בפשטות רבה, אתה מסביר את הסיבה לכלל המסיסות הזה על ידי התחשבות בדרישות האנרגיה לשבירת כוחות בין-מולקולריים בין המולקולות בממיס לבין הממיס.

הערה: זהו הסבר פשוט בלבד מכיוון שהוא תלוי גם בגורמים אחרים כגון שינוי באנטרופיה

הנה כמה מידע רקע על כוחות בין-מולקולריים. בחומרים שאינם קוטביים, ישנם כוחות פיזור בין כל מולקולה. כוחות פיזור אלה הם חלשים יחסית ולכן הם דורשים מעט אנרגיה כדי לשבור אותם. בחומרים קוטביים יש דיפול דיפול וקשר מימן (תלוי בחומר) בין כל מולקולה. כוחות אלה חזקים בהרבה מכוחות פיזור ודורשים יותר אנרגיה כדי להישבר.

כעת נבחן את המקרים הבאים:

ממס וממיס לא קוטבי

כדי שהמוסס יתמוסס, פיזור הכוחות בין המולקולות במומס והממס צריך להישבר. זה דורש מעט מאוד אנרגיה. אולם כאשר המומס מתמוסס לממיס, הם מסוגלים ליצור כוחות פיזור זה עם זה. יצירת הכוחות הללו משחררת מעט מאוד אנרגיה. במילים פשוטות, נדרשת מעט מאוד אנרגיה כדי לשבור את הכוחות ומעט מאוד אנרגיה שמשתחררת בעת יצירת הכוחות. מכאן שבסך הכל הכל מתאזן והתהליך מתרחש.

ממס לא קוטבי וממיס קוטבי (ולהיפך)

להמסה המומסת לתוך ממס, הן כוחות פיזור והן כוחות דיפול דיפול נשברים הדורשים כמות גדולה של אנרגיה. עם זאת המולקולות במומס ובממס מסוגלות ליצור כוחות פיזור זה עם זה (מכיוון ששניהם אינם קוטביים). זה רק משחרר מעט מאוד אנרגיה. לכן בסך הכל נדרשת יותר אנרגיה משחרור ומכאן שהתהליך לא יקרה.

ממס קוטבי וממיס

כדי שהמוסס יתמוסס לממס, נשברים כוחות דיפול דיפול שדורשים כמות גדולה של אנרגיה. אולם כאשר הם מתמוססים, המולקולות במומס ובממס מסוגלות ליצור כוחות דיפול דיפול המשחררים כמות גדולה של אנרגיה. לכן בסך הכל הכל מתאזן והתהליך מתרחש.

TL; DR

זה בגלל ששינויים באנתלפיה של פתרון בדרך כלל לא מעדיפים פירוק.

גרסה ארוכה יותר:

כדי להסביר זאת, בדרך כלל ניתן הסבר לשינוי האנתלפיה. לצורך ההבנה, בואו נראה מה קורה כששתי תרכובות מתמוססות. קחו לדוגמא אתנול המומס במים. הנה תמצית מה שקורה:

1. הכוחות הבין מולקולריים (כלומר קשרי מימן במקרה זה) במים מתפרקים. $ \ rm \ color {green} {(endothermic)} $
2. הכוחות הבין-מולקולריים באתנול מתפרקים. $ \ rm \ color {green} {(endothermic)} $
3. נוצר כוח ומשיכה חדשים בין מולקולות האתנול והמים. $ \ rm \ color {red} {(exothermic)} $
   $ \ hspace {12ex} $
   $ \ hspace {22ex} $ _{אתנול ומים היוצרים קשרים מימן; מקור}

זה קורה לכל שני מינים שיתמוססו זה בזה. עבור מומסים יוניים, 'מחשוף הקשר' הוא למעשה הסריג המתפרק. אז היית מצפה לתהליך אנדותרמי עם השגת אנרגיה השווה לאנתלפיה של יצירת סריג.

