15.5: Процес розчинення

Last updated

Oct 25, 2022
Save as PDF
- 15.4: Розчинна речовина та розчинник
- 15.6: Рідинно-рідкі розчини

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Багато людей починають свій день з чашки кави (інші п'ють каву цілий день). Кава, як правило, споживається, є різновидом рішення, іноді дуже складним. Сама кава заварена так, що матеріал з кавових зерен розчиниться в гарячій воді. Одні додають цукор, а інші додають молоко або вершки. У деяких районах країни латте популярні; разом з молоком можна додати один або кілька спеціальних ароматизаторів. Якою б не була ситуація, кінцевий результат - приємне рішення для пиття.

процес розпуску

Вода зазвичай розчиняє багато іонних сполук і полярних молекул. Неполярні молекули, такі як ті, що містяться в жирі або олії, не розчиняються у воді. Спочатку ми розглянемо процес, який відбувається, коли іонна сполука, така як кухонна сіль (хлорид натрію), розчиняється у воді.

Молекули води рухаються приблизно безперервно за рахунок своєї кінетичної енергії. Коли кристал хлориду натрію поміщається в воду, молекули води стикаються з кристалічною решіткою. Нагадаємо, що кристалічна решітка складається з чергуються позитивних і негативних іонів. Воду приваблює кристал хлориду натрію, оскільки вода полярна і має як позитивний, так і негативний кінець. Позитивно заряджені іони натрію в кристалі притягують кисневий кінець молекул води, оскільки вони частково негативні. Негативно заряджені іони хлориду в кристалі притягують водневий кінець молекул води, оскільки вони частково позитивні. Дія полярних молекул води розбирає кристалічну решітку (див. Зображення нижче).

Малюнок $\PageIndex{1}$ : Розчинення хлориду натрію у воді.

Після виходу з кристала окремі іони потім оточені частинками розчинника в процесі, який називається сольвацією. Зверніть увагу, що окремі $\ce{Na^+}$ іони оточені молекулами води з атомом кисню, орієнтованим поблизу позитивного іона. Так само іони хлориду оточені молекулами води з протилежною орієнтацією. Гідратація - це процес розчинених частинок, оточених молекулами води, розташованими певним чином. Гідратація допомагає стабілізувати водні розчини, запобігаючи зближення позитивних і негативних іонів і утворюючи осад.

Столовий цукор - це сахароза $\left( \ce{C_{12}H_{22}O_{11}} \right)$ , і є прикладом молекулярної сполуки. Твердий цукор складається з окремих молекул цукру, скріплених між собою міжмолекулярними силами притягання. Коли вода розчиняє цукор, він відокремлює окремі молекули цукру, порушуючи сили притягання, але не розриває ковалентні зв'язки між атомами вуглецю, водню та кисню. Розчинені молекули цукру також гідратовані, але без такої чіткої орієнтації на молекули води, як у випадку з іонами. Молекули цукру містять багато $\ce{-OH}$ груп, які можуть утворювати водневі зв'язки з молекулами води, допомагаючи утворенню розчину сахарози.

Резюме

Рух молекул води допомагає розщеплювати взаємодії між твердими іонами або молекулами.
Сольвація передбачає навколишні іони з частинками розчинника.
Іонні молекули розчинених речовин гідратовані (оточені молекулами води в певній орієнтації).