РЕШЕЊЕ: ПОСТУПАК, РАЗЛИКЕ СА ХИДРАТАЦИЈОМ И ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2026

Солватације је физичка и хемијска потенцијала између супстанци честица и растварача у раствору. Од концепта растворљивости разликује се по томе што не постоји термодинамичка равнотежа између чврсте супстанце и њених растворених честица.

Овај савез одговоран је за то да растворени остаци „нестану“ у погледу гледалаца; у стварности, честице постају врло мале и на крају се "замотају" у листове молекула растварача, чинећи их немогућим посматрати.

Извор: Габриел Боливар

Врло општа скица солвације М честице је приказана на горњој слици М може бити или ион (М ⁺ ), или молекул; и С је молекул растварача, који може бити било које једињење у течном стању (мада може бити и гасовито).

Имајте на уму да је М окружен са шест молекула С, који чине оно што је познато као сфера примарне солвације. Остали молекули С на већој удаљености делују Ван дер Ваалс-ове силе са првом, формирајући сферу секундарне солвације, и тако даље, све док се неко редослед није очигледан.

Процес решавања

Извор: Габриел Боливар

Молекуларно, како напредује процес отапања? Слика изнад резимира потребне кораке.

Молекули растварача, који су плаве боје, у почетку су поредани, који међусобно делују (СС); и љубичасте растворене честице (јони или молекуле) чине исто са јаким или слабим ММ интеракцијама.

Да би дошло до солватирања, и растварач и растварач се морају проширити (друга црна стрелица) како би се омогућило интеракције растварача (МС).

Ово нужно подразумева смањење интеракције раствор-раствор и растварач; смањење које захтева енергију и због тога је овај први корак ендотермичан.

Једном када се растворени и растварач молекуларно шире, две се мешају и размењују места у простору. Сваки љубичасти круг на другој слици може се упоредити са оним на првој слици.

Промјена степена редоследа честица може се детаљно приказати на слици; наручени на почетку и неуредни на крају. Последица тога је да је последњи корак егзотермичан, јер формирање нових интеракција МС стабилише све честице у раствору.

Енергетски аспекти

Иза процеса солвације стоји много енергетских аспеката који се морају узети у обзир. Прво: СС, ММ и МС интеракције.

Када су интеракције МС, то јест између раствореног и растварача, много веће (јаке и стабилне) у поређењу с оним од појединачних компоненти, говоримо о егзотермном процесу солвације; и због тога се енергија ослобађа у медијум, што се може верификовати мерењем повећања температуре термометром.

Ако су, са друге стране, ММ и СС интеракције јаче од МС-а, тада ће им се „проширити“ требати више енергије него што добију након завршетка солвације.

Тада говоримо о процесу ендометријског отапања. У том случају се бележи пад температуре или оно што је исто, околина се хлади.

Постоје два основна фактора која диктирају да ли се растварач раствара у растварачу или не. Прво је промена ентталпије раствора (ΔХ _дис ), као што је управо објашњено, а друго је промена ентропије (ΔС) између раствореног и раствореног раствора. Генерално, ΔС је повезан са порастом поремећаја такође поменутим горе.

Интермолекуларне интеракције

Поменуто је да је солватизација резултат физичке и хемијске везе између раствора и растварача; међутим, какве су тачне интеракције или синдикати?

Ако је раствор ион, М ⁺ , настају такозване ионско-диполне интеракције (М ⁺ -С); а ако је молекул, тада ће доћи до интеракција дипола-дипола или лондонских сила расипања.

Када говоримо о интеракцијама дипола и дипола, каже се да у М и С. постоји трајни диполни моменат. Дакле, регион М богат δ-електронима узајамно делује са δ + регионима сиромашним електронима С. Резултат свих ових Интеракције су формирање неколико сфера солвације око М.

Уз то, постоји и друга врста интеракције: координативна. Овде С молекули формирају координационе (или дативне) везе са М, формирајући различите геометрије.

Основно правило за памћење и предвиђање афинитета између раствореног и растварача је: попут растварања попут. Због тога се поларне материје растварају врло лако у једнако поларним растварачима; а неполарне материје се растварају у неполарним растварачима.

Разлике са хидратацијом

Извор: Габриел Боливар

По чему се солвација разликује од хидратације? Два идентична процеса, осим што су молекуле С, на првој слици, замењене онима воде, ХОХ.

У горњем слици можете видети слово М ⁺ катјон окружен шест Х ₂ О молекула . Имајте на уму да су атоми кисеоника (црвене боје) усмерена ка позитивним набојем, јер је највише електронегативан и стога оба имају највећу негативну густину δ-.

Иза прве хидратације сфере, други молекули воде су груписане около водоничне везе (ОХ ₂ -ОХ ₂ ). Ово су јонско-диполне интеракције. Међутим, молекуле воде такође могу формирати координацијске везе с позитивним центром, посебно ако је метална.

Тако настају познати водени комплекси, М (ОХ ₂ ) _н . Пошто је н = 6 на слици, шест молекула је оријентисано око М у координационом октаедру (унутрашњој сфери хидратације). У зависности од величине М ⁺ , величине наелектрисања и његове електронске доступности, ова сфера може бити мања или већа.

Вода је можда најневероватније растварач од свих: раствара неизмерну количину раствора, превише је поларно растварач и има ненормално високу диелектричну константу (78,5 К).

Примери

У наставку су наведена три примера солвације у води.

Калцијум хлорид

Растварајући калцијум хлорид у води, топлота се ослобађа као Ца2 ⁺ катиони и солватови Цл ^- аниона . Ца ^{2+ окружен} броја молекула воде једнак или већи од шест (Ца ²⁺ -ОХ ₂ ).

Исто тако, Цл ^{- окружен} атома водоника, на δ + региону воде (Цл ^- -Х ₂ О). Ослобођена топлота може се користити за топљење леда.

Уреа

У случају урее, то је органски молекул са структуром Х ₂ Н - ЦО - НХ ₂ . Када растворене су Х ₂ О молекули формирају водоничне везе са две амино група (-НХ ₂ -ОХ ₂ ) и са карбонил групом (Ц = О-Х ₂ О). Ове интеракције су одговорне за његову велику растворљивост у води.

Исто тако, његово растварање је ендотермично, односно хлади посуду за воду у коју се додаје.

Амонијум нитрат

Амонијум нитрат, попут урее, је раствор који хлади раствор после солвације његових јона. НХ ₄ ⁺ је растворене на сличан начин као Ца ²⁺ , мада вероватно због своје тетраедарске геометрији има мање Х у ₂ О молекулима око њега; анд НО ₃ ^{- се} растворене на исти начин као Цл ^- (ОХ ₂ -О ₂ НО- Х ₂ О) ањона .

Референце

1. Гласстоне С. (1970). Уговор о хемији и физици. Агуилар, СА, Мадрид, Шпанија.
2. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. Хемија. (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.
3. Ира Н. Левине. (2014). Принципи физикохемије. Шесто издање. Мц Грав Хилл.
4. Цхемицоол Дицтионари. (2017). Дефиниција решења. Опоравак од: цхемицоол.цом
5. Белфорд Р. (друго). Процеси решавања. Цхемистри ЛибреТектс. Опоравак од: цхем.либретектс.орг
6. Википедиа. (2018). Решење. Опоравак од: ен.википедиа.орг
7. Хардингер А. Стевен. (2017). Илустровани појмовник органске хемије: решење. Опоравак од: цхем.уцла.еду
8. Сурф Гуппи. (сф) Процес спасења. Опоравило од: сурфгуппи.цом