Esta es una pregunta que puede responderse fácilmente o con gran volumen. Es importante comprender la explicación simple, como se enseña en la química introductoria, antes de perderse en las malas hierbas. Considere dos líquidos, uno hecho de moléculas A y otro de moléculas B. En el líquido puro A, tiene interacciones AA. En el líquido puro B tienes interacciones BB. Si intenta mezclar estos líquidos y se mezclan “idealmente”, es porque todas las interacciones AA, BB y AB tienen la misma fuerza. Esto generalmente ocurre cuando las sustancias son químicamente similares, como el metanol y el etanol. La regla general es: “Lo similar se disuelve como”.
Los grupos polares, en particular -OH, -NH, C = O forman enlaces de hidrógeno, que son mucho más fuertes que las interacciones no polares, es decir, las formadas entre, por ejemplo, las cadenas de hidrocarburos de los alcanos. Entonces, si intentas mezclar un alcano con agua, las interacciones agua-agua son mucho más fuertes que las interacciones agua-alcano o las interacciones alcano-alcano. El agua trata de mantenerse por sí misma, y se dice que “exprime” el soluto hidrofóbico.
Los químicos físicos que estudian estas cosas continúan describiendo los cambios estructurales que tienen lugar en el agua alrededor del soluto, pero como dije anteriormente, es importante no perder de vista el principio básico.
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Por cierto, dado que estamos discutiendo la termodinámica de un proceso a temperatura y presión constantes, la función termodinámica relevante es la energía libre de Gibbs, que involucra términos de entalpía (energía) y entropía.
