Ποιες συνθήκες καθορίζουν τις διαλυτότητες των στερεών υγρών και των αέριο διαλυμάτων σε έναν διαλύτη;
1. Φύση της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη:
* "όπως διαλύεται όπως" Αρχή: Αυτός είναι ο πιο θεμελιώδης κανόνας. Οι πολικές διαλυμένες ουσίες (π.χ. ζάχαρη, αλάτι) τείνουν να διαλύονται καλά σε πολικούς διαλύτες (π.χ. νερό), ενώ οι μη πολικές διαλυμένες ουσίες (π.χ. πετρέλαιο, λίπος) διαλύονται καλά σε μη πολικούς διαλύτες (π.χ. εξάνιο).
* Διαμοριακές δυνάμεις: Η ισχύς των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των μορίων διαλυμένης ουσίας και διαλύτη καθορίζει τη διαλυτότητα. Οι ισχυρότερες ελκυστικές δυνάμεις οδηγούν σε υψηλότερη διαλυτότητα. Για παράδειγμα, η δέσμευση υδρογόνου μεταξύ νερού και αιθανόλης οδηγεί σε υψηλή διαλυτότητα της αιθανόλης στο νερό.
2. Θερμοκρασία:
* στερεά: Γενικά, η διαλυτότητα των στερεών σε υγρά αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αυξημένη θερμική ενέργεια ξεπερνά τις ελκυστικές δυνάμεις που συγκρατούν το στερεό, καθιστώντας ευκολότερη τη διάσπαση και τη διάλυση.
* υγρά: Η διαλυτότητα των υγρών σε υγρά μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί με τη θερμοκρασία ανάλογα με τις συγκεκριμένες ουσίες.
* Αέρια: Η διαλυτότητα των αερίων σε υγρά γενικά μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια αερίου έχουν υψηλότερη κινητική ενέργεια σε υψηλότερες θερμοκρασίες, γεγονός που τους καθιστά πιο πιθανό να ξεφύγουν από το διάλυμα.
3. Πίεση:
* στερεά και υγρά: Η πίεση έχει αμελητέα επίδραση στη διαλυτότητα των στερεών και των υγρών.
* Αέρια: Η διαλυτότητα των αερίων σε υγρά αυξάνεται με την αύξηση της πίεσης. Αυτό οφείλεται στο νόμο του Henry, ο οποίος δηλώνει ότι η διαλυτότητα ενός αερίου είναι άμεσα ανάλογη με τη μερική πίεση του αερίου πάνω από το διάλυμα.
4. Μέγεθος σωματιδίων:
* Το μικρότερο μέγεθος των σωματιδίων αυξάνει την επιφάνεια της ουσίας, οδηγώντας σε ταχύτερα ποσοστά διάλυσης. Ωστόσο, η τελική διαλυτότητα παραμένει η ίδια, μόνο ο ρυθμός της διάλυσης.
5. Ανάδευση ή αναταραχή:
* Η ανάδευση ή η αναταραχή αυξάνει τον ρυθμό διάλυσης φέρνοντας σε επαφή φρέσκου διαλύτη με τη διαλυμένη ουσία.
6. Παρουσία άλλων διαλυτών:
* Η διαλυτότητα μιας διαλελυμένης ουσίας μπορεί να επηρεαστεί από την παρουσία άλλων διαλυμάτων στη λύση. Αυτό είναι γνωστό ως το "κοινό αποτέλεσμα ιόντων" στην περίπτωση ιοντικών ενώσεων.
Παράδειγμα:
* ζάχαρη (στερεό) σε νερό (υγρό): Η ζάχαρη είναι πολική και το νερό είναι πολικό. Η ισχυρή δέσμευση υδρογόνου μεταξύ των μορίων νερού και ζάχαρης οδηγεί σε υψηλή διαλυτότητα.
* Λάδι (μη πολικό υγρό) σε νερό (πολικό υγρό): Το πετρέλαιο και το νερό είναι μη αναμίξιμο επειδή οι αδύναμες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου μεταξύ τους δεν είναι αρκετά ισχυρές για να ξεπεραστούν η ισχυρή δέσμευση υδρογόνου μεταξύ των μορίων νερού.
* διοξείδιο του άνθρακα (αέριο) σε νερό (υγρό): Το διοξείδιο του άνθρακα διαλύεται στο νερό, αλλά η διαλυτότητα του μειώνεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Η πίεση του CO2 πάνω από το διάλυμα επηρεάζει επίσης τη διαλυτότητα του.
Σημείωση: Αυτοί οι παράγοντες συχνά συνεργάζονται για να καθορίσουν τη συνολική διαλυτότητα μιας ουσίας. Η κατανόηση αυτών των παραγόντων είναι απαραίτητη για την πρόβλεψη και τον έλεγχο της διαλυτότητας των διαλυμάτων σε διάφορες εφαρμογές, από τις χημικές αντιδράσεις έως τις φαρμακευτικές συνθέσεις.
