Kateri dejavniki opisujejo, zakaj so ionske spojine topne v polarnem topilu?

Ionske spojine niso vedno topne v polarnem topilu. Od topila (če je to voda ali drugo manj polarno topilo) je odvisno, ali so topne ali ne.

Prav tako so ionske spojine, ki jih sestavljajo majhni ioni, in / ali ioni z dvojnim ali trojnim nabojem in kationi s podobnimi dimenzijami kot anion, pogosto netopni v vodi.

Ko se zgodi, da je ionska spojina dejansko topna v polarnem topilu, kot je voda, je to vredno pojasniti, ker je elektrostatična privlačnost med pozitivnimi in negativnimi ioni tako močna, da preprosta ionska spojina kot kuhinjska sol zahteva temperaturo 801 ° C. da se stopi.

Za odstranitev ionske rešetke, ki se imenuje, je potrebna visoka oskrba z energijo entalpija mreže. Ta energična "plačila" se delno kompenzira z "dobičkom" energije, ki je posledica entalpija solvatacije, ki izhaja iz privlačnosti med vsakim ionom in številnimi molekulami topil, ki ga lahko obdajajo z nasprotnimi polaritetami.

A solvatiran ion lahko je obkrožen z več lupinami molekul topila, odvisno od njegove nabojnosti in velikosti (če ima "goli ion" visoko napolnjenost in majhnost, bo nosil večji "oblak" molekul topil).

Večino ionskih snovi raztopimo v vodi endotermično, to je s spontanim odštevanjem toplotne energije iz topila in okolja. To dokazuje, da je entalpija rešetke višja od solvatne entalpije.

Drugi odločilni dejavnik je torej potreben, da se pojasni topnost ionskih snovi in odgovori na vprašanje. To je statistično alientropijski faktor". Z raztapljanjem snovi se poveča entropija ali" naključnost "gibanja, energij, položajev, ki je posledica prehoda iz zelo urejene strukture trdne rešetke v neurejeno - plinsko strukturo tipa - raztopine. Struktura zmesi ima večjo statistično verjetnost (merjeno s številom enakovrednih konfiguracij ali "mikrostanje", ki ustrezajo istemu "mešanemu" makrostatu) kot nepomešana makrostata.

Vedno je povečanje entropije, vsakič, ko se kristalinična trdna snov raztopi v topilu, in to je ista vrsta prednostnega procesa, ki se zgodi z izhlapevanjem, sublimacijo ali difuzijo.

Ionska spojina se na koncu raztopi v topilu, če je prispevek entropije zadosten za kompenzacijo entalpijske izgube, ki spremlja raztapljanje.

To se lahko kvantitativno prevede v merilo za spontano raztapljanje: "# Delta_sG #, to je sprememba proste energije, ali Gibbsov potencial, G = (H-TS), za proces razgradnje, mora biti negativen ". V formulah:

#Delta_sG = Delta_lH - TDelta_hS <0 #

kje # Delta_lH # entalpija rešetke, pozitivna; # Delta_hS # je diferencialna entropijska razlika in se pretvori v energijske dimenzije z množenjem absolutne temperature T. Prispevek entropije # -TDelta_hS # je tako ugodna (negativna) do raztapljanja, kolikor je temperatura visoka. Zato je najbolj običajno vedenje za ionske spojine, da postanejo bolj topne, ko se temperatura zviša.

Nasprotno pa tiste spojine, ki se eksotermno raztopijo (#Delta_lH <0 #) je značilna entalpija solvatacije, ki presega entalpijo rešetke in je zelo topna tudi pri nizki temperaturi.