극성 및 비극성 화합물이 서로 용해되지 않는 이유는 '입니까?

쌍극자는 극성 및 비극성 화합물에서도 유도 될 수 있는데 왜 용해되지 않나요?

다른 언어를 사용하는 두 그룹의 사람들처럼 생각하면 ‘ 가능 합니다. 서로 섞이고 사교하는 것이지만 ‘ 자신의 그룹을 고수하는 것이 더 쉽습니다 . 이제 화학 물질은 매우 무례하고 사회적 관습에 대해 전혀 모릅니다. , 그래서 그들은 자신의 그룹에 머물기를 선호합니다.
그런데 쌍극자는 극성 화합물에서 ‘ 유도되지 않습니다 . div id = “5e495a2d09”>

이미 거기에 있습니다. ‘이를 영구 쌍극자라고 부르는 이유입니다. 크기는 변동되지만 ‘ 완전히 다른 물질

‘ 비극성이 비극성에서 용해되는 방식으로 극성에서 용해되지 않아야합니다. ?

답변

매우 간단하게, 용질과 분자 사이의 분자간 힘을 파괴하기위한 에너지 요구 사항을 고려하여이 용해도 규칙의 이유를 설명합니다. 용제.

참고 : 이는 다음과 같은 다른 요인에 따라 달라 지므로 단순한 설명 일뿐입니다. 엔트로피의 변화

다음은 분자간 힘에 대한 배경 정보입니다. 비극성 물질에는 각 분자 사이에 분산력이 있습니다. 이러한 분산력은 상대적으로 약하기 때문에 파괴하는 데 에너지가 거의 필요하지 않습니다. 극성 물질에서는 각 분자 사이에 쌍극자 쌍극자와 수소 결합 (물질에 따라 다름)이 있습니다. 이러한 힘은 분산력보다 훨씬 강하며 파괴하는 데 더 많은 에너지가 필요합니다.

이제 다음과 같은 경우를 고려하십시오.

비극성 용질 및 용매

용질이 용해 되려면 용질의 분자와 용매 사이의 분산력이 끊어 져야합니다. 이것은 아주 적은 에너지만을 필요로합니다. 그러나 용질이 용매에 용해되면 서로 분산력을 만들 수 있습니다. 이러한 힘의 생성은 매우 적은 에너지를 방출합니다. 간단히 말해, 힘을 끊는 데 필요한 에너지는 거의 필요하지 않으며 힘을 만들 때 방출되는 에너지도 거의 없습니다. 따라서 전반적인 모든 것이 균형을 이루고 프로세스가 발생합니다.

비극성 용질 및 극성 용매 (또는 그 반대)

용질이 용매에 용해되기 위해서는 분산력과 쌍극자 쌍극자 힘이 모두 끊어져 많은 양의 에너지가 필요합니다. 그러나 용질과 용매의 분자는 서로간에 분산력 만 만들 수 있습니다 (양쪽 극성이 아니기 때문에). 이것은 매우 적은 에너지 만 방출 할뿐입니다. 따라서 전반적으로 방출되는 것보다 더 많은 에너지가 필요하므로 공정이 성공했습니다. ”

극성 용질 및 용매

용질이 용해 됨 용매로 들어가는 쌍극자 쌍극자 힘은 많은 양의 에너지를 필요로합니다. 그러나 그들이 용해되면 용질과 용매의 분자는 많은 양의 에너지를 방출하는 쌍극자 쌍극자 힘을 형성 할 수 있습니다. 따라서 전반적으로 모든 것이 균형을 이루고 프로세스가 진행됩니다.

Answer

TL; DR

It ” s 솔루션의 엔탈피 변경은 일반적으로 용해를 선호하지 않기 때문입니다.

더 긴 버전 :

이를 설명하기 위해 일반적으로 엔탈피 변경 설명이 제공됩니다. 이해를 돕기 위해 두 화합물이 용해 될 때 어떤 일이 발생하는지 살펴 보겠습니다. 예를 들어 물에 용해되는 에탄올을 예로 들어 보겠습니다. 다음은 무슨 일이 일어나는지에 대한 요점입니다.

