Γιατί μερικά υλικά είναι αδιάλυτα;
1. Μοριακή δομή και διαμοριακές δυνάμεις:
* πολικότητα: Τα αδιάλυτα υλικά συχνά έχουν πολύ διαφορετικές πολικότητες από τον διαλύτη που βρίσκονται μέσα. Το νερό, για παράδειγμα, είναι εξαιρετικά πολική. Οι μη πολικές ουσίες όπως το πετρέλαιο δεν θα διαλύονται στο νερό επειδή οι ισχυροί δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού διαταράσσονται από την παρουσία των μη πολικών μορίων.
* Μοριακό μέγεθος και σχήμα: Τα μεγαλύτερα, πιο σύνθετα μόρια μπορεί να είναι λιγότερο πιθανό να διαλυθούν. Μπορεί να μην είναι σε θέση να ταιριάζουν μεταξύ των μορίων διαλύτη ή να σχηματίσουν αρκετά ισχυρές αλληλεπιδράσεις μαζί τους.
* Διαμοριακές δυνάμεις: Για να διαλύονται μια ουσία, οι δυνάμεις μεταξύ των μορίων της (όπως οι δυνάμεις van der Waals, οι δεσμοί υδρογόνου κ.λπ.) πρέπει να είναι ασθενέστερες από τις δυνάμεις μεταξύ των μορίων διαλύτη και των μορίων διαλυτής ουσίας. Εάν αυτές οι δυνάμεις είναι πολύ ισχυρές, η ουσία δεν θα διαλυθεί.
2. Χημική σύνδεση:
* Ιωνικές ενώσεις: Οι ιοντικές ενώσεις όπως το χλωριούχο νάτριο (NaCl) είναι διαλυτές σε πολικούς διαλύτες όπως το νερό επειδή τα μόρια του νερού μπορούν να περιβάλλουν και να διαχωρίσουν τα φορτισμένα ιόντα. Ωστόσο, μπορεί να είναι αδιάλυτα σε μη πολικούς διαλύτες.
* ομοιοπολικές ενώσεις: Οι ομοιοπολικές ενώσεις μπορούν να είναι διαλυτές ή αδιάλυτες ανάλογα με την πολικότητα και τη φύση του διαλύτη.
3. Θερμοκρασία και πίεση:
* Θερμοκρασία: Η αύξηση της θερμοκρασίας συνήθως αυξάνει τη διαλυτότητα επειδή παρέχει περισσότερη ενέργεια για να σπάσει τους δεσμούς μεταξύ των μορίων διαλυτής ουσίας και τους επιτρέπει να αλληλεπιδρούν με τον διαλύτη.
* Πίεση: Η πίεση έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο στη διαλυτότητα των αερίων σε υγρά. Η αύξηση της πίεσης αυξάνει τυπικά τη διαλυτότητα των αερίων.
Παραδείγματα:
* Λάδι στο νερό: Το λάδι είναι μη πολικό, ενώ το νερό είναι πολικό. Οι ισχυροί δεσμοί υδρογόνου στο νερό δεν μπορούν να αλληλεπιδρούν αποτελεσματικά με τα μη πολωτικά μόρια λαδιού, οδηγώντας σε μη αξιόπιστη.
* άμμο στο νερό: Η άμμος αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του πυριτίου (SiO2), ένα μεγάλο, εξαιρετικά δομημένο μόριο με ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς. Αυτοί οι δεσμοί είναι πολύ ισχυρότεροι από τις δυνάμεις που θα μπορούσαν να σχηματιστούν μεταξύ των μορίων άμμου και νερού, καθιστώντας την άμμο αδιάλυτη στο νερό.
* Diamond in Water: Το Diamond είναι ένα δίκτυο ομοιοπολικά συνδεδεμένων ατόμων άνθρακα. Αυτό το ισχυρό δίκτυο ομολόγων τον εμποδίζει να διαλύσει σε οποιοδήποτε γνωστό διαλύτη.
Εν ολίγοις: Η διαλυτότητα μιας ουσίας εξαρτάται από μια σύνθετη αλληλεπίδραση παραγόντων, συμπεριλαμβανομένης της μοριακής δομής της, της φύσης του διαλύτη και των εξωτερικών συνθηκών όπως η θερμοκρασία και η πίεση.
