ما هي العوامل التي تصف لماذا من المفترض أن تكون المركبات الأيونية قابلة للذوبان في أي مذيب قطبي؟

المركبات الأيونية ليست دائما قابلة للذوبان في أي مذيب قطبي. يعتمد ذلك على المذيب (إذا كان ماء أو مذيب ا آخر أقل قطبية) سواء أكان قابلا للذوبان أم لا.

أيضا ، المركبات الأيونية التي تتكون من أيونات صغيرة الحجم ، و / أو أيونات ذات شحنة مزدوجة أو ثلاثية ، والكاتيونات ذات أبعاد مماثلة للأنيون ، غالب ا ما تكون غير قابلة للذوبان في الماء.

عندما يحدث أن تكون المركبات الأيونية قابلة للذوبان فعلي ا في مذيب قطبي مثل الماء ، فإن هذا أمر يستحق التوضيح ، لأن الانجذاب الإلكتروستاتيكي بين الأيونات الموجبة والسالبة قوي للغاية بحيث يتطلب مركب أيوني بسيط مثل ملح الطعام أن درجة حرارة 801 درجة مئوية للحصول على ذاب.

إن إمداد الطاقة العالي ضروري لإلغاء الشبكة الأيونية ، وهذا ما يسمى شعرية enthalpy. هذا "الدفع" النشط يتم تعويضه جزئي ا بواسطة "ربح" الطاقة المستحق محاليل الخلط، الناتجة عن الجذب بين كل الأيونات والعديد من جزيئات المذيبات التي يمكن أن تحيط بها بأقطابها المعاكسة.

ا أيون المذيبات يمكن أن تكون محاطة بعدة قذائف من جزيئات المذيبات ، وفق ا لشحنها وحجمها (إذا كان "الأيون العاري" له شحنة عالية وصغر الحجم ، فسيحمل "سحابة" أكبر من جزيئات المذيبات).

يتم إذابة غالبية المواد الأيونية في الماء ماص ا للحرارة ، أي بطرح الطاقة الحرارية تلقائي ا من المذيبات والبيئة. هذا دليل على أن المحتوى الحراري الشبكي أعلى من المحتوى الحراري.

لذلك ، فإن العامل الحاسم الثاني ضروري لشرح قابلية ذوبان المواد الأيونية والإجابة على السؤال. هذا إحصائي أو "عامل الانتروبيا". عن طريق إذابة المادة ، هناك زيادة في الانتروبيا أو" العشوائية "للحركة ، الطاقات ، المواقف ، وهذا يرجع إلى الانتقال من الهيكل المرتب للغاية للشبكة الصلبة ، إلى بنية غير منتظمة - بنوع الغاز - من المحلول يحتوي هيكل الخليط على احتمالية إحصائية أعلى (تقاس بعدد التكوينات المكافئة أو "microstates" المقابلة لنوع الماكرو الكلي "المختلط") مقارنة بالهيكل غير المختلط.

هناك دائم ا زيادة في الانتروبيا ، في كل مرة تذوب المادة الصلبة البلورية في المذيب ، وهي نفس النوع من العمليات المفضلة التي تحدث مع التبخر أو التسامي أو الانتشار.

يذوب المركب الأيوني في النهاية في المذيب إذا كانت مساهمة الإنتروبي كافية لتعويض فقدان الأثلين الذي يصاحب الذوبان.

هذا يمكن ترجمته كميا في معيار الذوبان التلقائي: "# # Delta_sG، وهذا هو التباين في الطاقة الحرة ، أو Gibbs المحتملة ، G = (H-TS) ، لعملية الانحلال ، يجب أن تكون سالبة ". في الصيغ:

#Delta_sG = Delta_lH - TDelta_hS <0 #

أين # # Delta_lH هو شعرية enthalpy ، إيجابية ؛ # # Delta_hS هو فرق الانصهار بالذوبان ، ويتم تحويله في أبعاد الطاقة عن طريق ضرب درجة الحرارة المطلقة T. مساهمة الانتروبيا # # -TDelta_hS هو موات (سلبي) للانحلال بقدر ارتفاع درجة الحرارة. وبالتالي فإن السلوك الأكثر شيوع ا للمركبات الأيونية هو أن تصبح أكثر قابلية للذوبان مع زيادة درجة الحرارة.

على العكس من ذلك ، تلك المركبات التي تذوب نفسها طارد ا للحرارة (#Delta_lH <0 #) تتميز بمحلول انحلالي يتجاوز الشبكية الشبكية ، وهي قابلة للذوبان بشدة حتى في درجات الحرارة المنخفضة.