Ce factori descriu de ce compușii ionici se presupune că sunt solubili în orice solvent polar?

Compușii ionici nu sunt întotdeauna solubili în orice solvent polar. Depinde de solvent (dacă este apă sau un alt solvent mai puțin polar), indiferent dacă sunt solubile sau nu.

De asemenea, compușii ionici constituiți din ioni de mărime mică și / sau ioni cu încărcare dublă sau triplă și cationi cu dimensiuni similare cu anionii sunt adesea insolubili în apă.

Când se întâmplă că un compus ionic este de fapt solubil într-un solvent polar cum ar fi apa, aceasta este demnă de explicație, deoarece atracția electrostatică dintre ionii pozitivi și negativi este atât de puternică încât un compus simplu ionic ca sare de masă necesită o temperatură de 801 ° C să se topească.

Este necesară o alimentare cu energie înaltă pentru a demonta rețeaua ionică, numită entalpia lattică. Această "plată" energetică este compensată parțial de "câștigul" energetic datorat entalpie de solvatare, care rezultă din atracția dintre fiecare ion și multe molecule de solvenți care îl pot înconjura cu polaritățile opuse.

A sol ionat pot fi înconjurate de mai multe cochilii de molecule de solvent, în funcție de încărcătura și mărimea lor (dacă "ionul gol" are încărcătură mare și dimensiuni mici, acesta va purta un nor mai mare de molecule de solvent).

Majoritatea substanțelor ionice sunt dizolvate în apă endotermică, adică prin scăderea spontană a energiei termice din solvent și din mediul înconjurător. Aceasta este o dovadă că entalpia lattică este mai mare decât entalpia de solvatare.

Deci, este necesar un al doilea factor decisiv pentru a explica solubilitatea substanțelor ionice și a răspunde la întrebare. Aceasta este o statistică sau "factorul entropic"Prin dizolvarea substanței există o creștere a entropiei sau a" aleatorie "a mișcării, energiilor, pozițiilor, care se datorează trecerii de la structura foarte ordonată a rețelei solide, la o structură de tip dezordonat - a soluției Structura amestecului are probabilitate statistică mai mare (măsurată prin numărul de configurații echivalente sau "microstatele" corespunzătoare aceleiași macrostate "amestecate") decât macrostatul nemiscat.

Întotdeauna există o creștere a entropiei, de fiecare dată când un solid cristalin se dizolvă într-un solvent și este același proces favorizat care se întâmplă cu evaporarea, sublimarea sau difuzia.

Compusul ionic se dizolvă eventual în solvent dacă contribuția entropiei este suficientă pentru a compensa pierderea de entalpie care însoțește dizolvarea.

Aceasta poate fi tradusă cantitativ într-un criteriu de dizolvare spontană: "# # Delta_sG, care este variația energiei libere sau potențialul Gibbs, G = (H-TS), pentru procesul de dizolvare, ar trebui să fie negativ. "În formulele:

#Delta_sG = Delta_lH - TDelta_hS <0 #

Unde # # Delta_lH este entalpia lattică, pozitivă; # # Delta_hS este diferența de entropie de solvație și este convertită în dimensiuni energetice prin înmulțirea temperaturii absolute T. Contribuția entropiei # # -TDelta_hS este la fel de favorabilă (negativă) la dizolvare la fel de mult ca temperatura este ridicată. Astfel, comportamentul cel mai obișnuit pentru compușii ionici este de a deveni mai solubil pe măsură ce crește temperatura.

Dimpotrivă, acei compuși care se dizolvă exoterm (#Delta_lH <0 #) sunt caracterizate printr-o entalpie de solvatare care depășește entalpia zăcământului și sunt foarte solubile chiar și la temperaturi scăzute.