Faktor-faktor apa yang menjelaskan mengapa senyawa ionik diduga larut dalam pelarut polar?

Senyawa ionik tidak selalu larut dalam pelarut polar apa pun. Itu tergantung pada pelarut (apakah itu air atau pelarut yang kurang polar) apakah mereka larut atau tidak.

Juga, senyawa ionik yang dibentuk oleh ion ukuran kecil, dan / atau ion dengan muatan ganda atau tripel, dan kation dengan dimensi yang mirip dengan anion, sering tidak larut dalam air.

Ketika kebetulan bahwa senyawa ionik sebenarnya larut dalam pelarut polar seperti air, ini layak untuk dijelaskan, karena tarikan elektrostatik antara ion positif dan negatif begitu kuat sehingga senyawa ionik sederhana seperti garam meja membutuhkan suhu 801 ° C untuk dilebur.

Pasokan energi tinggi diperlukan untuk menurunkan kisi ionik, yang disebut entalpi kisi. "Pembayaran" enerjik ini sebagian dikompensasi oleh "keuntungan" energi karena entalpi solvasi, yang dihasilkan dari tarikan antara setiap ion dan banyak molekul pelarut yang dapat mengelilinginya dengan polaritasnya yang berlawanan.

SEBUAH ion terlarut dapat dikelilingi oleh beberapa cangkang molekul pelarut, tergantung pada muatan dan ukurannya (jika "ion telanjang" memiliki muatan tinggi dan ukuran kecil, ia akan membawa "awan" molekul pelarut yang lebih besar).

Mayoritas zat ionik dilarutkan dalam air secara endotermik, yaitu dengan secara spontan mengurangi energi panas dari pelarut dan lingkungan. Ini adalah bukti bahwa entalpi kisi lebih tinggi daripada entalpi solvasinya.

Jadi, faktor penentu kedua diperlukan untuk menjelaskan kelarutan zat ionik dan untuk menjawab pertanyaan. Ini adalah statistik atau "faktor entropik"Dengan melarutkan zat, ada peningkatan entropi atau" keacakan "gerak, energi, posisi, yang disebabkan oleh bagian dari struktur yang sangat teratur dari kisi padat, ke struktur tipe gas yang tidak teratur - dari larutan. Struktur campuran memiliki probabilitas statistik yang lebih tinggi (diukur dengan jumlah konfigurasi setara atau "kondisi mikro" yang sesuai dengan macrostate "campuran" yang sama) daripada macrostate yang tidak dicampur.

Selalu ada peningkatan entropi, setiap kali padatan kristalin larut dalam pelarut, dan itu adalah jenis proses yang sama disukai yang terjadi dengan penguapan, sublimasi atau difusi.

Senyawa ionik akhirnya larut dalam pelarut jika kontribusi entropi cukup untuk mengkompensasi kehilangan entalpi yang menyertai pembubaran.

Ini dapat diterjemahkan secara kuantitatif dalam kriteria untuk pembubaran spontan: "# Delta_sG #, yaitu variasi energi bebas, atau potensi Gibbs, G = (H-TS), untuk proses disolusi, harus negatif ". Dalam rumus:

#Delta_sG = Delta_lH - TDelta_hS <0 #

dimana # Delta_lH # adalah entalpi kisi, positif; # Delta_hS # adalah perbedaan entropi solvasi, dan dikonversi dalam dimensi energi dengan mengalikan suhu absolut T. Kontribusi entropi # -TDelta_hS # adalah menguntungkan (negatif) untuk pembubaran sebanyak suhu tinggi. Dengan demikian perilaku yang paling umum untuk senyawa ionik adalah menjadi lebih larut ketika suhu meningkat.

Sebaliknya, senyawa-senyawa yang melarutkan diri secara eksotermis (#Delta_lH <0 #) dikarakterisasi dengan entalpi pelarut yang melebihi entalpi kisi, dan sangat larut bahkan pada suhu rendah.