Растворимость

Раствор представляет собой однородную смесь двух основных веществ: растворенного вещества и растворителя. Растворитель присутствует в большем количестве, чем растворенное вещество.

В разбавленном растворе доля растворенного вещества по отношению к растворителю невелика, тогда как в концентрированном растворе она велика.

При образовании раствора растворенное вещество и растворитель не вступают в химическую реакцию. Вместо этого молекулы перераспределяются, при этом отдельные молекулы растворителя окружают молекулы растворенного вещества и взаимодействуют с помощью сил притяжения. Такой процесс растворения называется сольватацией.

Для того, чтобы способствовать сольватации, взаимодействия растворенного вещества и растворителя должны быть более сильными, чем взаимодействия растворитель-растворитель и растворенное вещество.

В растворе растворенное вещество и растворитель могут находиться в любом состоянии вещества. Само решение представляет собой одну «фазу».

Противоположностью сольватации является осаждение, вызванное сильными взаимодействиями между растворенными веществами. Когда скорость сольватации равна скорости выпадения осадков, устанавливается равновесие растворимости.

Растворимость растворенного вещества – это его максимально возможная концентрация при равновесии растворимости в данном количестве растворителя. На растворимость влияет температура и другие физические условия, такие как молекулярная полярность.

Неполярные растворенные вещества растворяются в неполярных растворителях за счет межмолекулярных дисперсионных сил Лондона, в то время как полярные или ионные растворенные растворы растворяются в полярных растворителях за счет ион-дипольных или диполь-дипольных взаимодействий.

Вода является полярным растворителем. Гидрофильные или водолюбивые соединения растворимы в воде благодаря ионным зарядам или полярным группам, которые обеспечивают достаточно сильные взаимодействия между водой и растворенным веществом. Они менее растворимы в неполярных растворителях, потому что взаимодействия между растворенными веществами намного сильнее, чем любое возможное взаимодействие между неполярным растворителем и полярными молекулами растворенного вещества.

Нерастворимые в воде, жирорастворимые неполярные соединения, такие как масла, являются гидрофобными или водобоязливыми, поскольку они не могут образовывать водородные связи, конкурирующие с растворителями.

Амфифильные или амфипатические соединения имеют как полярные, так и неполярные группы. Например, мыло – это металлические соли жирных кислот. В воде молекулы мыла агрегируются в сферы, называемые мицеллами. Их неполярные хвосты гидрофобных жирных кислот направлены внутрь, в то время как полярные гидрофильные головки находятся снаружи.

При удалении масляных пятен с помощью мыла хвосты окружают неполярное масло, образуя водорастворимые мицеллы, что позволяет смыть масло.