Proč se látky rozpouští?
Dobrý den,
měla bych dotaz. Teď jsem se dočetla, že:
- rozpustné ve vodě a nerozpustné v nepolárních rozpouštědlech jsou látky s iontovou strukturou nebo látky, které mohou disociovat na ionty
- nerozpustně ve vodě a rozpustné v nepolárních jsou látky s molekulovou strukturou/s kovalentními vazbami
- polární látky se rozpouštějí ve vodě (NaCl)
- nepolární v nepolárních (olej v benzínu)
A vǔbec nechápu čím to je, jak bych to vysvětlila. Když je látka nepolární, tak má rozdíl elektronegativit 0-0,4, to ještě chápu, ale čím to, že se rozpouští taky v nepolární látce a naopak v látce polární se vǔbec nerozpouští? Protože se s ní nepřitahuje? A když se třeba sůl rozpadne na Ionty Na a Cl, tak se spojují s vodou protože voda se taky rozdělí na OH a H? Já už nevím :( Vysvětlil by mi to prosím někdo?
měla bych dotaz. Teď jsem se dočetla, že:
- rozpustné ve vodě a nerozpustné v nepolárních rozpouštědlech jsou látky s iontovou strukturou nebo látky, které mohou disociovat na ionty
- nerozpustně ve vodě a rozpustné v nepolárních jsou látky s molekulovou strukturou/s kovalentními vazbami
- polární látky se rozpouštějí ve vodě (NaCl)
- nepolární v nepolárních (olej v benzínu)
A vǔbec nechápu čím to je, jak bych to vysvětlila. Když je látka nepolární, tak má rozdíl elektronegativit 0-0,4, to ještě chápu, ale čím to, že se rozpouští taky v nepolární látce a naopak v látce polární se vǔbec nerozpouští? Protože se s ní nepřitahuje? A když se třeba sůl rozpadne na Ionty Na a Cl, tak se spojují s vodou protože voda se taky rozdělí na OH a H? Já už nevím :( Vysvětlil by mi to prosím někdo?
Odpovědi
Diskuze
Do struktury polárních rozpouštědel se velmi dobře vestavují polární molekuly nebo nabité částice - ionty. Molekuly rozpouštědla se okolo nich organizují a jev označujeme jako solvataci iontů nebo polárních molekul. Dipóly molekul rozpouštědla současně oslabují elektrostatické síly, kterými na sebe působí dipólové molekuly pevné látky nebo ionty v iontových krystalech. Energie, uvolněná při solvataci rozpuštěných částic tento pochod podporuje i energeticky - solvatované částice mají menší energii než částice, tvořící strukturu pevné látky. Interakce molekul polárního rozpouštědla a polárních molekul nebo iontů pevné látky snižuje povrchové napětí na povrchu fázového rozhraní - kapalina povrch pevné látky smáčí, dochází k intenzivnímu kontaktu, který usnadňuje rozpouštění.
Naproti tomu nepolární rozpouštědlo nevykazuje solvataci částic, uvolňovaných z pevné látky, chybí tedy energetický příspěvek solvatace. Chybí i interakce molekul rozpouštědla s povrchovými vrstvami pevné látky - kapalina povrch látky nesmáčí. Tyto skutečnosti brání rozpouštění pevné látky, tvořené nepolárními molekulami, v polárním rozpouštědle, nebo pevné látky, tvořené polárními molekulami v nepolárním rozpouštědle. Brání dokonce i rozpouštění nepolární kapaliny v polární kapalině a naopak - mluvíme o nemísitelnosti takových kapalin. Při intenzivním promíchávání nemísitelných kapalin vznikne soustava jemných kapiček jedné kapaliny ve druhé - vzniká emulze.
Vzájemné působení nepolárních molekul v pevné látce je daleko slabší, než u polárních látek nebo iontových krystalů. Přesto se tyto látky nemohou ve větší míře rozpouštět v polárních rozpouštědlech, protože vnitřní struktura, kterou polární rozpouštědla vytvářejí, jejich vstupu brání. Kromě toho se povrch takové látky polárním rozpouštědlem nesmáčí, což brání vzájemné interakci. Na druhé straně skutečnost, že v soustavě existují dvě oddělené fáze s rozdílnými koncentracemi látek znamená vyšší celkovou energii soustavy. Na povrch pevné látky narážejí molekuly rozpouštědla s různě velkou mechanickou energií, která je v některých případech dostatečná na to, aby překonala poměrně slabé mezimolekulární síly v pevné látce. Uvolněné molekule nic nebrání v tom, aby se volně pohybovala v celém objemu rozpouštědla. Tak se bude postupně zvyšovat množství molekul původně pevné látky, které jsou rozptýleny v rozpouštědle.
Dva typy molekul se tomuto rozdělení vymykají. Prvním typem jsou sice nepolární, ale více nebo méně snadno polarizovatelné molekuly. Příkladem mohou být třeba hydridy těžších halogenů. Tak jodovodík je z pohledu elektronegativit vysloveně kovalentní látka. Přesto se ve vodě nejen dobře rozpouští, ale dokonce i prakticky úplně disociuje - je to nejsilnější z halogenvodíkových kyselin. Důvodem je polarizovatelnost atomu jodu molekulami polárního rozpouštědla, v důsledku toho i polarizace vazby H-I a disociace na I- a H+. U větších molekul může polární rozpouštědlo polarizovat i část molekuly, což je druhý případ.
Molekuly vyšších mastných kyselin jsou tvořeny delším alifatickýcm řetězcem, na jehož jednom konci je skupina -COOH. Alifatický řetězec, a tedy i druhý konec molekuly je vysloveně nepolární, karboxylový konec je polární. Takové molekuly se rozpouštějí vívce nebo méně dobře v obou typech rozpouštědel. S polárními rozpouštědly reaguje karboxylový konec, s nepolárními alifatický ocásek molekuly. Pokud se ocitnou v emulzi nepolární kapaliny v polárním rozpouštědle (nebo naopak), obalí příslušným koncem povrch kapiček a druhý, hydrofilní (vodu přitahující) konec vytvoří vazbu s rozpouštědlem. Tak se usnadní rozptýlení hydrofobních (vodu odpuzujících, nepolárních) látek ve vodě nebo jiném polárním rozpouštědle. To je podstata detergentů, jako je mýdlo.
Rozhodně to není úplné vysvětlení, a k některým myšlenkám by mohl mít učitel výhrady. Ale doufám, že ti to aspoň trochu pomůže k pochopení problematiky.