Vad är det som orsakar att molekylerna eller jonerna i en homogen blandning placerar sig "homogent"?
Hej! Jag skulle behöva hjälp med något som jag absolut inte förstår och har svårt att hitta förklaring för.
När natriumklorid tillförs till vatten uppstår en homogen blandning då jonföreningen bryts upp i fria natriumjoner och kloridjoner som binder till vattenmolekylerna i dipolbindningar. Men vad är det som orsakar att jonerna fördelar sig lika utöver hela blandningen?
En blandning av advektion (t.ex. att man rör om med en sked så att joner och molekyler blandas runt), men annars sker det med hjälp av diffusion. Om du försökte att samla alla negativa joner i en del av blandningen skulle de repellera varandra och spridas ut i lösningen. Om du samlade alla joner i lösningen på samma ställe skulle de falla ut som saltkristaller igen. Molekyler och joner rör sig annars slumpmässigt runt i blandningen och med tiden är det då mest sannolikt att de sprids ut jämnt i blandningen. Rent fysikaliskt finns det ingenting som säger att man inte kan ha mer vatten och färre joner på ett ställe - det är bara väldigt osannolikt.
Det finns en hel gren av fysiken som handlar om det här: termodynamik.
Teraeagle skrev:En blandning av advektion (t.ex. att man rör om med en sked så att joner och molekyler blandas runt), men annars sker det med hjälp av diffusion. Om du försökte att samla alla negativa joner i en del av blandningen skulle de repellera varandra och spridas ut i lösningen. Om du samlade alla joner i lösningen på samma ställe skulle de falla ut som saltkristaller igen. Molekyler och joner rör sig annars slumpmässigt runt i blandningen och med tiden är det då mest sannolikt att de sprids ut jämnt i blandningen. Rent fysikaliskt finns det ingenting som säger att man inte kan ha mer vatten och färre joner på ett ställe - det är bara väldigt osannolikt.
Så den fina fördelningen av jonerna som uppstår när de binder med vattenmolekylerna orsakar diffusion. Skulle man då kunna anta att det måste finnas någon form av bindning mellan lösningsmedlet och det lösta ämnet för att det ska uppstå homogenitet? Eller finns det ämnen som kan uppnå diffusion utan någon form av bindning? Polära molekyler kan som sagt bilda dipolbindningar. Hur ser isåfall bindningen ut i en icke-polär lösning?
Om vi har så pass mycket av ämnena att det faktiskt går att prata om faser, dvs det räknas inte om vi har några enstaka molekyler i ett lösningsmedel, så ja, då måste det finnas bindningar för att skapa en homogen lösning. Det närmaste man kan komma är de fall då man har extremt finfördelade partiklar eller droppar i något annat, så små droppar att de inte kan klumpa ihop sig och bilda ett eget skikt. Kemiskt sett är det dock inte en lösning, t ex eftersom en sådan blandning inte är genomskinlig samt uppvisar tyndalleffekt. En äkta lösning har inte dessa egenskaper, utan därför har man hittat på ett annat namn för det istället - kolloid.
Mjölk är ett exempel på en kolloid där man enkelt uttryckt har finfördelat fett i vatten. Fettmolekylerna är opolära medan vattenmolekylerna är polära. De har alltså olika intermolekylära bindningar och binder inte till varandra.
I en lösning av t ex natriumklorid i vatten finns det jon-dipolbindningar mellan natriumjonerna och vattenmolekylerna och mellan kloridjonerna och vattenmolekylerna.
Om man löser upp ett opolärt ämne i ett opolärt lösningsmedel finns det van der Waals-bindningar mellan det upplösta ämnet och lösningsmedlet.
Teraeagle skrev:Om vi har så pass mycket av ämnena att det faktiskt går att prata om faser, dvs det räknas inte om vi har några enstaka molekyler i ett lösningsmedel, så ja, då måste det finnas bindningar för att skapa en homogen lösning. Det närmaste man kan komma är de fall då man har extremt finfördelade partiklar eller droppar i något annat, så små droppar att de inte kan klumpa ihop sig och bilda ett eget skikt. Kemiskt sett är det dock inte en lösning, t ex eftersom en sådan blandning inte är genomskinlig samt uppvisar tyndalleffekt. En äkta lösning har inte dessa egenskaper, utan därför har man hittat på ett annat namn för det istället - kolloid.
Mjölk är ett exempel på en kolloid där man enkelt uttryckt har finfördelat fett i vatten. Fettmolekylerna är opolära medan vattenmolekylerna är polära. De har alltså olika intermolekylära bindningar och binder inte till varandra.
Tack för svaret, det klargör mycket! Men hur ser då bindningen ut i lösningar där lösningsmedlets molekyler inte är polära, då dipolbindningar inte kan uppstå? Eller är de egentligen då kolloider?
Du menar om man blandar ämnen som inte är polära? Då binder de till varandra med vdW-bindning. Det fungerar på samma sätt som dipol-dipolbindning med skillnaden att molekylerna inte är permanenta dipoler, utan blir ”slumpvis” utsatta för laddningar från andra molekyler som gör att de själva blir tillfälliga dipoler.
