Disolución:
La disolución es el proceso por el cual un soluto forma una solución en un solvente. El soluto, en el caso de los sólidos, tiene su estructura cristalina desintegrada a medida que se forman iones, átomos y moléculas separadas. Para líquidos y gases, las moléculas deben ser adaptables con las del disolvente para que se forme una solución. El resultado del proceso de disolución (la cantidad disuelta en el equilibrio, es decir, la solubilidad) se rige por las energías termodinámicas involucradas, como el calor de la solución y la entropía de la solución, pero la disolución en sí (un proceso cinético) no lo es. En general, la energía libre debe ser negativa para que ocurra la disolución neta. A su vez, esas energías están controladas por la forma en que diferentes tipos de enlaces químicos interactúan con aquellos en el solvente. Las soluciones sólidas se producen en aleaciones metálicas y su formación y descripción se rige por el diagrama de fase correspondiente.
Velocidad de disolución:
La velocidad de disolución cuantifica la velocidad del proceso de disolución.
La velocidad de disolución depende de:
- naturaleza del solvente y soluto
- temperatura (y en un pequeño grado de presión)
- grado de sub-saturación
- presencia de mezcla
- área de superficie inter-facial
- presencia de inhibidores (p. ej., una sustancia adsorbida en la superficie).
La velocidad de disolución a menudo se puede expresar mediante la ecuación de Noyes-Whitney o la ecuación de Nernst y Brunner de la forma:
dónde:
m – masa de material disuelto;
t – tiempo;
A – área de superficie de la interfaz entre la sustancia que se disuelve y el solvente;
D – coeficiente de difusión;
d – espesor de la capa límite del disolvente en la superficie de las sustancias que se disuelven;
Cs – concentración de masa de la sustancia en la superficie;
Cb: concentración de masa de la sustancia en la mayor parte del disolvente.
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El agua como solvente universal:
Para que sea más fácil de entender, usamos un solvente que es similar al solvente hipotetizado.
El agua se llama solvente universal porque se disuelven más sustancias en el agua que en cualquier otra sustancia química. Esto tiene que ver con la polaridad de cada molécula de agua. El lado del hidrógeno de cada molécula de agua ( H2O ) lleva una ligera carga eléctrica positiva, mientras que el lado del oxígeno lleva una ligera carga eléctrica negativa. Esto ayuda al agua a disociar los compuestos iónicos en sus iones positivos y negativos. La parte positiva de un compuesto iónico es atraída hacia el lado de oxígeno del agua, mientras que la parte negativa del compuesto es atraída hacia el lado de hidrógeno del agua.
A pesar de su nombre como “solvente universal”, hay muchos compuestos que el agua no se disolverá o no se disolverá bien. Si la atracción es alta entre los iones con carga opuesta en un compuesto, entonces la solubilidad será baja. Por ejemplo, la mayoría del hidróxido exhibe baja solubilidad en agua. Además, las moléculas no polares no se disuelven muy bien en agua, incluidos muchos compuestos orgánicos, como grasas y ceras.
Por lo tanto, se puede ver claramente que aunque el agua es un solvente universal, se puede almacenar, aunque pequeñas cantidades de las moléculas de los recipientes (vidrio, plástico, etc.) se disuelven a velocidades extremadamente lentas. Por lo tanto, debería ser posible almacenar el solvente hipotético hasta cierto punto si el material del contenedor se elige cuidadosamente y las otras condiciones mencionadas anteriormente son tales que no son favorables para la disolución en el solvente.
Fuentes:
a) http://en.wikipedia.org/wiki/Solvent;
b) http://chemistry.about.com/od/waterchemistry/f/Why-Is-Water-The-Universal-Solvent.htm;