De lösning är den fysiska och kemiska bindningen mellan lösta partiklar och lösningsmedelspartiklar i en lösning. Det skiljer sig från begreppet löslighet i det faktum att det inte finns någon termodynamisk jämvikt mellan ett fast ämne och dess upplösta partiklar..
Denna union är ansvarig för att de upplösta fasta ämnena "försvinner" med tanke på åskådarna; när partiklarna i verkligheten blir mycket små och "täcks" av ark med lösningsmedelsmolekyler, vilket gör dem omöjliga att observera.
En mycket allmän skiss över lösningen av en partikel M visas i bilden ovan. M kan mycket väl vara en jon (M+) eller en molekyl; och S är lösningsmedelsmolekylen, som kan vara vilken förening som helst i flytande tillstånd (även om den också kan vara gasformig).
Observera att M är omgiven av sex molekyler av S, som utgör det som kallas primär solvationssfär. Andra S-molekyler på större avstånd interagerar av Van der Waals-krafter med den förra och bildar en sfär med sekundär solvatisering, och så vidare tills någon sortering inte är uppenbar..
Artikelindex
Molekylärt, hur är lösningsprocessen? Bilden ovan sammanfattar de nödvändiga stegen.
Lösningsmedelsmolekylerna, som har blå färg, ordnas initialt, alla interagerar med varandra (SS); och lila lösta partiklar (joner eller molekyler) gör detsamma med starka eller svaga M-M-interaktioner.
För att lösningen ska kunna ske måste både lösningsmedel och löst ämne expandera (andra svarta pilen) för att möjliggöra interaktioner mellan lösningsmedel och lösningsmedel..
Detta innebär nödvändigtvis en minskning av interaktioner mellan lösningsmedel och lösningsmedel och lösningsmedel. minskning som kräver energi, och därför är detta första steg endotermiskt.
När lösningsmedlet och lösningsmedlet har expanderat molekylärt blandas och byts de två platserna i rymden. Varje lila cirkel i den andra bilden kan jämföras med den i den första bilden.
En förändring i ordningens grad av partiklar kan beskrivas i bilden; beställde i början och orolig i slutet. Som en konsekvens är det sista steget exotermiskt, eftersom bildandet av de nya MS-interaktionerna stabiliserar alla partiklar i lösningen..
Bakom lösningsprocessen finns det många energiska aspekter som måste tas med i beräkningen. Först: S-S, M-M och M-S interaktioner.
När M-S-interaktioner, det vill säga mellan lösningsmedlet och lösningsmedlet, är mycket högre (starka och stabila) jämfört med de enskilda komponenterna, talar vi om en exoterm lösningsprocess; och därför frigörs energi till mediet, vilket kan verifieras genom att mäta temperaturökningen med en termometer.
Om tvärtom M-M- och S-S-interaktionerna är starkare än M-S-interaktionerna, för att "expandera" kommer de att behöva mer energi än de får när lösningen är klar..
Man talar då om en endoterm lösningsprocess. Detta är fallet, en nedgång i temperatur registreras, eller vad som är detsamma, omgivningen kyls.
Det finns två grundläggande faktorer som dikterar huruvida ett löst ämne löser sig i ett lösningsmedel eller inte. Den första är entalpiändringen av lösningen (Ahdis), som just förklarats, och den andra är entropiändringen (AS) mellan den lösta och den lösta lösningen. Generellt är AS associerat med den ökade störningen som också nämns ovan.
Det nämndes att lösning är resultatet av den fysiska och kemiska bindningen mellan lösningsmedlet och lösningsmedlet; Hur exakt är dock dessa interaktioner eller fackföreningar?
Om det lösta ämnet är en jon, M+, de så kallade jon-dipol-interaktionerna förekommer (M+-S); och om det är en molekyl kommer det att finnas dipol-dipolinteraktioner eller Londons spridningskrafter.
När man talar om dipol-dipol-interaktioner sägs det att det finns ett permanent dipolmoment i M och S. Således samverkar δ-elektronrik regionen av M med δ + elektronfattig region av S. Resultatet av alla dessa interaktioner är bildandet av flera solvationsfärer runt M..
Dessutom finns det en annan typ av interaktion: den koordinativa. Här bildar S-molekylerna koordination (eller dativ) bindningar med M och bildar olika geometrier.
En grundläggande regel för att memorera och förutsäga affiniteten mellan lösningsmedlet och lösningsmedlet är: lika upplöser lika. Därför löser sig polära ämnen mycket lätt i lika polära lösningsmedel; och icke-polära ämnen, löses i icke-polära lösningsmedel.
Hur skiljer sig lösningen från hydrering? De två identiska processerna, förutom att S-molekylerna i den första bilden ersätts med de av vatten, H-O-H.
I den övre bilden kan du se en katjon M.+ omgiven av sex H-molekylertvåO. Observera att syreatomerna (röda i färgen) är riktade mot den positiva laddningen, eftersom den är den mest elektronegativa och därför har den högsta negativa densiteten δ-.
Bakom den första hydratiseringssfären grupperas andra vattenmolekyler runt vätebindningar (OHtvå-Åhtvå). Dessa är jon-dipolinteraktioner. Vattenmolekyler kan dock också bilda koordinationsbindningar med det positiva centrumet, särskilt om det är metalliskt..
De berömda vattenkomplexen, M (OHtvå)n. Eftersom n = 6 i bilden är de sex molekylerna orienterade runt M i en koordinationoktaeder (den inre hydratiseringssfären). Beroende på storleken på M+, dess laddnings storlek och dess elektroniska tillgänglighet kan denna sfär vara mindre eller större.
Vatten är kanske det mest överraskande lösningsmedlet av alla: det löser upp en omätbar mängd lösta ämnen, är för polärt lösningsmedel och har en onormalt hög dielektrisk konstant (78,5 K).
Tre exempel på lösning i vatten nämns nedan.
Upplösning av kalciumklorid i vatten släpper ut värme då katjoner solvat.två+ och Cl-anjoner-. Catvå+ omger sig med ett antal vattenmolekyler lika med eller större än sex (Catvå+-Åhtvå).
Likaså Cl- omges av väteatomer, δ + -regionen av vatten (Cl--HtvåELLER). Värmen som frigörs kan användas för att smälta ismassor.
När det gäller urea är det en organisk molekyl med strukturen HtvåN-CO-NHtvå. När de är solvatiserade, H-molekylernatvåEller så bildar det vätebindningar med de två aminogrupperna (-NHtvå-Åhtvåoch med karbonylgruppen (C = O-HtvåELLER). Dessa interaktioner är ansvariga för dess stora löslighet i vatten..
Likaså är dess upplösning endoterm, det vill säga det kyler vattenbehållaren där den tillsätts.
Ammoniumnitrat, som urea, är ett löst ämne som kyler lösningen efter lösning av dess joner. NH4+ är solvatiserat på ett sätt som liknar Catvå+, även om det förmodligen har färre H-molekyler för att den har tetrahedral geometritvåEller omkring dig; och NEJ3- lösas på samma sätt som Cl-anjoner- (ÅHtvå-ELLERtvåNEJ- HtvåELLER).
Ingen har kommenterat den här artikeln än.