עליך להקפיד על שני דברים:

• מסיסות אינה לא בינארי. בדרך כלל עלינו לציין זאת במילים קצרות ומובנות (כלומר בקהל גדול), ולכן אנו משתמשים בה. האם גבס אינו מסיס במים כמו סידן פחמתי או מסיס כמו חומצה פרופנואית? (חומצה פרופאנית ניתנת לתערובת במים ב- RTP ו- STP)
• ש"לא קוטבי מתמוסס בקוטב "אינו מדויק. מומסים לא קוטביים הם בדרך כלל לא מסיסים בממיסים קוטביים. אנחנו יכולים לחשוב בקלות על חריגים. מי ברום הם דוגמה להתחלה, אך בהחלט לא הדוגמה המדהימה ביותר.

אז השאלה שעולה בראש היא,

אם תהליך הפירוק הולך להיות זהה למולקולות קוטביות או לא קוטביות ובאותה מידה זהה למולקולות עם קשר מימן ו לתרכובות יוניות, מדוע חלק מהמומסים אינם מסיסים בממיסים מסוימים?

כפי שראינו, ישנם שני תהליכים אנדותרמיים ותהליך אקסותרמי אחד מעורב. במילים פשוטות מאוד, תשובה ראשונית לשאלתך היא כי "מכיוון שדיפולות המושרות ידועות כאחת האינטראקציות הבין-מולקולריות החלשות ביותר, ולכן יחסי הגומלין עם הממס הממוס לא היו משחררים מספיק אנרגיה בזמן היווצרותם, אז $ \ Delta H > 0 $ . פירוש הדבר שמבחינה תרמו-דינמית, זה יותר נוח לאינטראקציה בין ממס-ממס ולא להישבר ולכן אין פירוק".

לסיכום הייתי אומר "כן, הקוטביות של המומס / הממיס ממלאת כלל חשוב בקביעת מסיסות או חוסר מסיסות. אבל זה לא המחצית." סקירה קטנה של העניין תמצאו למטה.

$ \ color {grey} {\ textit {אני אפילו לא יודע למה אני עושה את זה .} \\\ \ textit {כלל כללי, מרשם ניתן להסביר בעיקר על ידי תפיסה פשטנית אחרת של העניין.} \\\ \ textit {אל תקראו אם אינכם מעוניינים.}} $ span >

עם זאת, רק התחשבות באנטלפיה אינה מדויקת מבחינה מדעית. לפחות, זה לא מה שקורה בחיים האמיתיים. משמעות האנטלפיה קשורה ל טמפרטורה ולחץ קבועים. זה לא מה שקורה בכימיה האמיתית.

בתור התחלה, עדיף אם ניקח בחשבון את ההשפעה ההידרופובית (הקשורה לאנטרופיה), גודל המין המומס, קצב הפירוק, אפקט היונים הנפוץ , כוח יוני.

ההשפעה ההידרופובית:

בדיוק כמו שמערכת מעדיפה את האנרגיה הפחות פוטנציאלית, היא מעדיפה אי סדר. ההשפעה ההידרופובית יכולה להסביר טוב יותר מדוע מולקולות לא קוטביות מסוימות אינן יכולות להתמוסס במים:

ההשפעה ההידרופובית היא הנטייה הנצפית של חומרים לא קוטביים להתאגר בתמיסה מימית ולהוציא מולקולות מים. זה קורה מכיוון שיחסי גומלין בין המולקולות ההידרופוביות מאפשרים למולקולות מים להיקשר בצורה חופשית יותר, מה שמגדיל את האנטרופיה של המערכת. פירוש המילה הידרופובי פשוטו כמשמעו "יראת מים", והיא מתארת ​​את ההפרדה והדחייה לכאורה בין מים לחומרים שאינם קוטביים. - האפקט ההידרופובי, ויקיפדיה

במילים פשוטות, הסיבה לכך אינה מובנת היטב. הסבר מפושט הוא שמבנה המים מאפשר להם לקבל שלוש דרגות חופש והוא יכול ליצור ארבע קשרי מימן. אם הוא עושה זאת, הוא לא יכול להתמצא בצורה הכי קלה שיכולה וכך האנטרופיה תפחת. לכן, כדי להעדיף אנטרופיה, זה צריך לקרות מינימלי.

אם אתה רוצה ללמוד אנטרופיה של ערבוב, המאמר המקושר בויקיפדיה הוא נחמד מאוד.

