύεται επειδή τόσο η ζάχαρη όσο και το νερό είναι πολικές, επιτρέποντάς τους να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου μεταξύ τους.
* ζάχαρη σε λάδι: Το λάδι είναι μη πολικό, ενώ η ζάχαρη είναι πολική. Δεν έχουν τις απαραίτητες αλληλεπιδράσεις για τη διάλυση.
Key Takeaways:
* Η αρχή του "Like Dissolves Like" υπογραμμίζει τη σημασία της αντιστοίχισης πολικότητας.
* Οι διαμοριακές δυνάμεις επηρεάζουν τη δύναμη της έλξης μεταξύ των μορίων, επηρεάζοντας τη διαλυτότητα.
* Οι αλλαγές ενθαλπίας και εντροπίας συμβάλλουν στο συνολικό ενεργειακό ισοζύγιο κατά τη διάλυση.
Επομένως, μια ουσία μπορεί να διαλύεται σε ένα διαλύτη, αλλά όχι σε άλλη λόγω των διαφορών στην πολικότητα, στις διαμοριακές δυνάμεις και στο συνολικό ενεργειακό ισοζύγιο που σχετίζεται με τη διαδικασία.
