Στο κείμενο "Σχέση μεταξύ πολικότητας και διαλυτότητας των ουσιών", είδατε ότι γενικά διαλύεται οι πολικές ουσίες διαλύονται σε διαλύτες που είναι επίσης πολικοί και ότι οι μη πολικές ουσίες διαλύονται επίσης σε διαλύτες μη πολικό. Ωστόσο, αυτός δεν είναι ένας κανόνας που μπορεί να εφαρμοστεί σε όλες τις περιπτώσεις διαλυτότητας.
Για παράδειγμα, η ζάχαρη διαλύεται στο νερό, αλλά το λάδι δεν το κάνει. Είναι αλήθεια ότι τα μόρια νερού και σακχάρου είναι πολικά, ενώ τα μόρια ελαίου είναι μη πολικά, αλλά είναι οι τύποι διαμοριακές δυνάμεις μεταξύ των μορίων αυτών των απομονωμένων ουσιών και μεταξύ τους που μας παρέχουν την εξήγηση για αυτό γεγονός.
Πριν δούμε ποιες είναι αυτές οι δυνάμεις, να θυμάστε ότι, ως ζήτημα έντασης, ισχυρότερος είναι ο δεσμός υδρογόνου, που ακολουθείται από τη μόνιμη διπολική δύναμη και την πιο αδύναμη είναι η προκαλούμενη διπολική δύναμη.
Μόρια νερού και σακχάρου (σακχαρόζη - C12Η22Ο11), παρουσιάζουν άτομα οξυγόνου συνδεδεμένα με άτομα υδρογόνου, σχηματίζοντας ομάδες ─ O ─ H. Αυτό σημαίνει ότι
μεταξύ μορίων νερού και μεταξύ μορίων σακχάρου μπορεί να υπάρχουν αλληλεπιδράσεις μεταξύ μοριακών δεσμών υδρογόνου.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα μόρια του νερού είναι σε θέση να τυλίξουν τα μόρια σακχάρου που συνδέθηκαν σφιχτά μαζί με τη μορφή κρυστάλλων και να τα χωρίσουν, εμποδίζοντας τα να ξανασυνδεθούν. Έτσι, η ζάχαρη έχει μεγάλη διαλυτότητα στο νερό, και μπορούμε να διαλύσουμε έως και 33 g σε 100 g νερού στους 20ºC.
Τώρα το πετρέλαιο και το νερό είναι αναμίξιμα. Αυτό δεν σημαίνει ότι το λάδι δεν προσελκύεται στο νερό, καθώς το γεγονός ότι απλώνεται πάνω από την επιφάνεια του νερού και όχι σε σχήμα σφαιρικό, μας αποκαλύπτει ότι αναζητά ένα σχήμα στο οποίο μια μεγαλύτερη ποσότητα μορίων ελαίου έρχεται σε επαφή με τα μόρια λαδιού. Νερό.
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
Ωστόσο, η έλξη μεταξύ μορίων νερού είναι πολύ μεγαλύτερη (σύνδεση υδρογόνου) από την έλξη μεταξύ μορίων πετρελαίου και νερού. Επομένως, τα μόρια λαδιού δεν μπορούν να σπάσουν το δεσμό μεταξύ δύο γειτονικών μορίων νερού.
Αυτό μας οδηγεί στο συμπέρασμα ότι:
«Εάν η υπάρχουσα διαμοριακή δύναμη είναι πιο έντονη από την πιθανή νέα αλληλεπίδραση, τότε η διαλυμένη ουσία δεν διαλυτοποιείται, ο αρχικός δεσμός παραμένει. Αλλά αν η νέα αλληλεπίδραση είναι ισχυρότερη, η διαλυμένη ουσία θα διαλυτοποιηθεί, σπάζοντας τους διαμοριακούς δεσμούς των ουσιών ».
Ένα άλλο παράδειγμα που μας δείχνει τη σημασία των διαμοριακών δυνάμεων για τη διαλυτότητα των υλικών είναι όταν έχουμε ιώδιο, νερό και βενζόλιο. Στο παρακάτω διάγραμμα, έχουμε ότι το ιώδιο διαλύεται καλά στο βενζόλιο και είναι ελαφρώς διαλυτό στο νερό, το νερό και το βενζόλιο είναι εντελώς αναμίξιμο και όταν έχουμε ένα μείγμα βενζολίου και νερού και μετά προσθέτουμε το ιώδιο, διαλύεται μόνο στο βενζόλιο:
Το βενζόλιο και το ιώδιο είναι μη πολικά, με ευκολότερο χρόνο ανάμιξης από το νερό, το οποίο είναι πολικό. Αλλά αυτό που πραγματικά εξηγεί τι συμβαίνει είναι ότι οι διμοριακές διεγερμένες διπολικές δυνάμεις που υπάρχουν μεταξύ των μη πολικών μορίων είναι αδύναμες σε σύγκριση με τους δεσμούς υδρογόνου του νερού.
Επομένως, δεδομένου ότι οι υπάρχουσες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων νερού είναι ισχυρότερες από τις πιθανές νέες αλληλεπιδράσεις, οι δεσμοί υδρογόνου δεν είναι σπασμένοι και ένα σύστημα δύο φάσεων παρατηρείται κατά την ανάμιξη βενζολίου και Νερό.
Οι νέες αλληλεπιδράσεις που σχηματίζονται μεταξύ των μορίων ιωδίου και των μορίων βενζολίου είναι πιο έντονες από αυτές που εμφανίζονται μεταξύ των μορίων αυτών των απομονωμένων ουσιών.
Από την Jennifer Fogaça
Αποφοίτησε στη Χημεία
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Σχέση μεταξύ Διαμοριακής Δύναμης και Διαλυτότητας Ουσίων". Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/relacao-entre-forca-intermolecular-solubilidade-das-substancias.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.