גודל המין:

$ \ ce {AgCl} $ הוא פחות מסיס במים מאשר $ \ ce {AgNO3} $ . ניתן לתאר זאת בצורה הטובה ביותר בכך שיוני כסף וכלור הם כמעט באותו הגודל, ומכאן שהם עשויים להיות ארוזים הדוקים יותר יחד. כלומר קשה יותר להתפרק ו'להתמוסס '.

שים לב ש"כמו מתמוסס כמו "או כל כללים דומים אינם יכולים להסביר זאת. למעשה, מיקומו המרשים של האלקטרון ביון החנקתי יכול להסביר את הטווח העצום של חנקות מסיסות.

קצב הפירוק:

האם עדיין היית מתקשר מין מסיס אם הוא מתמוסס בממיס בפרק זמן רחב מספיק? אני לא יכול לדמיין שלא, מכיוון שלמין הרדיואקטיבי עם תקופות מחצית חיים ארוכות מספיק מיוחסת המדליה 'יציבה'.

קצב הפירוק אינו מאפיין תרמודינמי, אלא קינטי.

פירוק אינו תמיד תהליך מיידי. זה מהיר כאשר מלח וסוכר מתמוססים במים, אך הרבה יותר איטי עבור טבליה של אספירין או גביש גדול של סולפט נחושת (II). תצפיות אלה הן תוצאה של שני גורמים: קצב ההמסיסות (בק"ג / שנייה) קשור למוצר המסיסות (תלוי בטמפרטורה) ושטח הפנים של החומר. המהירות בה מומס מוצק עשויה להיות תלויה בגבישותו או בהיעדרו במקרה של מוצקים אמורפיים ושטח הפנים (גודל גבישי) ובנוכחות פולימורפיזם. - קצב הפירוק, ויקיפדיה

תוספים (פיזורים):

אין חובה שנשקול רק קיום של מומס והממס . מה היית עושה אם היית צריך להמיס חומצת שומן (שהיא הידרופובית) במים?

קבלת עזרה מ micelles היא דרך. זה באופן גס אותו אופן של העברת שומנים בדם, ובאותה מנגנון סבונים משתמשים לניקוי שמן מעורך. הכרוך בקולואיד אסוציאציה. השעיה זו נבדלת מתמיסה אמיתית, וכמות הסולוביליזט במערכת המיסלרית יכולה להיות שונה (לרוב גבוהה יותר) מהמסיסות הרגילה של הסולוביליזט בממיס. - פיתרון מייקלרי, ויקיפדיה

$ \ hspace {3ex} $
$ \ hspace {7ex} $ _{המיסול המיקרלרי של חומר שומני במים בעזרת פיזור -Andreas Dries; מקור}

תוספים (אפקט היון המשותף):

אפקט היונים הנפוץ משתמש ב העיקרון של Le Chatelier להסביר את המסיסות הפחותה של משקע מסוים בגלל קיומו של יון דומה בתמיסה.

למשל, תמיסה מדוללת של מגנזיום סולפט פחות מסיסה אם מומס נחושת (II) סולפט.

חוזק יוני:

כדי להרחיב את המושגים הקשורים אפקט יון נפוץ, חוזק יונים מוגדר:

חוזק היונים של תמיסה הוא מדד לריכוז היונים בתמיסה זו. תרכובות יוניות, כאשר הן מומסות במים, מתנתקות ליונים. ריכוז האלקטרוליטים הכולל בתמיסה ישפיע על תכונות חשובות כגון ניתוק או מסיסות של מלחים שונים . אחד המאפיינים העיקריים של תמיסה עם יונים מומסים הוא חוזק היונים.

חוזק היונים, $ I $ , של פתרון הוא פונקצית הריכוז של כל ה יונים הקיימים בפתרון זה. $$ I = \ frac {1} {2} \ sum \ limits ^ n_ {i = 1} c_iz_i ^ 2 $$

כאשר $ c_i $ הוא הריכוז הטוחני של יון $ i $ (M, mol / L), $ z_i $ הוא מספר המטען של אותו יון, והסכום נלקח על כל היונים בפתרון. - כוח יוני, ויקיפדיה (הדגש שלי)