Περιεχόμενο
Όταν ένα στερεό διαλύεται, τα μεμονωμένα ιόντα ή μόρια που το συνθέτουν σπάζουν ή διαχωρίζονται και αναμιγνύονται με τον διαλύτη. Τα αέρια μπορούν επίσης να διαλυθούν σε υγρά. Η διαλυτότητα των αερίων και υγρών μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τη θερμοκρασία.
Τύποι
Τα αέρια εμφανίζουν μείωση της διαλυτότητας με την αύξηση της θερμοκρασίας.Τα περισσότερα στερεά, από την άλλη πλευρά, εμφανίζουν αυξημένη διαλυτότητα, αν και αυτό δεν ισχύει απαραίτητα για όλες τις στερεές ενώσεις. Ορισμένες ενώσεις είναι λιγότερο διαλυτές σε υψηλές θερμοκρασίες από ότι σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. Η γενική τάση, ωστόσο, είναι η αύξηση της διαλυτότητας με την αύξηση της θερμοκρασίας, αν και η ίδια βασική αρχή εξηγεί και τους δύο τύπους συμπεριφοράς.
Εντροπία
Η εντροπία είναι ένα μέτρο της συνολικής διαταραχής ενός συστήματος και οι αλλαγές του βοηθούν στον προσδιορισμό του γιατί η διαλυτότητα αλλάζει με διαφορετικές θερμοκρασίες. Οι νόμοι της θερμοδυναμικής υπαγορεύουν ότι η εντροπία του σύμπαντος δεν μπορεί ποτέ να μειωθεί, οπότε για να συμβεί μια διαδικασία πρέπει να αυξήσει την καθαρή εντροπία, δηλαδή τη συνολική εντροπία του συστήματος και του περιβάλλοντός του. Ορισμένες διεργασίες μπορούν να μειώσουν την εντροπία ενός συστήματος και να συνεχίσουν να αυξάνουν το περιβάλλον με την απελευθέρωση θερμότητας. Οι χημικοί χρησιμοποιούν γενικά την ελεύθερη ενέργεια του Gibbs, ή το δέλτα G, για τη μέτρηση της μεταβολής της συνολικής εντροπίας. Το δέλτα G για μια διεργασία είναι ίσο με την ποσότητα της απορροφούμενης από θερμότητα μείον τη θερμοκρασία επί τη μεταβολή στην εντροπία του συστήματος. Εάν το δέλτα G ενός διαλύματος είναι αρνητικό, η ουσία θα διαλυθεί αυθόρμητα και όσο πιο αρνητικό είναι, τόσο περισσότερο θα διαλυθεί.
Σκέψεις
Συνήθως, η εντροπία ενός συστήματος θα αυξηθεί όταν ένα στερεό διαλύεται σε ένα υγρό, οπότε όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του, τόσο πιο αρνητικός είναι ο δεύτερος όρος της εξίσωσης δέλτα G και τόσο πιο διαλυτή είναι η ένωση. Ωστόσο, για ορισμένες ενώσεις, η διάλυση σε έναν διαλύτη συνδέεται στην πραγματικότητα με μείωση της εντροπίας και αυτές οι ενώσεις θα γίνουν λιγότερο διαλυτές καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, καθώς το δέλτα G γίνεται πιο θετικό. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τα αέρια, καθώς το επίπεδο διαταραχής σε ένα αέριο είναι, κατά γενικό κανόνα, μεγαλύτερο από το επίπεδο διαταραχής σε ένα αέριο διαλυμένο σε ένα υγρό. Ωστόσο, για τις περισσότερες στερεές ενώσεις, η εντροπία θα αυξηθεί όταν διαλύονται.