Hvorfor opløses nogle stoffer ikke i vand i noget mærkbart omfang?

1. Polaritet og "som opløses som"

* vand er et polært molekyle: Dette betyder, at det har en positiv og en negativ ende på grund af ujævn deling af elektroner.

* polære stoffer opløses i polære opløsningsmidler: Vand tiltrækker andre polære molekyler (som sukker eller salte) på grund af de elektrostatiske interaktioner mellem deres modsatte ladninger.

* ikke -polære stoffer opløses ikke i vand: Ikke -polære molekyler, som olier eller fedt, mangler disse ladninger. De er mere tiltrukket af hinanden end vand, så de forbliver adskilte.

2. Intermolekylære kræfter

* stærkere kræfter i opløstelsen: Nogle stoffer har stærkere intermolekylære kræfter (som hydrogenbinding) i sig selv, end de gør med vand. Dette gør det energisk ugunstigt for dem at bryde fra hinanden og interagere med vand. Eksempler inkluderer langkædede kulbrinter eller nogle polymerer.

3. Gitter Energy

* ioniske forbindelser: Nogle ioniske forbindelser (som calciumcarbonat) har stærke ioniske bindinger, der holder deres gitterstruktur sammen. Den energi, der kræves for at bryde disse bindinger, er større end den energi, der er opnået ved solvation ved vand.

4. Entropy

* Nedsat entropi: Når nogle stoffer opløses, reducerer de faktisk entropien af ​​opløsningen. Dette kan være ugunstigt, og stoffet opløses muligvis ikke godt.

5. Størrelse og form

* store eller komplekse molekyler: Meget store eller komplekse molekyler kan have problemer med at passe mellem vandmolekyler, hvilket gør solvation mindre sandsynlig.

6. Tilstedeværelse af funktionelle grupper

* hydrofobe grupper: Molekyler med store hydrofobe (vandafvisende) grupper, såsom lange kæder af kulbrinter, vil modstå opløsning i vand.

Eksempler:

* olie og vand: Olie er ikke -polært, mens vand er polært. De blandes ikke.

* sand: Sand er primært siliciumdioxid (SiO2), en meget stabil ionisk forbindelse med stærke bindinger.

* plast: Mange plast er lange kæder af ikke -polære kulbrinter, hvilket gør dem uopløselige i vand.

I resuméet afhænger opløseligheden af ​​et stof i vand af kræfteres balance mellem opløsningsmiddel og opløsningsmiddel. Hvis kræfterne, der favoriserer adskillelse, er stærkere end dem, der favoriserer blanding, vil stoffet ikke opløses.