Γιατί το βουτάνιο δεν είναι διαλυτό στο νερό;
1. Πολικότητα:
* Το βουτάνιο είναι μη πολικό: Αποτελείται μόνο από άτομα άνθρακα και υδρογόνου, τα οποία έχουν παρόμοιες ηλεκτροηλεκτρικές ικανότητες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα συμμετρικό μόριο χωρίς σημαντικό διαχωρισμό φορτίου και ως εκ τούτου, μια μη πολική φύση.
* Το νερό είναι πολικό: Το άτομο οξυγόνου στο νερό είναι πιο ηλεκτροαρνητικό από τα άτομα υδρογόνου, δημιουργώντας ένα μερικό αρνητικό φορτίο στο οξυγόνο και μερικές θετικές φορτίσεις στα άτομα υδρογόνου. Αυτό δημιουργεί μια ισχυρή διπολική στιγμή, καθιστώντας το νερό ένα πολικό μόριο.
2. "Όπως διαλύεται όπως" αρχή:
* Ο γενικός κανόνας είναι ότι οι πολικές ουσίες διαλύονται σε πολικούς διαλύτες και οι μη πολικές ουσίες διαλύονται σε μη πολικούς διαλύτες . Αυτό οφείλεται στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων.
* Τα πολικά μόρια αλληλεπιδρούν μέσω αλληλεπιδράσεων δεσμού υδρογόνου και διπολικών-διπολικών , που είναι ισχυρές ελκυστικές δυνάμεις.
* Τα μη πολικά μόρια αλληλεπιδρούν μέσω αδύναμων δυνάμεων διασποράς του Λονδίνου .
3. Διαμοριακές δυνάμεις:
* Επειδή το βουτάνιο είναι μη πολικό, μπορεί να σχηματίσει μόνο αδύναμες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου με άλλα μόρια βουτανίου.
* Το νερό, από την άλλη πλευρά, μπορεί να σχηματίσει ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου με άλλα μόρια νερού.
4. Απαιτήσεις ενέργειας:
* Για να διαλύσει το βουτάνιο στο νερό, οι δεσμοί υδρογόνου στο νερό θα πρέπει να σπάσουν και να αντικατασταθούν από αδύναμες αλληλεπιδράσεις μεταξύ μορίων βουτάνης και νερού. Αυτό απαιτεί μια σημαντική ποσότητα ενέργειας, καθιστώντας τη διαδικασία δυσμενής.
Συνοπτικά:
Η μη πολική φύση του βουτανίου την εμποδίζει να σχηματίζει ισχυρές αλληλεπιδράσεις με πολικά μόρια νερού, καθιστώντας το αδιάλυτο στο νερό. Η αρχή "όπως διαλύεται" και η διαφορά στις διαμοριακές δυνάμεις εξηγούν περαιτέρω αυτό το φαινόμενο.
