2.4
La entropía, S, refleja la probabilidad de alcanzar un estado dado en un sistema. En un sistema aislado, un proceso ocurre espontáneamente cuando provoca un aumento en la entropía total.
El cambio en la entropía resultante de la formación de la solución, llamada entropía de mezcla, o mezcla ΔS, es independiente de cualquier interacción intermolecular.
Durante la formación de la solución, el soluto y el solvente se mezclan y el soluto se dispersa en el solvente. Las moléculas de disolvente que interactúan directamente con las moléculas de soluto se denominan colectivamente cáscara de disolvente o jaula de disolvente.
Debido a la formación de capas de disolvente, el disolvente tiene menos configuraciones energéticamente equivalentes que el soluto, y el soluto gana entropía a expensas de la energía del disolvente.
Cuando un hidrocarburo se disuelve en agua, las moléculas de agua en la interfaz agua-hidrocarburo se reorganizan para maximizar el número de enlaces de hidrógeno que forman entre sí. Parte del agua del disolvente se transforma en el agua de las cáscaras del disolvente, lo que da lugar a una jaula de disolvente alrededor de cada molécula de hidrocarburo.
El agua en la capa de solvente tiene una disposición más ordenada y una libertad de movimiento reducida en comparación con el agua solvente. Esto reduce la entropía del agua en la capa del solvente en comparación con la del agua solvente. Por lo tanto, la disolución va acompañada de una reducción de la entropía.
Alternativamente, si las moléculas de hidrocarburo se agrupan, el agua de solvatación de baja entropía se libera para convertirse en agua solvente de mayor entropía, aumentando así la entropía.
Esta separación impulsada por la entropía de las moléculas de hidrocarburo y agua se conoce como efecto hidrofóbico. La aglomeración de hidrocarburos se ve favorecida debido al aumento asociado de la entropía, lo que da lugar a capas separadas de hidrocarburo y agua.
El proceso de rodear un soluto con solvente se llama solvatación. Implica distribuir uniformemente el soluto dentro del disolvente. La regla general p…
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