분자간 힘 (예 : 이 경우 수소 결합) 물에서 분리됩니다. $ \ rm \ color {green} {(endothermic)} $
에탄올의 분자간 힘이 분리됩니다. $ \ rm \ color {green} {(endothermic)} $
에탄올과 물 분자 사이에 새로운 힘과 인력이 형성됩니다. $ \ rm \ color {red} {(exothermic)} $
$ \ hspace {12ex} $
$ \ hspace {22ex} $ _{에탄올과 물이 수소 결합을 형성합니다. 출처}

이것은 서로 용해되는 두 종에 대해 발생합니다. 이온 성 용질의 경우 “결합 절단”은 실제로 분리되는 격자입니다. 그래서 여러분은 격자 형성 엔탈피와 같은 에너지를 얻는 흡열 과정을 기대할 것입니다.

다음 두 가지에 대해주의해야합니다.

용해성은 바이너리가 아닙니다. 일반적으로 짧고 이해하기 쉬운 (즉, 많은 청중이) 단어로 표시해야합니다. , 이것이 우리가 사용하는 이유입니다. 탄산 칼슘 만큼 물에 불용성이거나 iv id = “만큼 용해성 인 석고 42940be1b3 “>

프로판 산 ? (프로판 산은 RTP 및 STP에서 물에 혼합 될 수 있음)

” 비극성이 극성에 용해되지 않습니다. “는 정확하지 않습니다. 비극성 용질은 일반적으로 극성 용매에 불용성입니다. 예외는 쉽게 생각할 수 있습니다. 브로 민 워터 는 시작을위한 예이지만 확실히 가장 주목할만한 예는 아닙니다.

따라서 떠오르는 질문은,

용출 과정이 극성 또는 비극성 분자에 대해 동일하고 수소가있는 분자에 대해 조잡하게 동일 할 것인지 여부입니다. 결합 및 이온 화합물의 경우 일부 용질이 일부 용매에 용해되지 않는 이유는 무엇입니까?

우리가 본 것처럼 두 가지 흡열 과정이 있습니다. 하나의 발열 과정이 포함됩니다. 간단히 말해서, 귀하의 질문에 대한 기본적인 대답은 유도 된 쌍극자가 가장 약한 분자간 상호 작용 중 하나로 알려져 있기 때문에 용매-용질 상호 작용이 충분한 에너지를 방출하지 못하기 때문에 “입니다. 형성되므로 $ \ Delta H > 0 $ . 이것은 열역학적으로 용매에 더 유리함을 의미합니다. -용매 상호 작용이 깨지지 않으므로 해체되지 않습니다 “.

결론적으로 ” 예, 용질 / 용매의 극성은 용해도 또는 불용성을 결정하는 데 중요한 역할을합니다. 그러나 이것이 절반이 아닙니다. ” 문제에 대한 작은 리뷰는 아래에서 확인할 수 있습니다.

$ \ color {gray} {\ textit {내가이 일을하는 이유도 모르겠습니다.} \\\ \ textit {일반적이고 규범적인 규칙은 주로 문제에 대한 또 다른 단순한 관점으로 설명 할 수 있습니다.} \\ \ \ textit {관심이 없으면 계속 읽지 마십시오.}} $

그러나 엔탈피를 고려하는 것만으로는 과학적으로 정확하지 않습니다. 적어도 그것은 실제 생활에서 일어나는 일이 아닙니다. 엔탈피의 의미는 상수 온도 및 압력과 관련이 있습니다. 이것은 실제 화학에서 일어나는 일이 아닙니다.

처음에는 소수성 효과 (엔트로피 관련), 용질 종의 크기, 용해 속도, 일반적인 이온 효과, 이온 강도.

소수성 효과 :

시스템이 최소한의 위치 에너지를 선호하는 것처럼 장애를 선호합니다. 소수성 효과는 일부 비극성 분자가 “물에 용해되지 않는 이유를 더 잘 설명 할 수 있습니다.

소수성 효과는 비극성 물질이 수성 물질에서 응집되는 경향이 관찰 된 것입니다. 이는 소수성 분자 간의 상호 작용이 물 분자가 더 자유롭게 결합하여 시스템의 엔트로피를 증가시키기 때문에 발생합니다. 소수성이라는 단어는 문자 그대로 ” 물에 대한 두려움을 의미합니다. ” 물과 비극성 물질 간의 분리 및 명백한 반발을 설명합니다.- 소수성 효과, Wikipedia

간단히 말해 그 이유는 “잘 이해되지 않았습니다. 간단히 설명하면 물의 구조는 3 개의 자유도를 가질 수 있고 4 개의 수소 결합을 형성 할 수 있다는 것입니다. 그렇게한다면 “가능한 한 쉽게 방향을 잡을 수 없기 때문에 엔트로피가 감소 할 것입니다. 따라서 엔트로피를 선호하려면이 작업이 최소한으로 이루어져야합니다.

