1。 「ように溶けるように」原則:
この基本原則によると、同様の分子構造と分子間力を持つ物質は互いに溶解する傾向があると述べています。
* 極性溶質: これらの溶質は不均一な電子分布を持ち、分子全体で部分的な正および部分的な負電荷をもたらします。例には、砂糖、アルコール、塩が含まれます。それらは、水のような極性溶媒によく溶解しますが、これは部分的な正と負の電荷もあります。
* 非極性溶質: これらの溶質には均一な電子分布があり、有意な電荷分離はありません。例には、油、脂肪、ワックスが含まれます。それらは、ヘキサンやベンゼンのような非極性溶媒によく溶解しますが、これも電荷分離がありません。
2。分子間力:
溶質分子と溶媒分子間の分子間力(IMF)の強度は、溶解度に大きく影響します。
* 水素結合: 高強性原子(O、N、Fなど)に結合したHを含む分子間で見られる最も強いIMF。溶媒と水素結合を形成できる溶質は、溶解する可能性が高くなります。
* 双極子型相互作用: これらは、部分電荷のために極分子間で発生します。溶質と溶媒の間のより強い双極子双極子相互作用は、より大きな溶解度をもたらします。
* ロンドン分散部隊: これらの弱い力はすべての分子間で発生しますが、非極性分子では特に重要です。溶質と溶媒の間の強いロンドン分散力は、より高い溶解度をもたらします。
3。分子サイズと形状:
* サイズ: 溶媒との相互作用が弱く、溶質自体内のより強いIMFを分解する必要があるため、大きな分子は可溶性が低くなる傾向があります。
* 形状: 複雑で分岐した分子は、溶媒分子と効率的に相互作用することができないため、より単純な線形分子よりも溶解度が低いことがよくあります。
4。温度:
* 固体と液体: 温度の上昇は、一般に固形物と液体の溶解度を高めます。これは、運動エネルギーの増加が、溶質分子を一緒に保持しているIMFを克服し、溶解できるためです。
* ガス: 温度の上昇は、一般に液体のガスの溶解度を低下させます。これは、ガス分子の運動エネルギーの増加により、溶液から逃れる可能性が高くなるためです。
5。圧力:
* ガス: 圧力の増加は、一般に液体へのガスの溶解度を高めます。これは、増加する圧力により、より多くのガス分子が溶液により強制されるためです。
要約:
溶解度は、極性、分子間力、分子サイズと形状、ならびにシステムの温度と圧力など、溶質と溶媒の性質に関連する因子の複雑な相互作用です。これらの要因を理解することは、化学反応から生物学的プロセスまで、さまざまな用途での溶解度を予測および制御するのに役立ちます。