Τι πρέπει να συμβεί για μια διαλυμένη ουσία που διαλύεται σε συγκεκριμένα διαλύτη;
1. Διαμοριακές δυνάμεις:
* αλληλεπιδράσεις διαλύτη: Τα μόρια του διαλύτη πρέπει να έχουν μια αρκετά ισχυρή έλξη στα μόρια διαλυμένης ουσίας για να ξεπεράσουν τις δυνάμεις που κρατούν μαζί τα μόρια διαλυμένης ουσίας. Αυτό σημαίνει ότι οι διαμοριακές δυνάμεις μεταξύ του διαλύτη και της διαλελυμένης ουσίας πρέπει να είναι συγκρίσιμες ή ισχυρότερες από τις διαμοριακές δυνάμεις εντός της ίδιας της διαλελυμένης ουσίας.
* Τύποι διαμοριακών δυνάμεων:
* δεσμός υδρογόνου: Αυτός είναι ο ισχυρότερος τύπος διαμοριακής δύναμης και είναι ιδιαίτερα σημαντικός για τη διάλυση πολικών διαλυμάτων (όπως η ζάχαρη) σε πολικούς διαλύτες (όπως το νερό).
* αλληλεπιδράσεις διπόλης-διπόλης: Αυτά συμβαίνουν μεταξύ πολικών μορίων.
* Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου: Αυτοί είναι ο ασθενέστερος τύπος διαμοριακής δύναμης και εμφανίζονται μεταξύ όλων των μορίων, αλλά είναι ιδιαίτερα σημαντικοί για τη διάλυση των μη πολικών διαλυμάτων (όπως το πετρέλαιο) σε μη πολικούς διαλύτες (όπως το εξάνιο).
2. Ενθαλπία και εντροπία:
* Αλλαγή ενθαλπίας (ΔH): Η διαδικασία διάλυσης μπορεί να είναι είτε εξωθερμική (απελευθερώνει θερμότητα) είτε ενδοθερμική (απορροφά θερμότητα). Η μεταβολή ενέργειας που σχετίζεται με το θραύσμα των αλληλεπιδράσεων διαλυτής διαλυτής διαλυτής και διαλύτη-διαλύτη και ο σχηματισμός αλληλεπιδράσεων διαλύτη διαλύτη καθορίζει εάν η διαδικασία είναι εξώθερμη ή ενδοθερμική.
* Αλλαγή εντροπίας (ΔS): Η διάλυση συνήθως οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας (διαταραχή). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια διαλυμένης ουσίας γίνονται πιο διασκορπισμένα στον διαλύτη, οδηγώντας σε μεγαλύτερο αριθμό πιθανών ρυθμίσεων.
3. Θερμοδυναμική:
* Gibbs Free Energy (ΔG): Για μια διαλυμένη ουσία για να διαλυθεί αυθόρμητα, η αλλαγή ενέργειας Gibbs (ΔG) της διαδικασίας πρέπει να είναι αρνητική. Αυτό σημαίνει ότι η διαδικασία είναι θερμοδυναμικά ευνοϊκή.
* Σχέση μεταξύ ενθαλπίας, εντροπίας και gibbs ελεύθερη ενέργεια: ΔG =ΔH - TΔS.
* Εάν το ΔH είναι αρνητικό (εξώθερμοι) και Δs είναι θετικό (αυξημένη διαταραχή), τότε η Δg θα είναι πάντα αρνητική και η διαλελυμένη διαλύτη θα διαλύεται αυθόρμητα.
* Εάν το ΔH είναι θετικό (ενδοθερμική), η διαλελυμένη διαλυτή θα διαλυθεί μόνο αυθόρμητα εάν η αύξηση της εντροπίας (ΔS) είναι αρκετά μεγάλη για να ξεπεράσει τη θετική αλλαγή ενθαλπίας.
Συνοπτικά: Για μια διαλυμένη ουσία για διάλυση σε έναν διαλύτη, οι διαμοριακές δυνάμεις μεταξύ του διαλύτη και των μόρια διαλυτής ουσίας πρέπει να είναι αρκετά ισχυρές ώστε να ξεπεραστούν οι δυνάμεις που συγκρατούν τα μόρια διαλυμένης ουσίας μαζί και η διαδικασία πρέπει να είναι θερμοδυναμικά ευνοϊκή (αρνητική μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας Gibbs). Αυτό συνήθως συνεπάγεται την ισορροπία της ενθαλπίας και της εντροπίας.
