In de tekst "Relatie tussen polariteit en oplosbaarheid van stoffen", zag je dat over het algemeen opgeloste stoffen polaire stoffen lossen op in oplosmiddelen die ook polair zijn en dat niet-polaire stoffen ook oplossen in oplosmiddelen niet-polair. Dit is echter geen regel die op alle oplosbaarheidsgevallen van toepassing kan zijn.
Suiker lost bijvoorbeeld op in water, maar olie niet. Het is waar dat water- en suikermoleculen polair zijn, terwijl oliemoleculen niet-polair zijn, maar het zijn de soorten intermoleculaire krachten tussen de moleculen van deze geïsoleerde stoffen en elkaar die ons de verklaring hiervoor geven feit.
Voordat we zien wat deze krachten zijn, onthoud dat, als een kwestie van intensiteit, sterker is de waterstofbrug, die wordt gevolgd door de permanente dipoolkracht en de zwakste is de geïnduceerde dipoolkracht.
Zowel water- als suikermoleculen (sucrose - C12H22O11), presenteren zuurstofatomen gebonden aan waterstofatomen, vormen groepen ─ O ─ H. Dit betekent dat
tussen watermoleculen en tussen suikermoleculen kunnen er intermoleculaire waterstofbruginteracties zijn.
Daarom zijn de watermoleculen in staat om de suikermoleculen die stevig aan elkaar waren gebonden in de vorm van kristallen te wikkelen en ze uit elkaar te trekken, zodat ze niet meer samen konden komen. Suiker is dus zeer goed oplosbaar in water en we kunnen er tot 33 g van oplossen in 100 g water van 20ºC.
Nu zijn olie en water niet mengbaar. Dit betekent niet dat de olie niet door het water wordt aangetrokken, omdat het zich over het wateroppervlak verspreidt in plaats van in de vorm bolvormig, onthult ons dat het op zoek is naar een vorm waarin een grotere hoeveelheid oliemoleculen in contact staan met de oliemoleculen. Water.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Echter, de aantrekkingskracht tussen watermoleculen is veel groter (waterstofbinding) dan de aantrekkingskracht tussen olie- en watermoleculen. Daarom kunnen oliemoleculen de binding tussen twee aangrenzende watermoleculen niet verbreken.
Dit brengt ons tot de conclusie dat:
“Als de bestaande intermoleculaire kracht intenser is dan de mogelijke nieuwe interactie, dan lost de opgeloste stof niet op en blijft de oorspronkelijke binding over. Maar als de nieuwe interactie sterker is, zal de opgeloste stof oplossen, waardoor de intermoleculaire bindingen van de stoffen worden verbroken."
Een ander voorbeeld dat ons het belang van intermoleculaire krachten voor de oplosbaarheid van materialen laat zien, is wanneer we jodium, water en benzeen hebben. In het onderstaande diagram zien we dat jodium goed oplost in benzeen en slecht oplosbaar is in water, water en benzeen zijn volledig onmengbaar en als we een mengsel van benzeen en water hebben en dan het jodium toevoegen, lost het alleen op in de benzeen:
Benzeen en jodium zijn niet-polair en mengen gemakkelijker dan water, dat polair is. Maar wat echt verklaart wat er gebeurt, is dat de intermoleculaire geïnduceerde dipoolkrachten tussen de niet-polaire moleculen zwak zijn in vergelijking met de waterstofbruggen van water.
Daarom, aangezien bestaande interacties tussen watermoleculen sterker zijn dan mogelijke nieuwe interacties, worden de waterstofbruggen niet verbroken en wordt een tweefasensysteem waargenomen bij het mengen van benzeen en Water.
De nieuwe interacties die ontstaan tussen de jodiummoleculen en de benzeenmoleculen zijn intenser dan die tussen de moleculen van deze geïsoleerde stoffen.
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Relatie tussen intermoleculaire sterkte en oplosbaarheid van stoffen"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/relacao-entre-forca-intermolecular-solubilidade-das-substancias.htm. Betreden op 27 juni 2021.
