12.2
2つの物質が混ざり合うと、構成分子間の力、つまり分子間力が乱れます。
分子間力には、窒素分子間の分散力、塩酸分子間の双極子-双極子引力、アンモニア分子間の水素結合、カリウムイオンと水の間のイオン-双極子相互作用など、さまざまな種類があります。
溶質が溶媒に溶解するためには、溶質粒子間の溶質-溶質相互作用を乱し、溶質粒子が溶媒全体に均一に分布するようにする必要があります。
溶媒分子間の溶媒粒子を収容するために、溶媒粒子間の溶媒相互作用を妨害する必要があります。
物質が混合できるように、溶媒と溶質粒子との間の溶媒-溶質相互作用を確立する必要があります。
溶質が溶媒に溶解する程度は、これら3種類の相互作用が互いにどれだけ強いかによって異なります。
溶媒-溶質相互作用が溶質-溶質および溶媒-溶媒相互作用を克服するのに十分強い場合、溶質は溶媒に容易に溶解します。
塩溶液を考えてみましょう。混合する前に、塩中のナトリウムイオンと塩化物イオンはイオン結合によって結晶に一緒に保持されます。水の場合、分子は水素結合を介して互いに相互作用します。
塩化ナトリウムを水に加えると、水分子は、双極子の正の端が負の塩化物イオンに面し、双極子の負の端が正に帯電したナトリウムイオンに面するように配置されます。
これらのイオン双極子引力は、ナトリウムイオンと塩化物イオンの間のイオン結合を弱め、イオンが分離して結晶構造が破壊します。
分離されたイオンは水分子に囲まれています。このような相互作用は、総称して水分補給と呼ばれます。
水和イオンは、水分子間の水素結合の一部も克服します。現在、塩は水に溶かされていると言われています。
溶液の生成は自発的なプロセスの一例であり、特定の条件下で、外部からのエネルギーなしに発生します。
溶液中の溶質と溶媒の分子間引力の強さが、分離した成分に存在する力と変わらない場合、エネルギーの変化を伴わずに溶液が形成されます。このような溶液を「理想溶液」と呼びます。理想気体の混合物(ヘリウムやアルゴ…
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