1。分子間力:
* 溶媒 - ソリュート相互作用: 溶媒分子は、溶質分子を保持する力を克服するために、溶質分子に十分な強い引力を持たなければなりません。これは、溶媒と溶質の間の分子間の力が、溶質自体内の分子間力と同等または強いものでなければならないことを意味します。
* 分子間力のタイプ:
* 水素結合: これは最も強いタイプの分子間力であり、極性溶媒(水など)に極性溶質(砂糖など)を溶解するために特に重要です。
* 双極子型相互作用: これらは極性分子間で発生します。
* ロンドン分散部隊: これらは最も弱い種類の分子間力であり、すべての分子間で発生しますが、非極性溶媒(ヘキサンなど)に非極性溶質(オイルなど)を溶解するために特に重要です。
2。エンタルピーとエントロピー:
* エンタルピー変化(ΔH): 溶解のプロセスは、発熱(熱を放出する)または吸熱(熱を吸収)のいずれかです。溶質 - ソリュートおよび溶媒溶媒相互作用の破壊に関連するエネルギーの変化と溶媒溶媒相互作用の形成により、プロセスが発熱性か吸熱性かどうかが決まります。
* エントロピー変化(ΔS): 溶解は通常、エントロピー(障害)の増加につながります。これは、溶質分子が溶媒でより分散し、より多くの可能な配置につながるためです。
3。熱力学:
* ギブス自由エネルギー(ΔG): 溶質が自発的に溶解するには、プロセスのギブス自由エネルギーの変化(ΔG)は負でなければなりません。これは、プロセスが熱力学的に有利であることを意味します。
* エンタルピー、エントロピー、およびギブス自由エネルギーの関係: Δg=Δh -tδs。
*ΔHが陰性(発熱)で、ΔSが陽性(障害の増加)である場合、ΔGは常に陰性であり、溶質は自然に溶解します。
*ΔHが陽性(吸熱)の場合、エントロピー(ΔS)の増加が正のエンタルピー変化を克服するのに十分な大きさの場合にのみ、溶質が自然に溶解します。
要約: 溶質が溶媒に溶解するには、溶媒分子と溶質分子の間の分子間力は、溶質分子を保持する力を克服するのに十分な強さでなければならず、プロセスは熱力学的に有利でなければなりません(負のギブス自由エネルギーの変化)。これには通常、エンタルピーとエントロピーの変化のバランスが含まれます。