Γιατί τα στερεά διαλύονται στο νερό;
1. Διαμοριακές δυνάμεις:
* αλληλεπιδράσεις διαλύτη: Η κύρια κινητήρια δύναμη είναι η έλξη μεταξύ των μορίων νερού (διαλύτη) και των μορίων ή ιόντων του στερεού (διαλυμένη ουσία). Αυτή η έλξη, που ονομάζεται συχνά ενυδάτωση , ξεπερνά τις δυνάμεις που κρατούν τα σωματίδια διαλυτής ουσίας μαζί.
* αλληλεπιδράσεις διαλυμένης διαλυτής ουσίας: Η ισχύς των δυνάμεων που συγκρατούν τα μόρια ή τα ιόντα διαλυμένης ουσίας μαζί (π.χ. ιοντικοί δεσμοί, δεσμοί υδρογόνου) παίζει επίσης ρόλο. Εάν αυτές οι δυνάμεις είναι πολύ ισχυρές, ο διαλύτης ενδέχεται να μην είναι σε θέση να τις ξεπεράσει και το στερεό δεν θα διαλυθεί.
2. Εντροπία (διαταραχή):
* Αυξημένη διαταραχή: Όταν ένα στερεό διαλύεται, τα σωματίδια διαλυτής ουσίας διασκορπίζονται σε όλο τον διαλύτη, οδηγώντας σε αύξηση της διαταραχής ή της εντροπίας. Αυτή η αύξηση της εντροπίας είναι θερμοδυναμικά ευνοϊκή και συμβάλλει στη διαδικασία διάλυσης.
3. Ενθαλπία (θερμότητα):
* endothermic έναντι εξώθερμης διάλυσης: Η διαδικασία διάλυσης μπορεί είτε να απορροφήσει τη θερμότητα (ενδοθερμική) είτε να απελευθερώσει θερμότητα (εξωθερμική). Εάν η διαδικασία διάλυσης είναι εξωθερμική, η θερμότητα που απελευθερώνεται μπορεί να βοηθήσει να ξεπεραστούν οι δυνάμεις που συγκρατούν τη διαλυτή ουσία μαζί. Ωστόσο, πολλές διαλύσεις είναι ενδοθερμικές, βασίζονται κυρίως στην αύξηση της εντροπίας για την οδήγηση της διαδικασίας.
Βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα:
* πολικότητα: Το νερό είναι ένας πολικός διαλύτης. Διαλύει τις πολικές διαλυμένες ουσίες (όπως η ζάχαρη) και οι ιοντικές ενώσεις (όπως το αλάτι), επειδή οι χρεώσεις τους αλληλεπιδρούν ευνοϊκά με τα μόρια του νερού.
* Θερμοκρασία: Γενικά, οι υψηλότερες θερμοκρασίες αυξάνουν τη διαλυτότητα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αυξημένη θερμοκρασία παρέχει περισσότερη ενέργεια για να ξεπεραστεί οι δυνάμεις που συγκρατούν τη διαλυτή ουσία μαζί.
* Πίεση: Η πίεση έχει μικρή επίδραση στη διαλυτότητα των στερεών.
Συνοπτικά:
Το στερεό διαλύεται στο νερό όταν οι ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ των μορίων του νερού και των μορίων διαλυτής ουσίας (ενυδάτωση) είναι ισχυρότερες από τις δυνάμεις που συγκρατούν τα μόρια διαλυμένης ουσίας μαζί. Η εντροπία διαδραματίζει επίσης σημαντικό ρόλο, ευνοώντας την αυξημένη διαταραχή που συμβαίνει όταν το στερεό διαλύεται. Η ισορροπία αυτών των δυνάμεων, μαζί με την επίδραση της θερμοκρασίας και της πίεσης, καθορίζει την έκταση στην οποία ένα στερεό θα διαλύεται στο νερό.
