Posted on

Het oplossingsproces

, Author

9.3 Het oplossingsproces

Leerdoel

  1. Beschrijf het oplossingsproces op moleculair niveau.

Wat gebeurt er op moleculair niveau om een opgeloste stof in een oplosmiddel te laten oplossen? Het antwoord hangt gedeeltelijk af van het oplosmiddel, maar er zijn enkele overeenkomsten die alle oplosmiddelen gemeen hebben.

Herinner u aan de regel dat soort als soort oplost. Zoals we in Paragraaf 9.1 “Oplossingen” hebben gezien, betekent dit dat stoffen vergelijkbare intermoleculaire krachten moeten hebben om oplossingen te vormen. Wanneer een oplosbare stof in een oplosmiddel wordt gebracht, kunnen de deeltjes van de stof een wisselwerking aangaan met de deeltjes van het oplosmiddel. In het geval van een vaste of vloeibare opgeloste stof zijn de interacties tussen de deeltjes van de opgeloste stof en de deeltjes van het oplosmiddel zo sterk dat de afzonderlijke deeltjes van de opgeloste stof zich van elkaar losmaken en, omgeven door moleculen van het oplosmiddel, in de oplossing terechtkomen. (Bij gasvormige opgeloste deeltjes zijn de samenstellende deeltjes al van elkaar gescheiden, maar het concept van omringd zijn door oplosmiddeldeeltjes geldt nog steeds). Dit proces wordt solvatatie genoemd: het proces waarbij opgeloste deeltjes worden omringd door oplosmiddeldeeltjes. en wordt geïllustreerd in figuur 9.4 “Solvatatie”. Wanneer het oplosmiddel water is, wordt het woord hydratatieOplossing door watermoleculen., in plaats van solvatatie, gebruikt.

In het geval van moleculaire oplosmiddelen zoals glucose, zijn de opgeloste deeltjes afzonderlijke moleculen. Als de opgeloste stof echter ionisch is, scheiden de afzonderlijke ionen zich van elkaar en worden omgeven door oplosmiddeldeeltjes. Dat wil zeggen dat de kationen en anionen van een ionisch oplosmiddel zich scheiden wanneer het oplosmiddel oplost. Dit proces wordt dissociatie genoemd. Het proces waarbij kationen en anionen van een ionisch opgeloste stof zich scheiden wanneer de stof oplost. Vergelijk de dissociatie van een eenvoudige ionische opgeloste stof zoals weergegeven in figuur 9.5 “Ionische dissociatie” met het proces dat is weergegeven in figuur 9.4 “Oplossen”.

De dissociatie van oplosbare ionische verbindingen geeft oplossingen van deze verbindingen een interessante eigenschap: ze geleiden elektriciteit. Vanwege deze eigenschap worden oplosbare ionische verbindingen elektrolyten genoemdEen ionische verbinding die oplost in water. Veel ionische verbindingen dissociëren volledig en worden daarom sterke elektrolyten genoemdEen ionische verbinding die volledig ioniseert wanneer ze oplost… Natriumchloride is een voorbeeld van een sterke elektrolyt. Sommige verbindingen lossen op maar ontleden slechts gedeeltelijk, en oplossingen van dergelijke verbindingen geleiden elektriciteit slechts zwak. Deze oplossingen worden zwakke elektrolyten genoemdEen ionische verbinding die niet volledig ioniseert wanneer zij oplost… Azijnzuur (CH3COOH), de verbinding in azijn, is een zwakke elektrolyt. Oplosmiddelen die oplossen in afzonderlijke neutrale moleculen zonder dissociatie geven geen extra elektrisch geleidingsvermogen aan hun oplossingen en worden niet-elektrolyten genoemdEen verbinding die in het geheel niet ioniseert wanneer ze oplost… Tafelsuiker (C12H22O11) is een voorbeeld van een niet-elektrolyt.

Noot

De term elektrolyt wordt in de geneeskunde gebruikt om elk van de belangrijke ionen aan te duiden die in waterige oplossing in het lichaam worden opgelost. Belangrijke fysiologische elektrolyten zijn Na+, K+, Ca2+, Mg2+, en Cl-.

