Como as ligações covalentes polares se dissolvem na água?
Responda:
As ligações covalentes não se dissolvem na água.
Explicação:
Em vez disso, compostos com ligações covalentes dissolvem-se em água.
A água circunda os locais polares das moléculas na interface com o soluto (seja um sólido, um líquido ou um gás) e retira as moléculas.
Quando um soluto dissolve-se em solvente, as partículas individuais do soluto se separam de seus vizinhos e se movem entre os espaços das partículas de solvente.
As partículas de solvente colidem com as partículas de soluto e o forças intermoleculares de atração entre as partículas de soluto e solvente "retêm" as partículas de soluto nos espaços.
Existem três etapas para o processo de dissolução:
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As partículas de solvente devem se separar para abrir espaço para partículas de soluto. Esse processo requer energia para superar as forças de atração entre as partículas de solvente. Este primeiro passo é endotérmico.
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As partículas de soluto devem se separar de seus vizinhos. Esse processo também requer energia para superar as forças de atração entre as partículas do soluto. O segundo passo é endotérmico.
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Quando as partículas de soluto se movem entre as partículas de solvente, o forças intermoleculares de atração entre o soluto e o solvente agarram e as partículas "estalam" para trás e se aproximam. Este processo libera energia. O passo final no processo de dissolução é exotérmico.
Considere o processo de dissolução de um cubo de açúcar (C₁₂H₂₂O₁₁) em água.
No modelo de sacarose (abaixo), o vermelho representa oxigênio, o cinza claro representa o hidrogênio e o cinza escuro representa o carbono.
Como a água, a sacarose possui átomos de oxigênio ligados a átomos de hidrogênio (ligações OH). As áreas próximas aos átomos de oxigênio são levemente negativas e as áreas próximas aos átomos de hidrogênio são levemente positivas. Ou seja, as ligações OH são polares.
As moléculas de sacarose são atraídas umas pelas outras por causa das atrações dipolo-dipolo entre os átomos de O em uma molécula e os átomos de H nas moléculas vizinhas. Essas atrações particularmente fortes são chamadas ligações de hidrogênio.
A sacarose tem vários grupos OH polares. É por isso que se dissolve na água
No entanto, as ligações covalentes dentro da molécula não são quebradas. Em vez disso, você está quebrando as ligações de hidrogênio que mantêm as moléculas de sacarose entre si no cristal.
Se adicionarmos água, os grupos OH na água formam ligações de hidrogênio com as moléculas de sacarose no cristal. Por sua vez, as moléculas de sacarose usam seus grupos OH para formar ligações H com as moléculas de água.
Vemos abaixo uma imagem de moléculas de água atacando a superfície da sacarose.
As forças intermoleculares entre as moléculas de sacarose são mais fracas do que aquelas entre as moléculas de sacarose e a água.
As moléculas de água circundam as moléculas de sacarose, substituindo as ligações H de sacarose-sacarose por ligações H de sacarose-água.
Eventualmente, as moléculas de sacarose deixam a superfície do cristal e se dispersam pela água como moléculas de sacarose hidratadas.
Terminamos com uma solução de moléculas de sacarose hidratadas na água.
Os mesmos processos ocorrem quando qualquer molécula polar se dissolve em um solvente polar.
Se as forças intermoleculares de atração soluto-solvente forem maiores que as forças solvente-solvente, a substância será solúvel.
A solubilidade depende das forças das forças intermoleculares (isto é, da polaridade do solvente).
As forças relativas são: ligações H> dipolo-dipolo> dipolo induzido por dipolo> dispersão de Londres.
Assim, um solvente que é capaz apenas de interações dipolo-dipolo não será um solvente para sacarose tão bom quanto a água (que possui ligação H).