2.4
Entropia, S, odzwierciedla prawdopodobieństwo osiągnięcia danego stanu w układzie. W systemie izolowanym proces zachodzi spontanicznie, gdy powoduje wzrost całkowitej entropii.
Zmiana entropii wynikająca z tworzenia roztworu zwana entropią mieszania lub mieszania ΔS jest niezależna od jakichkolwiek oddziaływań międzycząsteczkowych.
Podczas tworzenia roztworu substancja rozpuszczona i rozpuszczalnik ulegają mieszaniu, a substancja rozpuszczona rozprasza się w rozpuszczalniku. Cząsteczki rozpuszczalnika, które bezpośrednio oddziałują z cząsteczkami substancji rozpuszczonej, nazywane są zbiorczo otoczką rozpuszczalnika lub klatką rozpuszczalnika.
Ze względu na tworzenie się otoczek rozpuszczalnika, rozpuszczalnik ma mniej energetycznie równoważnych konfiguracji niż substancja rozpuszczona, a substancja rozpuszczona zyskuje entropię kosztem energii z rozpuszczalnika.
Kiedy węglowodór rozpuszcza się w wodzie, cząsteczki wody na granicy faz woda-węglowodór przegrupowują się, aby zmaksymalizować liczbę wiązań wodorowych, które tworzą ze sobą. Część wody rozpuszczalnika jest przekształcana w wodę z otoczek rozpuszczalnika, w wyniku czego wokół każdej cząsteczki węglowodoru powstaje klatka rozpuszczalnika.
Woda w otoczce rozpuszczalnika ma bardziej uporządkowany układ i zmniejszoną swobodę ruchu w porównaniu z wodą rozpuszczalnikową. Obniża to entropię wody w otoczce rozpuszczalnika w porównaniu z entropią wody rozpuszczalnika. Tak więc rozpuszczaniu towarzyszy zmniejszenie entropii.
Alternatywnie, jeśli cząsteczki węglowodorów zlepiają się ze sobą, woda solwatacyjna o niskiej entropii jest uwalniana, aby stać się wodą rozpuszczalnikową o wyższej entropii, zwiększając w ten sposób entropię.
To napędzane entropią oddzielenie cząsteczek węglowodorów i wody jest określane jako efekt hydrofobowy. Zbrylanie się węglowodorów jest korzystne ze względu na związany z tym wzrost entropii, co skutkuje oddzielnymi warstwami węglowodorów i wody.
Proces otaczania substancji rozpuszczonej rozpuszczalnikiem nazywa się solwatacją. Polega na równomiernym rozprowadzeniu substancji rozpuszczonej w ro…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.