엔트로피 및 용해도:왜 기름과 물 혼합하지 않습니까?113

기름과 물 섞이지 않는다는 사실은 잘 알려져 있습니다. 그것은 심지어 섞이지 않는 다른 것들(사람,신앙 등)에 대한 일반적인 은유가되었습니다.)잘 알려지지 않은 것은 왜 그런가? 오일은 많은 화합물이 탄화수소이거나 탄화수소와 같은 지역을 포함하는 화합물 그룹의 일반적인 이름입니다., 오일은–잘 기름진,그들은 미끄러 워 하 고(지루한 소리의 위험에)물 혼합 수 없습니다. 올리브 오일 또는 옥수수 오일의 분자는 전형적으로 약 16-18 탄소의 긴 탄화수소 사슬을 갖는다. 이 분자들은 종종 한쪽 끝에 에스테르(C—O 결합을 포함하는 원자 그룹)라고 불리는 극성 그룹을 가지고 있습니다.114 한 번 더 많은 즐거움을 누릴 수 있습니다 육 탄소 체인에서,이들 그룹에 크게 영향을 용해도에서 물로,O—H 그룹에서 대부분의 알코올지 않는 크게 영향을 미칠 가용성이 있습니다., 그래서,기름 분자가 주로 비극과 상호 작용과 함께 다른 하나뿐만 아니라 다른 분자(을 포함한 물 분자는),주로 런던을 통해 분산군(LDFs). 오일 분자들이 분산 물,그들의 상호작용과 물 분자를 모두 포함 LDFs 과 간의 상호 작용 물 쌍극하고 유도 다이폴에서 석유 분자. 이러한 쌍극자-유도 쌍극자 상호 작용은 일반적이며 중요 할 수있다., 만약 우리가 추정한 엔탈피는 변경과 관련된 분산성에서 분자 물,우리는 것을 발견 ΔH 약 영을 위해 많은 시스템입니다. 이것이 의미하는 데 필요한 에너지를 분리하는 분자 용매에 용질에 대한 동일한 에너지를 발표하면서 새로운 용매 용질의 상호작용을 형성했다.

단순히 분자를 혼합하는 것과 관련된 엔트로피 변화가 양수임을 기억하십시오., 경우에 따라서 엔탈피로 변경된 혼합 오일 및 물이 약하며 그의 엔트로피를 섞은 일반적으로 긍정적이,왜 그렇게 기름과 물을 혼합하지? 그것은 단지 왼쪽의 가능성은 변화에서 엔트로피와 관련된 녹이는 기름에서 분자 물해 부정적인 것(따라서 ΔG 긍정적이다.)또한 수용액 전체에 오일 분자를 분산 시키면 혼합 시스템이 자발적으로 분리됩니다(결합 해제). 이것은 일을 포함하는 과정 인 것 같습니다. 어떤 힘이이 일을 주도합니까?,

안심,비 신비한 설명이 있지만 분자 및 시스템 수준 모두에서 사고가 필요합니다. 물 속에 물 분자가 분산되면,물 분자는 서로 만드는 H-결합의 수를 최대화하기 위해 재 배열됩니다. 그들은 각 탄화수소 분자 주위에 케이지와 같은 구조를 형성합니다. 이러 케이지의 물 분자는 주위에 각각의 탄화수소 분자가 더 순서 배열에 있는 보다 순수한 물을 때,특히 우리는 수업과 함께 추가 모든 개인의 새장!, 그것은 탄화수소 분자 주위의 영역으로 제한되지만 얼음 속의 물 분자의 배열과 오히려 같습니다. 이보다 정렬 된 배열은 엔트로피의 감소를 초래합니다. 물 속에 기름 분자가 더 많이 분산 될수록 엔트로피의 감소가 커집니다. 물 물 분자가 서로 뭉칠 때 다른 한편으로는,”주문한 물”의 지역은 감소됩니다;더 적은 물 분자가 영향을받습니다. 따라서 오일 분자의 응집과 관련된 엔트로피의 증가가 있습니다-완전히 반 직관적 인 아이디어!, 엔트로피의 이러한 증가는 음의 부호 때문에–TΔS 에 대한 음의 값으로 이어진다. 따라서,부재에서의 다른 요인 시스템 움직임을 최소화하는 간의 상호 작용 기름과 물 분자를 형성을 유도 별도의 기름과 물니다. 물질의 상대 밀도에 따라 유성 단계는 물 단계 위 또는 아래에있을 수 있습니다. 기름과 물 분자의 이 엔트로피 몬 별거는 소수성 효력으로 일반적으로 불립니다., 물 물.물론,오일 분자는 물을 두려워하지 않고(공포증)물 분자를 격퇴하지 않습니다. 을 기억하는 모든 분자 유치를 통해 서로 런던 분산군(지 않는 한 그들이 영구 및 이와 유사한 전기 요금).

insolubility 서 오일의 물은 통제되는 주로 변경에서 엔트로피,그래서 그것은 바로에 의해 영향을 받의 온도 시스템입니다. 저온에서 물 및 탄화수소의 혼합물을 안정화시키는 것이 가능하다., Clathrates 로 알려진 이러한 혼합물에서 탄화수소 분자는 물 분자(얼음)의 안정한 케이지로 둘러싸여 있습니다. 얼음은 결정 구조 내에 비교적 큰 열린 공간을 가지고 있음을 상기하십시오. 탄화수소 분자 내에 이러한 구멍은,그것을 가능하게 예측하는 최대 크기의 탄화수소 분자를 형성할 수 있는 clathrates. 예를 들어,일부 해양 박테리아는 ch4(메탄)를 생성 한 다음 냉수에 용해되어 메탄 물떼새를 형성합니다., 과학자들은 예상하는 사이에 두고 열 번 현재의 금액은 기존의 천연 가스 자원에는 현재 메탄 clathrates.나는 이것이 내가 할 수있는 유일한 방법이라고 생각한다.