Faktor-faktor apa yang menerangkan mengapa sebatian ionik sepatutnya larut dalam mana-mana pelarut polar?

Sebatian ionik tidak selalu larut dalam sebarang pelarut polar. Ia bergantung kepada pelarut (jika ia adalah air atau satu lagi pelarut polar kurang) sama ada ia larut atau tidak.

Juga, sebatian ionik yang dibentuk oleh ion-ion saiz kecil, dan / atau ion dengan cas double atau triple, dan kation dengan dimensi yang sama kepada anion, sering tidak larut dalam air.

Apabila ia berlaku bahawa sebatian ionik sebenarnya larut dalam pelarut polar seperti air, ini adalah penjelasan yang tepat, kerana tarikan elektrostatik antara ion positif dan negatif sangat kuat sehingga sebatian ionik sederhana sebagai garam meja memerlukan suhu 801 ° C untuk mendapatkan cair.

Bekalan tenaga yang tinggi diperlukan untuk menurunkan kekisi ionik, yang dipanggil entalpi kekisi. "Pembayaran" yang bertenaga ini sebahagiannya dikompensasikan oleh "keuntungan" tenaga kerana enthalpy solvation, yang dihasilkan dari tarikan antara setiap ion dan banyak molekul pelarut yang boleh mengelilinginya dengan polariti bertentangan.

A ion terlarut boleh dikelilingi oleh beberapa cangkerang molekul pelarut, bergantung kepada caj dan saiznya (jika "ion telanjang" mempunyai caj tinggi dan saiz kecil, ia akan membawa "awan" molekul pelarut yang lebih besar).

Sebilangan besar bahan ionik dibubarkan dalam air endothermically, iaitu secara spontan mengurangkan tenaga haba dari pelarut dan alam sekitar. Ini adalah bukti bahawa entalpi kekisi lebih tinggi daripada enthalpy solvation.

Oleh itu, faktor penentu kedua diperlukan untuk menjelaskan keterlarutan bahan ionik dan untuk menjawab soalan. Ini adalah statistik atau "faktor entropik"Dengan membubarkan bahan terdapat peningkatan entropi atau" rawak "gerakan, tenaga, kedudukan, yang disebabkan oleh laluan dari struktur yang diperintahkan kisi pepejal, kepada struktur jenis gas yang tidak disusun - penyelesaiannya Struktur campuran mempunyai kebarangkalian statistik yang lebih tinggi (diukur dengan bilangan konfigurasi yang sama atau "mikrostat" yang bersamaan dengan makrostat "bercampur" yang sama) daripada makrostat yang tidak bercampur.

Selalunya terdapat peningkatan entropi, setiap kali suatu larutan kristal larut dalam pelarut, dan ia adalah jenis proses yang disukai yang sama dengan penyejatan, pemejalwapan atau penyebaran.

Kompaun ionik akhirnya larut dalam pelarut jika sumbangan entropi mencukupi untuk mengimbangi kehilangan entalpi yang menyertai pembubaran.

Ini boleh diterjemahkan secara kuantitatif dalam kriteria untuk pembubaran spontan: "# Delta_sG #, iaitu variasi tenaga bebas, atau potensi Gibbs, G = (H-TS), untuk proses pembubaran, harus negatif. "Dalam formula:

#Delta_sG = Delta_lH - TDelta_hS <0 #

di mana # Delta_lH # adalah entalpi kisi, positif; # Delta_hS # adalah perbezaan entropi solving, dan ia ditukarkan dalam dimensi tenaga dengan mendarabkan suhu mutlak T. Sumbangan entropi # -TDelta_hS # adalah sebagai menguntungkan (negatif) untuk pembubaran sebanyak suhu tinggi. Oleh itu, tingkah laku yang paling biasa untuk sebatian ionik menjadi lebih larut apabila suhu meningkat.

Sebaliknya, sebatian yang membubarkan diri secara exothermically (#Delta_lH <0 #) dicirikan oleh enthalpy solvation yang melebihi entalpi kekisi, dan sangat larut walaupun pada suhu rendah.