Equilíbrio químico e de solubilidade

Lembre-se de que a formação da solução é regulada pela entropia da mistura, mistura ΔS. A energia livre associada da mistura, _mistura ΔG, é expressa substituindo a _mistura ΔS na equação de energia livre de Gibbs.

Como a _mistura de ΔS é independente das interações intermoleculares, as mudanças de energia associadas a essas interações são negligenciadas e o valor da _mistura de ΔH na equação é 0. Assim, a _mistura de ΔG é igual a T negativo vezes a _mistura de ΔS.

A mudança de energia livre associada à dissolução de um soluto em um litro de solvente é chamada de energia livre de uma solução, _solução ΔG. Matematicamente, é expresso como a soma da energia livre de mistura, _mistura ΔG, e a energia livre de interação, interação ΔG, entre as partículas componentes.

Se as interações solvente-soluto não puderem superar as interações soluto-soluto e solvente-solvente, a _interação ΔG é maior que 0.

Se a _interação ΔG for grande o suficiente, a _solução ΔG é maior que zero. À medida que a _solução de ΔG aumenta, a quantidade de soluto que se dissolve em um solvente diminui.

Em contraste, se a _interação ΔG for insignificante, a _solução geral de ΔG é igual à _mistura de ΔG e o soluto se dissolve completamente no solvente.

Considere dissolver o pentano em hexano. As atrações hexano-pentano na solução substituem algumas das atrações pentano-pentano e hexano-hexano no líquido puro. Como ambas as moléculas são do mesmo tipo, a _interação ΔG é próxima de 0, a _mistura ΔG domina e uma solução é formada.

A formação da solução depende do equilíbrio entre a _interação ΔG e a _mistura ΔG. Uma solução pode se formar mesmo que a _interação ΔG seja positiva, desde que não seja muito alta.

Em suma, a formação da solução é favorável se a _solução ΔG for menor que 0, enquanto é desfavorável se a _solução ΔG for maior que 0.