물의 물질의 용해도를 설명
물에서 물질의 용해도는 몇 가지 요인에 의해 지배되는 복잡한 현상입니다.
1. 분자간 힘 :
* "처럼 녹는 것처럼": 이 원리는 극성 물질이 극성 용매에 용해되고 비극성 물질이 비극성 용매에 용해된다고 명시한다.
* 극성 분자 : 전자의 불평등 한 공유로 인해 영구적 인 쌍극자 모멘트가있어 부분 양성 및 음전하가 발생합니다. 물은 고도로 극성 분자이며, 다른 극성 분자와 수소 결합을 형성합니다.
* 비극성 분자 : 전자 밀도의 균일 한 분포가있어 상당한 전하 분리가 없습니다.
* 수소 결합 : 고도로 전기 음성 원자 (산소 또는 질소)에 결합 된 수소 원자 사이의 강한 유형의 분자간 힘과 이웃 원자의 전자 쌍. 이것은 물에서 극성 화합물의 용해도에 중요한 역할을한다.
* 쌍극자 쌍극자 상호 작용 : 수소 결합보다 약하면, 양극과 음의 극 사이의 인력으로 인해 극 분자 사이에서 발생합니다.
* 런던 분산 세력 : 전자 분포의 일시적 변동으로 인해 발생하는 모든 분자에 존재하는 가장 약한 유형의 분자간 힘.
2. 엔트로피 :
* 장애 증가 : 고체 또는 액체를 물에 용해시키는 것은 종종 열역학적으로 유리한 장애 (엔트로피)를 증가시킵니다.
* 결합 및 형성 : 용해는 용질을 함께 잡고있는 결합을 파괴하고 용질과 물 분자 사이에 새로운 결합을 형성하는 것을 포함한다. 이 과정과 관련된 엔탈피 변화 (ΔH)는 양성 (흡열) 또는 음성 (발열) 일 수 있습니다.
3. 엔탈피 :
* ΔH 용액 : 물질을 물에 용해시키는 것과 관련된 전반적인 엔탈피 변화. 용질-용해 결합을 파괴하고, 용매 용산 결합을 파괴하고, 용질-용매 결합을 형성하기위한 엔탈피 변화의 합입니다.
* 발열 용해 : 용질-용매 상호 작용의 형성이 원래 결합을 파괴하는 데 필요한 것보다 더 많은 에너지를 방출하는 경우, 용해는 발열 성입니다 (ΔH <0).
* 흡열 용해 : 새로운 결합을 형성 할 때 방출되는 것보다 원래 결합을 파괴하기 위해 더 많은 에너지가 필요하다면, 용해는 흡열이다 (ΔH> 0).
4. 기타 요인 :
* 온도 : 온도가 증가하면 일반적으로 고체 및 가스의 용해도가 증가하지만 일부 염의 용해도가 감소합니다.
* 압력 : 액체에서 가스의 용해도는 압력에 직접 비례합니다 (Henry 's Law).
* 다른 용질의 존재 : 다른 용질을 첨가하면 주어진 물질의 용해도에 영향을 줄 수 있습니다.
용해도를 결정하는 방법 :
* 용해도 예측 : "같은 용해와 같은"규칙과 관련된 분자간 힘을 이해합니다.
* 실험 결정 : 특정 온도에서 주어진 양의 용매에 용해 될 수있는 최대 양의 용질량을 측정합니다.
예 :
* 염화나트륨 (NaCl) : 강한 정전기 상호 작용을 갖는 고도로 극성 이온 성 화합물. 물 분자와 Na+ 및 클리온 사이의 강한 수화 상호 작용으로 인해 물에 쉽게 용해됩니다.
* 오일 : 약한 런던 분산 힘을 가진 비극성 물질. 오일과 물 분자 사이의 강한 상호 작용이 없기 때문에 물에 용해되지 않습니다.
* 설탕 (C12H22O11) : 물 분자와 수소 결합을 형성 할 수있는 다수의 하이드 록실 그룹을 갖는 극성 분자는 물에서 높은 용해도를 초래한다.
결론 :
분자간 힘, 엔탈피, 엔트로피 및 기타 요인의 상호 작용을 이해하는 것은 물의 물질의 용해도를 예측하고 설명하는 데 중요합니다. 이러한 요소를 고려함으로써, 우리는 수용액에서 다양한 물질의 거동에 대한 통찰력을 얻을 수 있으며 다른 화합물을 용해시키고 분리하기위한 효과적인 전략을 설계 할 수 있습니다.
