Energética da formação de soluções

Quando um soluto e um solvente se misturam para formar uma solução, existem três forças principais entre suas moléculas constituintes, ou forças intermoleculares; ou seja, atrações entre as moléculas de soluto, atrações entre as moléculas de solvente e atrações entre o solvente e as moléculas de soluto.

Para que um soluto se dissolva em um solvente, as interações soluto-soluto entre as partículas de soluto devem ser interrompidas para permitir mais pontos de interação entre o soluto e as partículas do solvente.

As interações solvente-solvente entre as partículas de solvente devem ser interrompidas para acomodar as partículas de soluto entre as moléculas de solvente.

As interações solvente-soluto entre o solvente e as partículas de soluto devem ser estabelecidas para que as substâncias possam se misturar.

A extensão em que um soluto pode se dissolver em um solvente depende de quão fortes esses três tipos de interações são comparados entre si.

Se as interações solvente-soluto forem fortes o suficiente para superar as interações soluto-soluto e solvente-solvente, o soluto se dissolverá prontamente no solvente.

A solubilidade depende tanto das forças intermoleculares entre as moléculas de soluto e solvente quanto da tendência de mistura, que é impulsionada por um aumento na entropia do sistema.

A formação da solução não diminui a energia potencial dos átomos; em vez disso, distribui sua energia cinética por um volume maior. Essa dispersão de energia aumenta a entropia de cada fase, tornando a formação da solução um processo espontâneo.

A interrupção das interações soluto-soluto e solvente-solvente requer uma entrada de energia para superar as forças atrativas entre elas, tornando essas etapas de natureza endotérmica.

Considerando que a mistura de partículas de soluto e solvente é uma etapa exotérmica porque as interações atrativas entre partículas de soluto e partículas de solvente liberam energia.

A mudança líquida de entalpia da solução é a soma das mudanças de entalpia em cada etapa. Se a mudança líquida de entalpia for negativa, o processo é exotérmico, enquanto que se a mudança líquida de entalpia for positiva, o processo é endotérmico.