Πώς βοηθά η ενέργεια στα σωματίδια να διαλύσει τον διαλύτη;
1. Ο ρόλος της ενέργειας στη διάλυση:
* Breaking Bonds: Η διάλυση απαιτεί την υπέρβαση των ελκυστικών δυνάμεων μεταξύ των σωματιδίων της ουσίας (π.χ., των ιοντικών δεσμών στο άλας) και των ελκυστικών δυνάμεων μεταξύ των σωματιδίων του διαλύτη (π.χ. δεσμούς υδρογόνου στο νερό). Αυτό απαιτεί ενέργεια.
* Δημιουργία νέων ομολόγων: Καθώς τα σωματίδια διαλυτής ουσίας διασκορπίζονται στον διαλύτη, οι νέες ελκυστικές δυνάμεις σχηματίζονται μεταξύ των σωματιδίων διαλυμένης ουσίας και διαλύτη (π.χ. αλληλεπιδράσεις ιόντων-διπολικών μεταξύ ιόντων άλατος και μορίων νερού). Αυτό απελευθερώνει ενέργεια.
2. Η ισορροπία ενέργειας:
* Ενθαλπία: Η αλλαγή ενέργειας που σχετίζεται με το σπάσιμο και τη σχηματισμό δεσμών ονομάζεται η μεταβολή της διαλύματος ενθαλπίας (ΔHSoln). Μπορεί να είναι θετική (ενδοθερμική, απαιτεί ενέργεια) ή αρνητική (εξώθερμη, απελευθερώνει ενέργεια).
* εντροπία: Η διάλυση περιλαμβάνει επίσης αύξηση της εντροπίας (διαταραχή). Τα σωματίδια διαλυτής ουσίας γίνονται πιο διασκορπισμένα στον διαλύτη, οδηγώντας σε ένα πιο τυχαίο σύστημα.
* Gibbs Free Energy: Ο αυθορμητισμός της διάλυσης καθορίζεται από την ελεύθερη ενέργεια Gibbs (ΔGSOLN), η οποία θεωρεί τόσο ενθαλπία όσο και εντροπία.
3. Η επίδραση της θερμοκρασίας:
* Η υψηλότερη θερμοκρασία σημαίνει περισσότερη ενέργεια: Η αύξηση της θερμοκρασίας παρέχει περισσότερη κινητική ενέργεια στα σωματίδια, αυξάνοντας την πιθανότητα να σπάσει τους υπάρχοντες δεσμούς και να διευκολυνθεί ο σχηματισμός νέων.
* Exothermic vs. Endothermic: Εάν η διάλυση είναι εξωθερμική (απελευθερώνει ενέργεια), η αύξηση της θερμοκρασίας θα ευνοήσει τη διαδικασία διάλυσης. Εάν είναι ενδοθερμική (απαιτεί ενέργεια), η αύξηση της θερμοκρασίας είναι απαραίτητη για να ξεπεραστεί το ενεργειακό φράγμα.
Συνοπτικά:
Η ενέργεια στα σωματίδια της διαλελυμένης ουσίας και του διαλύτη δεν διαλύει άμεσα τον διαλύτη. Είναι η ενέργεια * που απαιτείται για να ξεπεραστούν οι ελκυστικές δυνάμεις * μεταξύ των σωματιδίων διαλυτής ουσίας, των σωματιδίων διαλύτη και της ενέργειας * που απελευθερώνεται σχηματίζοντας νέες αλληλεπιδράσεις * μεταξύ των σωματιδίων διαλυμένης ουσίας και διαλύτη που οδηγούν τη διαδικασία διάλυσης. Η ισορροπία αυτών των ενεργειακών αλλαγών, μαζί με την αύξηση της εντροπίας, καθορίζει εάν μια ουσία θα διαλυθεί και σε ποιο βαθμό.
