Anong mga kadahilanan ang naglalarawan kung bakit ang mga ionic compound ay parang natutunaw sa anumang polar solvent?

Anong mga kadahilanan ang naglalarawan kung bakit ang mga ionic compound ay parang natutunaw sa anumang polar solvent?
Anonim

Ang mga Ionic compound ay hindi palaging natutunaw sa anumang polar na pantunaw. Depende ito sa solvent (kung ito ay tubig o isa pang mas kaunting polar solvent) kung sila ay natutunaw o hindi.

Gayundin, ang mga ionic compound na binubuo ng mga maliliit na ions, at / o ions na may double o triple charge, at mga kation na may katulad na sukat sa anion, ay kadalasang hindi malulutas sa tubig.

Kapag nangyayari na ang isang ionic compound ay talagang natutunaw sa polar solvent tulad ng tubig, ito ay karapat-dapat ng paliwanag, dahil ang electrostatic na atraksyon sa pagitan ng mga positibo at negatibong ions ay napakalakas na ang isang simpleng ionic compound bilang table salt ay nangangailangan ng temperatura ng 801 ° C upang makakuha ng tinunaw.

Ang isang mataas na suplay ng enerhiya ay kinakailangan upang mabawasan ang ionic na sala-sala, na tinatawag lattice enthalpy. Ang masiglang "pagbabayad" ay bahagyang nabayaran ng "pakinabang" ng enerhiya dahil sa kalungkutan enthalpy, na nagreresulta mula sa pagkahumaling sa pagitan ng bawat Ion at ng maraming mga molecule ng may kakayahang makapagpaligid sa kanilang mga polaridad.

A solvated ion maaaring napalibutan ng ilang mga shell ng mga may kakayahang makabayad ng timbang molecule, depende sa kanyang singil at sukat (kung ang "naked ion" ay may mataas na singil at maliit na sukat, magdadala ito ng mas malaking "ulap" ng mga may kakayahang makapagpuno ng molecule).

Ang karamihan ng mga ionic na substansiya ay dissolved sa tubig endothermically, i.e. pamamagitan ng spontaneously pagbabawas ng thermal enerhiya mula sa may kakayahang makabayad ng utang at kapaligiran. Ito ay isang katibayan na ang lattice enthalpy ay mas mataas kaysa sa kaligtasan ng entalpy.

Kaya, ang isang ikalawang pangwakas na kadahilanan ay kinakailangan upang ipaliwanag ang solubility ng ionic sangkap at upang sagutin ang tanong. Ito ay isang istatistika o "entropic factor"Sa pamamagitan ng dissolving ang substance mayroong isang pagtaas ng entropy o" randomness "ng paggalaw, energies, mga posisyon, na dahil sa pagpasa mula sa napaka order na istraktura ng solid sala-sala, sa isang disordered - uri ng gas istraktura - ng solusyon Ang istraktura ng halo ay may mas mataas na statistical probability (sinusukat ng bilang ng mga katumbas na kumpigurasyon o "microstates" na katumbas ng parehong "halo-halong" macrostate) kaysa sa walang pinag-isang macrostate.

Mayroong palaging isang pagtaas sa entropy, sa tuwing ang isang crystallline solid ay dissolves sa isang may kakayahang makabayad ng utang, at ito ay ang parehong uri ng napaboran proseso na mangyayari sa pagsingaw, pangingimbabaw o pagsasabog.

Ang ionic compound ay tuluyang natutunaw sa solvent kung ang kontribusyon ng entropy ay sapat upang mabawi ang pagkawala ng entalpy na kasama ang paglusaw.

Ito ay maaaring isalin nang dami sa isang pamantayan para sa kusang pagbulusok: "# Delta_sG #, iyon ay ang pagkakaiba-iba ng libreng enerhiya, o Gibbs potensyal, G = (H-TS), para sa proseso ng disolution, ay dapat na negatibo. "Sa mga formula:

#Delta_sG = Delta_lH - TDelta_hS <0 #

kung saan # Delta_lH # ay ang lattice enthalpy, positibo; # Delta_hS # ay ang solvation entropy pagkakaiba, at ito ay convert sa enerhiya sukat sa pamamagitan ng multiply ang absolute temperatura T. Ang entropy kontribusyon # -TDelta_hS # ay kasang-ayon (negatibo) sa paglusaw ng mas maraming temperatura ay mataas. Kaya ang pinaka-karaniwang pag-uugali para sa mga ionic compound ay upang maging mas matutunaw bilang pagtaas ng temperatura.

Sa kabaligtaran, ang mga compounds na kung saan matunaw ang kanilang mga sarili exothermically (#Delta_lH <0 #) ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang kaluluwa enthalpy na lumampas sa lattice enthalpy, at ay lubhang natutunaw kahit na sa mababang temperatura.