Hvilke faktorer beskriver hvorfor ioniske forbindelser angiveligt er opløselige i ethvert polært opløsningsmiddel?

Ioniske forbindelser er ikke altid opløselige i noget polært opløsningsmiddel. Det afhænger af opløsningsmidlet (hvis det er vand eller et andet mindre polært opløsningsmiddel), uanset om de er opløselige eller ej.

Også ioniske forbindelser udgjort af små ioner og / eller ioner med dobbelt eller tredobbelt ladning og kationer med lignende dimensioner til anion er ofte uopløselige i vand.

Når det sker, at en ionforbindelse faktisk er opløselig i et polært opløsningsmiddel som vand, er det værd at forklare, fordi den elektrostatiske attraktion mellem positive og negative ioner er så stærk, at en simpel ionforbindelse som bordsalt kræver en temperatur på 801 ° C at blive smeltet.

En høj energiforsyning er nødvendig for at afmontere det ioniske gitter, der kaldes gitter enthalpi. Denne energiske "betaling" kompenseres delvist af energien "gevinst" på grund af solvation enthalpi, som skyldes tiltrækningen mellem hver ion og de mange opløsningsmiddelmolekyler, der kan omslutte det med deres modsatte polariteter.

EN solvatiseret ion kan omgives af flere skaller af opløsningsmiddelmolekyler, afhængigt af dets ladning og størrelse (hvis den "nøgne ion" har en høj ladning og en lille størrelse, vil den bære en større "sky" af opløsningsmiddelmolekyler).

Størstedelen af ioniske stoffer opløses i vand endotermisk, dvs. ved spontant subtrahering af termisk energi fra opløsningsmiddel og miljø. Dette er et tegn på, at gitteretentalpien er højere end solvationsenthalpien.

Så en anden afgørende faktor er nødvendig for at forklare opløseligheden af ioniske stoffer og at besvare spørgsmålet. Dette er en statistisk eller "entropiske faktor"Ved opløsning af stoffet er der en stigning i entropi eller" tilfældighed "af bevægelser, energier, positioner, der skyldes passagen fra den meget ordnede struktur af det faste gitter til en uordnet type af gastype - af opløsningen Strukturen af blandingen har højere statistisk sandsynlighed (målt ved antallet af ækvivalente konfigurationer eller "mikrostater" svarende til den samme "blandede" makrostat) end den ikke-blandede makrostat.

Der er altid en stigning i entropi, hver gang et krystallinsk fast stof opløses i et opløsningsmiddel, og det er den samme slags begunstigede proces, som sker ved fordampning, sublimering eller diffusion.

Den ioniske forbindelse opløses til sidst i opløsningsmidlet, hvis entropi-bidraget er tilstrækkeligt til at kompensere det entalpitab, der følger med opløsning.

Dette kan oversættes kvantitativt i et kriterium for spontan opløsning: "# Delta_sG #, det er variationen af fri energi, eller Gibbs potentiale, G = (H-TS), for opløsningsprocessen bør være negativ. "I formler:

#Delta_sG = Delta_lH - TDelta_hS <0 #

hvor # Delta_lH # er gitteret entalpien, positiv; # Delta_hS # er solvations entropi forskellen, og den omdannes i energimål ved at multiplicere den absolutte temperatur T. Entropiens bidrag # -TDelta_hS # er lige så gunstig (negativ) for opløsning, så meget temperaturen er høj. Den sædvanlige adfærd for ioniske forbindelser bliver således mere opløselig, da temperaturen stiger.

Omvendt er de forbindelser, som opløses eksotermt (#Delta_lH <0 #) er kendetegnet ved en solvationsenthalpi, der overstiger gitteretentalpien, og er meget opløselige selv ved lav temperatur.