Voorbeeld 10

De volgende stoffen lossen alle tot op zekere hoogte op in water. Deel ze in als elektrolyt of niet-elektrolyt.

  1. kaliumchloride (KCl)
  2. fructose (C6H12O6)
  3. isopropylalcohol
  4. magnesiumhydroxide

Oplossing

Elke stof kan worden ingedeeld als een ionisch oplosmiddel of een niet-ionisch oplosmiddel. Ionische stoffen zijn elektrolyten, en niet-ionische stoffen zijn niet-elektrolyten.

  1. Kaliumchloride is een ionische verbinding; wanneer het oplost, worden de ionen gescheiden, waardoor het een elektrolyt wordt.
  2. Fructose is een suiker die lijkt op glucose. (In feite heeft het dezelfde molecuulformule als glucose.) Omdat het een moleculaire verbinding is, verwachten we dat het een niet-elektrolyt is.
  3. Isopropylalcohol is een organisch molecuul dat de functionele groep alcohol bevat. De binding in de verbinding is allemaal covalent, dus als isopropylalcohol oplost, scheidt het zich in afzonderlijke moleculen, maar niet in ionen. Het is dus een niet-elektrolyt.
  4. Magnesiumhydroxide is een ionische verbinding, dus als het oplost, dissocieert het. Magnesiumhydroxide is dus een elektrolyt.

Noot

Er is meer informatie nodig dan in dit hoofdstuk wordt gegeven om te bepalen of sommige elektrolyten sterk of zwak zijn. We zullen dit behandelen in hoofdstuk 10 “Zuren en Basen”.

Vaardigheidsoefening

    De volgende stoffen lossen allemaal in enige mate op in water. Classificeer elke stof als een elektrolyt of een niet-elektrolyt.

  1. aceton (CH3COCH3)

  2. ijzer(III)nitraat

  3. elementair broom (Br2)

  4. natrium hydroxide (NaOH)

Concept Herzieningsoefening

  1. Uitleggen hoe het oplossingsproces het oplossen van een opgeloste stof in een oplosmiddel beschrijft.

Antwoorden

  1. Elk deeltje van het oplosmiddel wordt omgeven door deeltjes van het oplosmiddel, die het oplosmiddel uit zijn oorspronkelijke fase meevoeren.

Key Takeaway

  • Wanneer een opgeloste stof oplost, worden de afzonderlijke deeltjes ervan omringd door moleculen van het oplosmiddel en worden ze van elkaar gescheiden.

Oefeningen

  1. Beschrijf wat er gebeurt als een ionisch oplosmiddel als Na2SO4 oplost in een polair oplosmiddel.

  2. Beschrijf wat er gebeurt als een moleculair opgeloste stof als sucrose (C12H22O11) oplost in een polair oplosmiddel.

  3. Deel elke stof in als een elektrolyt of een niet-elektrolyt. Elke stof lost tot op zekere hoogte op in H2O.

    1. NH4NO3
    2. CO2
    3. NH2CONH2
    4. HCl

  4. Deel elke stof in als een elektrolyt of een niet-elektrolyt. Elke stof lost tot op zekere hoogte op in H2O.

    1. CH3CH2CH2OH
    2. Ca(CH3CO2)2
    3. I2
    4. KOH

  5. Worden oplossingen van elk oplosmiddel elektrisch geleid als ze zijn opgelost?

    1. AgNO3
    2. CHCl3
    3. BaCl2
    4. Li2O

  6. Worden oplossingen van elke opgeloste stof geleidend door elektriciteit?

    1. CH3COCH3
    2. N(CH3)3
    3. CH3CO2C2H5
    4. FeCl2

Antwoorden

  1. Elk ion van het ionische oplosmiddel is omgeven door deeltjes oplosmiddel, die het ion uit het bijbehorende kristal dragen.

    1. elektrolyt
    2. nonelektrolyt
    3. nonelektrolyt
    4. elektrolyt
    1. ja
    2. nee
    3. ja
    4. ja

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.