1.13 : 용해도

용액, 용해도 및 용해도 평형

용액은 주성분인 용매와 부성분인 용질로 구성된 균질한 혼합물입니다. 고체, 액체, 기체 등 용액의 물리적 상태는 일반적으로 용매의 물리적 상태와 동일합니다. 용질 농도는 종종 희석(상대적으로 낮은 농도) 및 농축(상대적으로 높은 농도)과 같은 정성적 용어로 설명됩니다.

용액에서 용질 입자(분자, 원자 및/또는 이온)는 용매 종으로 밀접하게 둘러싸여 있으며 인력을 통해 상호 작용합니다. 이 용해 과정을 용매화라고 합니다. 물이 용매인 경우 이 과정을 수화라고 합니다. 용매화의 경우, 용질-용매 상호작용은 용질-용질 및 용매-용매 상호작용보다 강해야 합니다. 침전은 용매화의 반대이며 강한 용질-용질 상호작용으로 인해 발생합니다.

용해도는 주어진 양의 용매에 녹을 수 있는 용질의 최대량을 측정한 것입니다. 온도, 압력 및 분자 극성은 용해도에 영향을 미치는 중요한 요소 중 일부입니다. 용해도 평형은 용질 종의 용해와 침전이 동일한 속도로 발생할 때 확립됩니다.

유사 용해

용질이 주어진 용매에 용해되는지 예측하기 위한 경험적 법칙은 "비슷한 것은 비슷한 것을 녹인다"는 것입니다. 극성 또는 이온성 용질은 용매 분자와의 이온-쌍극자 또는 쌍극자-쌍극자 상호작용으로 인해 극성 용매에 용해됩니다. 이러한 상호작용은 비극성 용매에서는 불가능합니다. 비극성 용질은 분자간 분산력을 통해 비극성 용매에 용해됩니다.

친수성, 소수성 및 양친매성 화합물

물은 극성용매이다. 물에 용해되는 용질을 '친수성' 또는 '물을 좋아하는' 용질이라고 합니다. 예를 들어, 고체 KCl을 물에 첨가하면 극성 물 분자의 양극(수소) 끝은 음극 염화물 이온에 끌리고, 물의 음극(산소) 끝은 양이온 칼륨 이온에 끌립니다. 물 분자는 개별 K⁺ 및 Cl⁻ 이온을 둘러싸고 있어 이온을 서로 결합시키는 강한 힘을 감소시키고 용매화된 이온으로 용액 속으로 이동하게 합니다.

물에 녹지 않는 용질을 '소수성' 또는 '물을 싫어하는’' 용질이라고 합니다. 기름과 같은 용질은 더 강한 용질-용질 상호 작용으로 인해 주변 물 분자와 수소 결합을 형성할 수 없습니다. 결과적으로 용질 입자는 서로 뭉쳐서 용해되지 않은 상태로 유지됩니다.

극성 그룹과 비극성 그룹을 모두 가진 화합물을 '양친매성' 또는 '양친매성'이라고 합니다. 예를 들어 지방산의 염인 비누를 들 수 있습니다. 이들은 비극성 탄화수소의 소수성 꼬리와 극성 친수성 머리를 가지고 있습니다. 비누와 세제의 세척 작용은 관련된 분자의 구조로 설명할 수 있습니다. 비누 또는 세제 분자의 탄화수소(무극성) 끝은 기름, 그리스 또는 먼지 입자와 같은 비극성 물질에 용해되거나 끌립니다. 이온 말단은 물(극성)에 끌립니다. 결과적으로 비누나 세제 분자는 먼지 입자와 물 사이의 경계면을 향하게 되어 비극성과 극성이라는 서로 다른 두 가지 유형의 물질 사이를 연결하는 일종의 다리 역할을 합니다. 결과적으로 먼지 입자는 콜로이드 입자로 부유되어 쉽게 씻겨 나가게 됩니다.

이 문서는에서 발췌되었습니다OpenStax Chemistry 2e, Section 11.1: The Dissolution Process, Section 11.3: Solubility, and Section 11.5: Colloids.