תהליך הפיתרון, הבדלים עם הידרציה ודוגמאות



ה הפיתרון הוא איחוד פיזי וכימי בין חלקיקים מומס ממס בפתרון. זה שונה מן הרעיון של מסיסות בעובדה כי אין שיווי משקל תרמודינמי בין מוצק חלקיקים מומס שלה.

איחוד זה אחראי למוצקים מומסים "נעלמים" לאור הצופים; כאשר למעשה, החלקיקים להיות מאוד קטנים בסופו של דבר "עטוף" על ידי גליונות של מולקולות ממס, אשר עושה את זה בלתי אפשרי לצפות בהם.

בתמונה העליונה מופיע תרשים כללי מאוד של הפיתרון של חלקיק M, M יכול להיות יון (M+) או מולקולה; ו S הוא מולקולה ממס, אשר יכול להיות כל תרכובת במצב נוזלי (אם כי זה יכול להיות גם גזי).

שים לב כי M מוקף בשישה מולקולות של S, המרכיבות את מה שמכונה תחום הפיתרון הראשוני. מולקולות אחרות של S במרחק גדול יותר אינטראקציה על ידי כוחות ואן דר ואלס עם לשעבר, יצירת כדור סולידציה משנית, וכן הלאה עד כמה סדר לא ניכר..

אינדקס

  • 1 תהליך הפיתרון
  • היבטים אנרגטיים
  • 3 אינטראקציות intermolecular
  • 4 הבדלים עם הידרציה
  • 5 דוגמאות
    • 5.1 סידן כלורי
    • 5.2 Úrea
    • 5.3 חנקתי אמוניום
  • 6 הפניות

תהליך הפיתרון

מולקולרית, איך תהליך הפיתוי? התמונה לעיל מסכמת את הצעדים הדרושים.

מולקולות ממס, בצבע כחול, מוזמנים בתחילה על ידי אינטראקציה זה עם זה (S-S); ואת החלקיקים (יונים או מולקולות) של מומס, של צבע סגול, לעשות את אותו הדבר עם חזק או חלש M- אינטראקציות M.

עבור solvation להתרחש, הן ממס ו מומס חייב להרחיב (החץ השני השחור) כדי לאפשר אינטראקציות ממס ממס (M-S).

זה בהכרח מרמז על ירידה של מומס סולו ממס ממס ממס אינטראקציות; ירידה הדורשת אנרגיה, ולכן, הצעד הראשון הוא אנדותרמי.

לאחר מומס את הממס ואת הממס הורחבו מולקולרית, שניהם לערבב להחליף מקומות בחלל. כל מעגל סגול בתמונה השנייה ניתן להשוות עם אחד בתמונה הראשונה.

שינוי במידת ההזמנות של החלקיקים יכול להיות מפורט בתמונה; הורה בהתחלה, וסולק בסוף. כתוצאה מכך, הצעד האחרון הוא exothermic, שכן היווצרות של אינטראקציות M-S החדש לייצב את כל החלקיקים המפרקים.

היבטים באנרגיה

מאחורי תהליך הפיתוי, יש היבטים אנרגטיים רבים שיש לקחת בחשבון. ראשית: אינטראקציות S-S, M-M ו- M-S.

כאשר האינטראקציות M-S, כלומר, בין המומס לבין הממס, הם מאוד מעולה (חזק ויציב) לעומת אלה של המרכיבים בודדים, אנחנו מדברים על תהליך הגילוי exothermic; ולכן, האנרגיה משוחררת לתוך המדיום, אשר ניתן לבדוק על ידי מדידת עליית הטמפרטורה עם מדחום.

אם, לעומת זאת, האינטראקציות של M-M ו- S-S חזקות יותר מהאינטראקציות של M-S, ואז כדי "להרחיב" הם יצטרכו יותר אנרגיה ממה שהם מרוויחים ברגע שהפיתור מסתיים..

לאחר מכן מדובר בתהליך של גמילה אנדותמית. זה המקרה, ירידה בטמפרטורה נרשם, או מה אותו דבר, הסביבה מתקררים.

ישנם שני גורמים בסיסיים המכתיבים אם מומס מומס או לא ממס. הראשון הוא השינוי של אנתלפיה של פירוק (ΔHdis), כפי שהוסבר זה עתה, והשני הוא השינוי באנטרופיה (ΔS) בין המומס לבין המומס המומס. באופן כללי, ΔS קשורה לעלייה בהפרעה המוזכרת לעיל.

אינטראקציות intermolecular

צוין כי הפיתרון הוא תוצאה של האיחוד הפיזי והכימי בין המומס לבין הממס; עם זאת, איך בדיוק אלה אינטראקציות או איגודים?

אם המומס הוא יון, M+, אינטראקציות יון שנקרא דיפול להתרחש (M+-S); ואם זה מולקולה, אז יהיו אינטראקציות דיפול דיפול או כוחות פיזור מלונדון.

