Γιατί οι υδρογονάνθρακες είναι γενικά αδιάλυτοι σε νερό αλλά διαλυτοί οργανικοί διαλύτες όπως χλωριούχο τετράπιο άνθρακα και αιθέρα;
Κατανόηση των διαφορών
* υδρογονάνθρακες: Αυτά τα μόρια αποτελούνται κυρίως από άτομα άνθρακα και υδρογόνου, τα οποία σχηματίζουν μη πολικούς ομοιοπολικούς δεσμούς.
* νερό: Ένα εξαιρετικά πολικό μόριο λόγω της διαφοράς ηλεκτροαρνητικότητας μεταξύ οξυγόνου και υδρογόνου, οδηγώντας σε δεσμό υδρογόνου.
* Οργανικοί διαλύτες: Πολλοί οργανικοί διαλύτες, όπως το τετραχλωρίδιο του άνθρακα (CCL4) και ο διαιθυλαιθέρας (CH3CH2OCH2CH3), είναι επίσης μη πολικοί ή έχουν περιορισμένη πολικότητα.
Κανόνες διαλυτότητας
Ο γενικός κανόνας στη χημεία είναι "Όπως διαλύεται όπως." Αυτό σημαίνει:
* Οι πολικές ουσίες διαλύονται σε πολικούς διαλύτες. Οι ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις (όπως οι δεσμοί υδρογόνου στο νερό) μπορούν να διαταραχθούν και να αντικατασταθούν από παρόμοιες δυνάμεις μεταξύ της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη.
* Οι μη πολικές ουσίες διαλύονται σε μη πολικούς διαλύτες. Τα μη πολωτικά μόρια αλληλεπιδρούν μέσω ασθενέστερων δυνάμεων διασποράς του Λονδίνου και αυτές οι δυνάμεις μπορούν να διαταραχθούν και να αντικατασταθούν από παρόμοιες δυνάμεις μεταξύ διαλυμένης ουσίας και διαλύτη.
Γιατί οι υδρογονάνθρακες δεν αναμειγνύονται με νερό
* Έλλειψη πολικότητας: Οι υδρογονάνθρακες δεν διαθέτουν τις πολικές ομάδες (όπως -ΟΗ ή -ΝΗ2) που απαιτούνται για να σχηματίσουν ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου με μόρια νερού.
* Ενεργειακό φράγμα: Η ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει οι ισχυροί δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού για την προσαρμογή ενός μη πολικού υδρογονάνθρακα είναι πολύ υψηλή.
Γιατί οι υδρογονάνθρακες αναμειγνύονται με οργανικούς διαλύτες
* Παρόμοια πολικότητα: Οι μη πολικοί υδρογονάνθρακες αλληλεπιδρούν ευνοϊκά με άλλα μη πολικά μόρια όπως το τετραχλωρίδιο του άνθρακα και ο διαιθυλαιθέρα μέσω των ασθενών δυνάμεων διασποράς του Λονδίνου.
* Απαίτηση ελάχιστης ενέργειας: Η ενέργεια που απαιτείται για να διαταραχθεί οι ασθενέστερες ενδομοριακές δυνάμεις μεταξύ των μη πολικών μορίων είναι χαμηλότερη.
Συνοπτικά
Η διαλυτότητα των υδρογονανθράκων εξαρτάται από την πολικότητα του διαλύτη. Η υψηλή πολικότητα του νερού την εμποδίζει να αλληλεπιδράσει αποτελεσματικά με μόρια μη πολικών υδρογονανθράκων. Οι οργανικοί διαλύτες, οι οποίοι είναι συνήθως μη πολικοί ή έχουν περιορισμένη πολικότητα, φιλοξενούν εύκολα υδρογονάνθρακες λόγω παρόμοιων διαμοριακών δυνάμεων.
