Chemia10

()bniżcnie lompcralury cieczy powoduje spadek ciieigu kinetycznej c/ąste czek. Poruszają się one wolniej i nie są w stanie pokonać sil międzyc/ą stoczkowych - w efekcie zaczyna następować krzepnięcie cieczy. /. kok i ogrzanie cieczy powoduje zwiększenie energii kinetycznej cząsteczek Przy dostatecznie wysokiej temperaturze energia kinetyczna cząsteczek jest tak duża, że pokonują one z łatwością oddziaływania międzycząsicc. kowe i odrywają się od powierzchni cieczy. O temperaturach krzepnięcia i wrzenia cieczy decyduje więc z jednej strony masa cząsteczki, a z drugiei zdolność do wytwarzania oddziaływań międzycząsteczkowych.

Iwoi/onie wiązali wodorowych silnie zmniejsza lotność substancji.

Duże siły przyciągania istnieją między cząsteczkami dipolowymi szczególnie wtedy, gdy ich budowa pozwala na wytworzenie wiązań wo dorowych. Jeżeli porównamy dwie ciecze: etanol CH₃—CHU—Ol I i jo doetan CH₃—CH_:I, mające podobne temperatury krzepnięcia i wr/c nia, a bardzo odmienne masy cząsteczek, to możemy stwierdzić, że lal mała lotność lekkiego etanolu spowodowana jest przede wszystkim je go zdolnością do tworzenia wiązań wodorowych. Z dwóch związków mających cząsteczki o podobnej masie bardziej lotny jest związek o cza steczkach mniej polarnych. Na przykład cząsteczki H_:S i CH₃OPI mają prawie taką samą masę, ale CM-OH jako cząsteczka polarna zdolna w\ twarzać wiązania wodorowe jest cieczą, natomiast H_:S ma tak niewid ką polarność, że nie wytwarza wiązań wodorowych i z tego powodu w warunkach normalnych pozostaje gazem.

I oliinsc cieczy zaln/y nil masy c/ąslnczok i ich pulamości.

Z kolei w związkach cząsteczek o podobnej polarności cząsteczek bardziej lotny jest ten, który ma mniejszą masę. Na przykład cząsteczki CH₄ i CCI., nie są polarne, o lotności tych substancji będzie więc decydn wata masa i zdolność do wytwarzania wiązań van der Waalsa. Ponicwa. cząsteczka CCI., ma większą masę i większą chmurę elektronową (ka/d\ atom chloru ma 17 elektronów), dlatego związek ten jest mniej lotny ml metanu. W warunkach normalnych CH₄ jest gazem, a CC1₄ cieczą.

6.3.3. Ciecze jako rozpuszczalniki

Ciecze możemy podzielić pod względem budowy cząsteczek na ciecze polarne (np. H₂0, CH,OH) oraz ciecze niepolarne (np. CC1₄). W cieczach polarnych dobrze się rozpuszczają cząsteczki dipolowe, a w cieczach nii polarnych cząsteczki, które nie są dipolami. Próby wymieszania zc sobą cieczy o znacznej różnicy polarności się nie powiodą - uzyskamy układ dwufazowy, czyli w naczyniu pozostaną dwie niedające się wymieszać wai siwy cieczy. Na przykład: w wodzie możemy rozpuścić związki polarne, l;i kie jak ('1 PCI,, NH₃, CH₃OH, natomiast nie uda się próba rozpuszczenia (( I,, (), czy CO, (należy pamiętać, żc każda substancja ma określoną ro/ puszczałnośe, choć czasem lak małą, że nazywamy ją nierozpuszczalną) W (XI., rozpuścimy (I I,, (11,011,1, a nic powiedzie się próba mzpuszc/c nia Nil,.

Doświatlc/nile

hulanie wzajemnej rozpuszczalności różnych substancji

Przygotuj 3 probówki zawierające i'dnakowe objętości wody i 3 probów-I zawierające jednakowe objętości ( Cl₄. Zmieszaj zawarte w pierwszej probówce CC1₄ z wodą z jednej z probówek. Obejrzyj wygląd mieszaniny,

\iarannie wymieszaj obie ciecze i ob-iwaij proces ich rozdzielania się. Na-'pnie do pozostałych probówek zawierających CC1₄ dodaj niewielką ilość b iCl (do jednej) i benzyny (do dru-i¹ j) i wymieszaj. Potem spróbuj rozpuścić NaCl i benzynę w wodzie. Sfor-ni iłuj odpowiednie wnioski.

Dodanie obcego składnika do rozpuszczalnika prowadzi do otrzymania roztworu o własnościach zazwyczaj innych niż własności rozpuszczalnika.

Zjawisko rozpuszczania substancji w rozpuszczalniku może przebierać w ten sposób, że substancja rozpuszczana reaguje z rozpuszczalnikiem i powstaje zupełnie nowy związek, tak jak to ma miejsce podczas próby rozpuszczenia w wodzie na przykład tlenku siarki( VI):

h₂o + so₃ — h₂so₄

Trudno tu właściwie mówić o rozpuszczaniu w takim rozumieniu, jak i ó/puszczanie na przykład cukru w wodzie. Inny rodzaj rozpuszczania p /ebiega w ten sposób, że substancja rozpuszczana ulega w rozpuszczal-i i ku solwatacji, czyli otoczeniu cząsteczkami rozpuszczalnika. Taki rodzaj 11 izpuszczania ma miejsce wtedy, gdy substancje o cząsteczkach polarnych i * '/puszczane są w rozpuszczalniku polarnym i między cząsteczkami a rozpuszczalnikiem wytwarza się oddziaływanie dipol-dipol, oraz wtedy, gdy rozpuszczalniku polarnym rozpuszczamy kryształy jonowe. Jeżeli rozpuszczalnikiem jest woda, wtedy proces solwatacji nazywamy ydratacją.

Dodać należy, że rozpuszczanie w wodzie amoniaku przebiega nieco inaczej niż rozpuszczanie kryształu chlorku sodu. Cząsteczka amoniaku icst cząsteczką polarną, skłonną do wytwarzania z wodą wiązań wodorowych, dzięki czemu amoniak w wodzie rozpuszcza się bardzo dobrze:

Ryc. 6.24. Od lewej: CCI₄ + NaCI, CCh+benzyna, CCl₄+H₂0, H₂0+l\laCI, H₂0+benzyna. Dla lepszej czytelności wodę zabarwiono.

I Dobrą rozpus/ czalność wyka żują subst.nncjo, których czą | steczki ma | ją striikliiię podobną do struktiiiy cząsteczek roz i puszczalnika,

I w myśl zasady : podobne roz : puszcza sii.)

I w podobnym

O II |N