溶媒和プロセス、水和との違いと例



の 溶媒和 溶液中の溶質粒子と溶媒の間の物理的および化学的結合です。固体とその溶解粒子の間に熱力学的平衡が存在しないという点で、溶解度の概念とは異なります。.

この組合は、観客から見て溶けた固体が「消える」原因となっています。実際には、粒子は非常に小さくなり、溶媒分子のシートに「包まれて」しまいます。.

上の画像では、粒子Mの溶媒和の非常に一般的なスケッチが表示されています。+）または分子。 Ｓは溶媒分子であり、これは液体状態の任意の化合物であり得る（それはまた気体であり得る）。.

MはSの6つの分子に囲まれていることに注意してください。 一次溶媒和圏. より遠い距離にある他のＳ分子は、前者とファンデルワールス力によって相互作用し、二次溶媒和球を形成するなど、何らかの順序がはっきりしなくなるまで続く。.

索引

  • 1溶媒和プロセス
  • 2エネルギー面
  • 3分子間相互作用
  • 4水分補給との違い
  • 5例
    • 5.1塩化カルシウム
    • 5.2Úrea
    • 5.3硝酸アンモニウム
  • 6参考文献

溶媒和プロセス

分子的に、溶媒和プロセスはどうですか？上の画像は必要な手順をまとめたものです。.

色が青色の溶媒分子は、最初は相互作用することによって順序付けられています（S-S）。紫色の溶質の粒子（イオンまたは分子）は、強いまたは弱いM-M相互作用で同じことをします。.

溶媒和が起こるためには、溶質 - 溶質相互作用を可能にするために、溶媒と溶質の両方が膨張する必要があります（2番目の黒い矢印）。.

これは必然的に溶質 - 溶質および溶媒 - 溶媒相互作用の減少を意味する。エネルギーを必要とする減少、それ故に、この最初のステップは吸熱です.

溶質と溶媒が分子的に膨張すると、それらは空間内の場所を混合し交換する。 2番目の画像の各紫色の円は、最初の画像の1つの紫色の円と比較できます。.

粒子の秩序度の変化は、画像で詳しく説明できます。最初に注文し、最後に無秩序。結果として、新しいＭ − Ｓ相互作用の形成が全ての溶解粒子を安定化させるので、最後の工程は発熱性である。.

エネルギー面

溶媒和プロセスの背後には、考慮しなければならない多くのエネルギー的側面があります。まず、S-S、M-M、M-Sの相互作用.

M-S相互作用、すなわち溶質と溶媒の間の相互作用が、個々の成分のそれらと比較して非常に優れている（強く安定している）場合、我々は発熱溶媒和プロセスについて話す。したがって、エネルギーは媒体に放出されます。これは、温度計で温度上昇を測定することで確認できます。.

一方、M-MとS-Sの相互作用がM-Sの相互作用よりも強い場合、「拡大」するには、溶媒和が終了した後に得るよりも多くのエネルギーが必要になります。.

それはそれから吸熱性溶媒和のプロセスについて話されています。このような場合、温度の低下が記録されます、または同じこと、周囲は冷却されます.

溶質が溶媒に溶解するかどうかを決定する2つの基本的な要因があります。第一は溶解エンタルピーの変化（ΔＨdisそして、第二は、溶質と溶解溶質との間のエントロピー（ΔＳ）の変化である。一般に、ΔＳは上記の疾患の増加と関連している。.

分子間相互作用

溶媒和は溶質と溶媒との間の物理的および化学的結合の結果であると述べられた。しかし、これらの相互作用や組合はどれほど正確なのか?

溶質がイオンの場合、M+, いわゆるイオン - 双極子相互作用が起こる（M+-S）;そしてそれが分子なら、ロンドンからの双極子 - 双極子相互作用または分散力があるでしょう。.

双極子 - 双極子相互作用について話すとき、MとSには永久双極子モーメントがあると言われているので、Mの電子の豊富な領域δ-はδ+ S電子の貧弱な領域と相互作用します。相互作用はMの周りのいくつかの溶媒和球の形成です.

さらに、別の種類の相互作用があります。コーディネーターです。ここで、Sの分子はMと配位（または配位）結合を形成し、異なる形状を形成します。.

溶質と溶媒の間の親和性を記憶し予測するための基本的な規則は、 等しいと等しい. そのため、極性物質は極性溶媒に非常に溶けやすくなります。無極性物質は無極性溶媒に溶解する.

水分補給との違い

溶媒和は水和とどう違うのですか？最初の画像の分子Sが水の分子S-O-Hに置き換えられることを除いて、2つの同じプロセス.

上の画像ではMカチオンを見ることができます+ 6個のH分子に囲まれて2酸素原子（赤）は、最も電気陰性であり、したがって最も高い負密度δを有するので、正電荷に向けられることに留意されたい。-.

最初の水和圏の後ろには、他の水分子が水素結合（OH）によってまとめられています。2-OH2）これらはイオン - 双極子型相互作用です。しかしながら、水分子は、特にそれが金属性である場合には、正の中心と配位結合を形成することもできる。.

したがって、有名なaquocomplexes、M（OH2）n. 画像ではn = 6であるため、6つの分子はMを中心に配位の八面体（水和の内側の球）に配向しています。 Mのサイズによって+, その電荷の大きさとその電子的利用可能性は、球はより小さくてもより大きくてもよい.

水はおそらく最も驚くべき溶媒です：それは溶けない量の溶質を溶かします、それは溶媒を極性にし過ぎ、そしてそれは異常に高い誘電率（78.5K）を持ちます.

例

下記は、水への溶媒和の3つの例です。.

塩化カルシウム

塩化カルシウムを水に溶かすことによって、Ｃａカチオンが溶媒和されるときに熱が放出される2+ および陰イオン-. Ca2+ 6個以上の水分子に囲まれている（Ca2+-OH2）.

また、Cl- 水素原子、水のδ+領域（Cl--H2O）放出された熱は氷塊を溶かすのに使うことができる.

ウレア

尿素の場合、それは構造Ｈを有する有機分子である。2N-CO-NH2. 溶媒和すると、H分子2または2つのアミノ基と水素架橋を形成する（-NH2-OH2）カルボニル基を有する（Ｃ ＝ Ｏ − Ｈ）2O）これらの相互作用は水へのその大きな溶解度の原因.

また、その溶解は吸熱性です。つまり、水を入れた場所の水を冷やします。.

硝酸アンモニウム

尿素のような硝酸アンモニウムは、そのイオンの溶媒和後に溶解を冷却する溶質です。 NH4+ Caと同様に溶媒和物2+, おそらくそれは四面体幾何学のものであるからそれはより少ないＨ分子を有する2それとも彼の周り。そしてNO3- Clアニオンと同じように溶媒和物- （OH2-○2NO-H2O）.

参考文献

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