Hvilke faktorer beskriver hvorfor ioniske forbindelser antas å være løselig i noe polært løsningsmiddel?

Joniske forbindelser er ikke alltid løselig i noe polært løsningsmiddel. Det avhenger av løsningsmidlet (om det er vann eller et annet mindre polært løsningsmiddel) om de er oppløselige eller ikke.

Også ioniske forbindelser dannet av små størrelser, og / eller ioner med dobbelt eller trippel ladning, og kationer med lignende dimensjoner til anion, er ofte uoppløselige i vann.

Når det skjer at ioniske forbindelser faktisk er oppløselige i et polært løsningsmiddel som vann, er dette verdifullt fordi den elektrostatiske attraksjonen mellom positive og negative ioner er så sterk at en enkel ionisk forbindelse som bordssalt krever en temperatur på 801 ° C å bli smeltet.

En høy energiforsyning er nødvendig for å demontere det ioniske gitteret, som kalles gitter entalpi. Denne energiske "betalingen" er delvis kompensert av energien "gevinst" på grunn av solvasjonsenthalpi, som skyldes tiltrengningen mellom hver ion og de mange løsningsmiddelmolekylene som kan omgjøre den med sine motsatte polariteter.

EN solvatisert ion kan omgis av flere skall av løsningsmiddelmolekyler, avhengig av ladning og størrelse (hvis "naken ion" har en høy ladning og liten størrelse, vil den bære en større "sky" av løsningsmiddelmolekyler).

De fleste ioniske stoffer oppløses i vann endotermisk, dvs. ved spontant subtrahering av termisk energi fra løsningsmiddel og miljø. Dette er et bevis på at gitteret entalpi er høyere enn solvasjonsenthalpien.

Så en annen avgjørende faktor er nødvendig for å forklare løseligheten av ioniske substanser og å svare på spørsmålet. Dette er en statistisk eller "entropisk faktor"Ved å oppløse stoffet er det en økning av entropi eller" tilfeldighet "av bevegelse, energier, posisjoner, som skyldes passasjen fra den meget bestilte strukturen til det faste gitteret, til en uordnet - type gassstruktur - av løsningen Strukturen av blandingen har høyere statistisk sannsynlighet (målt ved antall ekvivalente konfigurasjoner eller "mikrostater" som svarer til den samme "blandede" makrostat) enn den ublandede makrostat.

Det er alltid en økning i entropi, hver gang et krystallinsk fast stoff løses i et løsningsmiddel, og det er den samme typen favoriserte prosess som skjer ved fordampning, sublimering eller diffusjon.

Den ioniske forbindelsen oppløses til slutt i løsningsmidlet dersom entropi-bidraget er tilstrekkelig til å kompensere det entalpitap som følger med oppløsning.

Dette kan oversettes kvantitativt i et kriterium for spontan oppløsning: "# Delta_sG #, det er variasjonen av fri energi, eller Gibbs potensial, G = (H-TS), for oppløsningsprosessen, bør være negativ. "I formler:

#Delta_sG = Delta_lH - TDelta_hS <0 #

hvor # Delta_lH # er gitteret entalpi, positiv; # Delta_hS # er solvasjons entropi forskjellen, og den omdannes i energidimensjoner ved å multiplisere den absolutte temperaturen T. Den entropi bidrag # -TDelta_hS # er like gunstig (negativ) for å oppløse så mye temperaturen er høy. Dermed er den vanligste oppførselen for ioniske forbindelser å bli mer løselig når temperaturen øker.

Omvendt de forbindelser som oppløses eksotermt (#Delta_lH <0 #) er preget av en solvasjonsenthalpi som overskrider gitter-entalpien, og er meget løselig selv ved lav temperatur.