כאשר אנו מדברים על אינטראקציות דיפול דיפול, הוא אמר כי יש רגע דיפול קבוע ב M ו S. לפיכך, האזור העשיר אלקטרונים δ- של M אינטראקציה עם האזור העניים של אלקטרונים δ + S. התוצאה של כל אלה אינטראקציות הוא היווצרות של מספר תחומי הפיתרון סביב M.

בנוסף, יש סוג אחר של אינטראקציות: רכז. כאן, מולקולות של S טופס תיאום (או dative) אג"ח עם M, ויצרו גיאומטריות שונות.

כלל בסיסי לשנן ולחזות את הזיקה בין המומס לבין הממס הוא: שווה נמס שווה. לכן, חומרים קוטביים להתמוסס בקלות רבה ממיסים קוטביים; ואת החומרים אפולו להתמוסס ממיסים אפולריים.

הבדלים עם הידרציה

כיצד שונה הפיתרון מהידרה? שני התהליכים זהים, למעט כי מולקולות S, של התמונה הראשונה, מוחלפים על ידי אלה של מים, H-O-H.

בתמונה העליונה ניתן לראות קטיון+ מוקף בשישה מולקולות H2O. שים לב כי אטומי החמצן (אדום) מכוונים לכיוון החיוב חיובי, כי הוא electronegative ביותר ולכן יש צפיפות שלילית הגבוהה ביותר δ-.

מאחורי כדור הידראציה הראשון, מולקולות מים אחרות מקובצות סביב קשרי מימן (OH2-הו2). אלו אינטראקציות מסוג ion-dipole. עם זאת, מולקולות מים יכול גם ליצור קשרים תיאום עם המרכז החיובי, במיוחד אם הוא מתכתי.

לפיכך, aquocomplexes המפורסם, M (OH2)n. כמו n = 6 בתמונה, שש מולקולות מכוונות סביב M ב אוקטהדרון של תיאום (הספירה הפנימית של הידרציה). בהתאם לגודל של M+, את גודל החיוב שלה, ואת הזמינות האלקטרונית שלה, אמר כדור יכול להיות קטן יותר או גדול יותר.

המים הם אולי הממס המפתיע מכולם: הוא ממיס כמות בלתי מוגבלת של מומסים, הוא קוטבי מדי ממס ויש לו קבוע דיאלקטרי גבוה באופן חריג (78.5 K).

דוגמאות

להלן שלוש דוגמאות של פיתרון במים.

סידן כלורי

על ידי הפירוק של סידן כלוריד במים, החום הוא שוחרר כאשר cation Ca הם solvated2+ ו אניונים Cl-. Ca2+ מוקף במספר מולקולות מים שוות או שוות משש (Ca2+-הו2).

כמו כן, Cl- מוקף אטומי מימן, אזור δ + של מים (Cl--ח2O). החום שוחרר יכול לשמש להמיס המוני קרח.

Úrea

במקרה של אוריאה, זוהי מולקולה אורגנית עם מבנה H2N-CO-NH2. כאשר solvated, H מולקולות2או ליצור גשרי מימן עם שתי קבוצות אמינו (-NH2-הו2) ועם קבוצת carbonyl (C = O-H)2O). אינטראקציות אלה אחראיות על מסיסותו הגדולה במים.

גם הפירוק שלה הוא endothermic, כלומר, זה cools מיכל המים שבו הוא הוסיף.

אמוניום חנקתי

אמוניום חנקתי, כמו אוריאה, הוא מומס שמקרר את ההתמוססות לאחר הפיתרון של ימיה. NH4+ solvates באופן דומה Ca2+, אם כי כנראה בגלל זה של גיאומטריה tetrahedral יש לה מולקולות פחות2או סביבו; ואת NO3- solvates באותו אופן כמו אניונים Cl- (הו2-הו2NO- H2O).

הפניות

  1. Glasstone S. (1970). אמנת הכימיה והפיזיקה. Aguilar, S.A, מדריד, ספרד.
  2. ויטן, דייוויס, פק & סטנלי. כימיה (8th ed.). למידה CNGAGE.
  3. אירה נ 'לוין. (2014). עקרונות הפיסיקוכימיה. מהדורה שישית. מק גרב היל.
  4. מילון Chemicool. (2017). הגדרת הגאולה מקור: chemicool.com
  5. בלפורד ר '(s.f.). תהליך הפיתרון. כימיה. מקור: chem.libretexts.org
  6. ויקיפדיה. (2018). הפיתרון מקור: en.wikipedia.org
  7. הרדינגר א. סטיבן. (2017). מילון מונחים של כימיה אורגנית: פתרון. מקור: chem.ucla.edu
  8. לגלוש גופי. (s.f.). תהליך הגאולה מקור: surfguppy.com