Πώς επηρεάζει η φύση της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη διαλυτότητα;
1. "Όπως διαλύεται όπως" αρχή:
Αυτή η θεμελιώδης αρχή δηλώνει ότι οι ουσίες με παρόμοιες μοριακές δομές και οι ενδομοριακές δυνάμεις τείνουν να διαλύονται μεταξύ τους.
* Πολικές διαλυμένες ουσίες: Αυτές οι διαλυμένες ουσίες έχουν ανομοιογενή κατανομή ηλεκτρονίων, με αποτέλεσμα ένα μερικό θετικό και μερικό αρνητικό φορτίο σε όλο το μόριο. Παραδείγματα περιλαμβάνουν σάκχαρα, αλκοόλ και άλατα. Διαλύονται καλά σε πολικούς διαλύτες όπως το νερό, το οποίο έχει επίσης ένα μερικό θετικό και αρνητικό φορτίο.
* μη πολικές διαλυμένες ουσίες: Αυτές οι διαλυμένες ουσίες έχουν ομοιόμορφη κατανομή ηλεκτρονίων και δεν υπάρχει σημαντικός διαχωρισμός φορτίου. Παραδείγματα περιλαμβάνουν έλαια, λίπη και κεριά. Διαλύονται καλά σε μη πολικούς διαλύτες όπως εξάνιο ή βενζόλιο, το οποίο επίσης δεν έχουν διαχωρισμό φορτίου.
2. Διαμοριακές δυνάμεις:
Η αντοχή των διαμοριακών δυνάμεων (ΔΝΤ) μεταξύ των μορίων διαλυτής ουσίας και διαλύτη επηρεάζει σημαντικά τη διαλυτότητα.
* δεσμός υδρογόνου: Το ισχυρότερο ΔΝΤ, που βρέθηκε ανάμεσα σε μόρια που περιέχουν Η που συνδέονται με πολύ ηλεκτροαρνητικά άτομα (όπως o, n, ή f). Οι διαλυτές ουσίες ικανές να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου με τον διαλύτη είναι πιο πιθανό να διαλυθούν.
* αλληλεπιδράσεις διπόλης-διπόλης: Αυτά συμβαίνουν μεταξύ πολικών μορίων λόγω των μερών τους. Ισχυρότερες αλληλεπιδράσεις διπόλης-δίπολας μεταξύ διαλελυμένης ουσίας και διαλύτη οδηγούν σε μεγαλύτερη διαλυτότητα.
* Δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου: Αυτές οι αδύναμες δυνάμεις εμφανίζονται μεταξύ όλων των μορίων, αλλά είναι ιδιαίτερα σημαντικές σε μη πολικά μόρια. Οι ισχυρότερες δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου μεταξύ διαλυτή ουσία και διαλύτη οδηγούν σε υψηλότερη διαλυτότητα.
3. Μοριακό μέγεθος και σχήμα:
* Μέγεθος: Τα μεγαλύτερα μόρια τείνουν να είναι λιγότερο διαλυτά λόγω των ασθενέστερων αλληλεπιδράσεων με τον διαλύτη και της ανάγκης διάσπασης των ισχυρότερων IMF στο ίδιο το ουσία.
* Σχήμα: Τα σύνθετα, διακλαδισμένα μόρια έχουν συχνά χαμηλότερη διαλυτότητα από τα απλούστερα, γραμμικά μόρια επειδή είναι λιγότερο ικανά να αλληλεπιδρούν αποτελεσματικά με μόρια διαλύτη.
4. Θερμοκρασία:
* στερεά και υγρά: Η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει γενικά τη διαλυτότητα για στερεά και υγρά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αυξημένη κινητική ενέργεια βοηθά να ξεπεραστούν τα ΔΝΤ που συγκρατούν τα μόρια διαλυμένης ουσίας μαζί, επιτρέποντάς τους να διαλύονται.
* Αέρια: Η αύξηση της θερμοκρασίας γενικά μειώνει τη διαλυτότητα των αερίων σε υγρά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αυξημένη κινητική ενέργεια των μορίων αερίου τους καθιστά πιο πιθανό να ξεφύγουν από το διάλυμα.
5. Πίεση:
* Αέρια: Η αύξηση της πίεσης αυξάνει γενικά τη διαλυτότητα των αερίων σε υγρά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αυξημένη πίεση αναγκάζει περισσότερα μόρια αερίου στο διάλυμα.
Συνοπτικά:
Η διαλυτότητα είναι μια πολύπλοκη αλληλεπίδραση παραγόντων που σχετίζονται με τη φύση της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη, συμπεριλαμβανομένης της πολικότητας, των διαμοριακών δυνάμεων, του μοριακού μεγέθους και του σχήματος, καθώς και της θερμοκρασίας και της πίεσης του συστήματος. Η κατανόηση αυτών των παραγόντων συμβάλλει στην πρόβλεψη και τον έλεγχο της διαλυτότητας σε διάφορες εφαρμογές, από τις χημικές αντιδράσεις έως τις βιολογικές διεργασίες.
