Back to chapter

12.1:

Vorming van Oplossingen

JoVE Core
Química
É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo.  Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
JoVE Core Química
Solution Formation

Idiomas

COMPARTILHAR

Een oplossing is een homogeen mengsel van twee componenten. De belangrijkste component wordt het oplosmiddel genoemd, terwijl de kleine component de opgeloste stof wordt genoemd. Afhankelijk van de fysische toestand van het oplosmiddel, kan een oplossing een vaste stof zijn, zoals een legering zoals messing, gasvormig, zoals lucht, en vloeistof, zoals een zoutoplossing.Vloeibare oplossingen kunnen ook gassen of andere vloeistoffen bevatten die zijn gemengd in een vloeibaar oplosmiddel. Als het oplosmiddel water is, wordt de oplossing waterig genoemd. Een opgeloste stof die is opgelost in een ander oplosmiddel dan water, zoals jodium in tetrachloorkoolstof, vormt een niet-waterige oplossing.Eén oplosmiddel kan niet alle opgeloste stoffen oplossen. Zout lost op in water, maar olie scheidt zich af. Zo wordt gezegd dat zout oplosbaar is, terwijl olie onoplosbaar is in water.Oplosbaarheid is de maximale hoeveelheid opgeloste stof die bij een bepaalde temperatuur in een bepaalde hoeveelheid oplosmiddel zal oplossen. Oplosbaarheid hangt zowel af van de intermoleculaire krachten tussen de opgeloste stof en oplosmiddelmoleculen als van de neiging tot mengen, die wordt aangedreven door een toename in entropie van het systeem. Entropie is een thermodynamische meting van energieverspreiding of wanorde.Een proces vindt spontaan plaats wanneer de totale entropie toeneemt. Denk aan twee gassen gescheiden door een barrière. Als de barrière wordt verwijderd, mengen de twee gassen spontaan tot een enkele, homogene oplossing.Bij lage druk en gematigde temperatuur zijn er geen significante intermoleculaire krachten tussen hun samenstellende moleculen. De gassen gedragen zich dus als ideale gassen. Hier verlaagt het vormen van een oplossing niet de potentiële energie van de atomen, maar kan hun kinetische energie nu over een groter volume worden verdeeld.Deze verspreiding van energie verhoogt de entropie van elk van de gassen, waardoor oplossingsvorming een spontaan proces wordt.

12.1:

Vorming van Oplossingen

There is no one solvent that can dissolve every type of solute. Some substances that readily dissolve in a certain solvent might be insoluble in a different solvent. A simple way to predict which substances dissolve in which solvent is the phrase "like dissolves like". This means that polar substances, such as salt and sugar, dissolve in a polar substance like water. In contrast, non-polar substances are more soluble in non-polar solvents such as carbon tetrachloride.

This selective solubility can be explained by the intermolecular forces within the molecules of solute and solvent and those between solute and solvent molecules in solution. Stronger intermolecular forces between the solute molecules and solvent molecules ensure greater solubility of the solute in the solvent. Ionic interactions and hydrogen bonding that usually hold polar solutes together can only be overcome by other strong forces, like the dipole-dipole attractions between polar solute molecules and polar solvent molecules.

Dispersion forces between non-polar solutes are overcome predominantly by dispersion forces between the non-polar solute molecules and the non-polar solvent molecules and are not strong enough to break polar interactions. While non-polar substances like iodine and carbon dioxide can dissolve in water, their solubility is limited.

A solution must be homogeneous; that is, it must have a uniform appearance and the same concentration of the solute throughout the solvent. Consider a sugar syrup and pure water are in the same tank but separated by a barrier. When the barrier is removed, the liquids mix together spontaneously to form a homogeneous solution. This phenomenon is called concentration equilibration.