혼합 엔트로피 , 링크 된 Wikipedia 기사는 매우 좋습니다.

종의 크기 :

$ \ ce {AgCl} $ 는 $ \ ce {AgNO3} $ . 이것은은과 염소 이온이 거의 같은 크기이므로 더 촘촘하게 채워져있을 수 있다는 사실로 가장 잘 설명 될 수 있습니다. 즉, “분리되고”용해 “되기가 더 어렵습니다.

” like dissolves like ” 또는 유사한 규칙으로는이를 설명 할 수 없습니다. 실제로 인상적인 지역화 해제 질산염 이온에있는 전자의 양은 용해성 질산염 의 방대한 범위를 설명 할 수 있습니다.

용출 속도 :

당신은 sti 하시겠습니까 충분한 시간 동안 용매에 용해되면 용해성 종이라고 부를까요?반감기가 충분히 긴 방사성 종은 일반적으로 “안정적인”메달에 귀속되기 때문에 나는 상상하지 못할 것입니다.

용출률은 열역학적 속성이 아니라 운동 학적 속성입니다.

용해가 항상 즉각적인 과정은 아닙니다. 소금과 설탕이 물에 용해되면 빠르지 만 아스피린 정제 나 수화 된 구리의 큰 결정체의 경우 훨씬 느립니다 ( II) 황산염 이러한 관찰은 두 가지 요인의 결과입니다 : 용해 속도 (kg / s)는 용해도 생성물 (온도에 따라 다름) 및 물질의 표면적과 관련이 있습니다. 고체가 용해되는 속도는 다음과 같습니다. 무정형 고체 및 표면적 (결정 크기) 및 다형성의 존재의 경우 결정도 또는 결여에 따라 다릅니다.- 용출 속도, Wikipedia

첨가제 (분산제) :

우리는 용질과 용매의 존재. 소수성 인 지방산을 물에 녹여야하는 경우 어떻게 하시겠습니까?

미셀 의 도움을받는 것이 좋습니다. . 이것은 지방이 혈액으로 운반되는 방식과 거의 동일하며 비누가 피부의 기름을 정화하는 데 사용하는 것과 동일한 메커니즘입니다.

가용화는 결과 유체는 결합 콜로이드를 포함하는 콜로이드 분산이기 때문에 용해. 이 현탁액은 실제 용액과 구별되며, 미셀 시스템에서 가용화물의 양은 용매에서 가용화물의 일반적인 용해도와 다를 수 있습니다 (종종 더 높음). – 기타 가용화, Wikipedia

$ \ hspace {3ex} $
$ \ hspace {7ex} $ _{분산제-Andreas Dries를 사용하여 물에서 지방 물질의 기타 가용화; 출처}

첨가물 (공통 이온 효과) :

공통 이온 효과 는 Le Chatelier의 원리 를 사용하여 특정 침전물의 용해도를 설명합니다. 용액에 유사한 이온이 있습니다.

예를 들어 황산 마그네슘의 희석 용액은 일부 황산구리 (II)가 용해되면 용해성이 떨어집니다.

이온 강도 :

공통 이온 효과와 관련된 개념을 확장하기 위해 이온 강도 가 정의됩니다.

용액의 이온 강도는 해당 용액의 이온 농도를 측정 한 것입니다. 이온 화합물은 물에 용해되면 이온으로 분리됩니다. 용액의 총 전해질 농도 해리 또는 다양한 염의 용해성 과 같은 중요한 속성에 영향을줍니다 . 이온이 용해 된 용액의 주요 특성은 이온 강도입니다.

용액의 이온 강도 $ I $ 는 함수입니다. 해당 용액에 존재하는 모든 이온의 농도. $$ I = \ frac {1} {2} \ sum \ limits ^ n_ {i = 1 } c_iz_i ^ 2 $$

여기서 $ c_i $ 는 이온의 몰 농도입니다. $ i $ (M, mol / L), $ z_i $ 는 해당 이온의 전하 번호이며 합계는 해결책. – 이온 강도, Wikipedia (Emphasis mine)

활동 계수에 대해 확장해야한다고 생각했으며, 활동 계수가 이상적인 솔루션의 이상적인 행동에서 어떻게 이탈하는지, 특히. Raoult ‘의 법칙에서 왔지만 지금은 ‘ 충분하다고 생각합니다. : P 그래도 부분 압력에 대한 설명이 필요했기 때문에 ‘ 압력 효과를 확장하지 않았습니다 ‘.