solvacion
La solvatación (o disolución ) describe la interacción del solvente con las moléculas disueltas . Tanto las moléculas ionizadas como las no cargadas interactúan fuertemente con el solvente, y la fuerza y la naturaleza de esta interacción influyen en muchas propiedades del soluto, incluidas la solubilidad, la reactividad y el color, además de influir en las propiedades del solvente, como la viscosidad y la densidad. [1] En el proceso de solvatación, los iones están rodeados por una capa concéntrica de solvente . La solvatación es el proceso de reorganización de las moléculas de disolvente y soluto en complejos de solvatación. La solvatación implica la formación de enlaces, puentes de hidrógeno yfuerzas de van der Waals . La solvatación de un soluto en agua se llama hidratación. [2]
La solubilidad de los compuestos sólidos depende de la competencia entre la energía reticular y la solvatación, incluidos los efectos de entropía relacionados con los cambios en la estructura del solvente. [3]
Según una definición de la IUPAC , [4] la solvatación es una interacción de un soluto con el solvente , lo que conduce a la estabilización de las especies de soluto en la solución . En el estado solvatado, un ion en una solución está rodeado o complejado por moléculas de solvente. Las especies solvatadas a menudo se pueden describir por el número de coordinación y las constantes de estabilidad complejas . El concepto de interacción de solvatación también se puede aplicar a un material insoluble, por ejemplo, solvatación de grupos funcionales en una superficie de resina de intercambio iónico .
La solvatación es, en concepto, distinta de la solubilidad . La solvatación o disolución es un proceso cinético y se cuantifica por su velocidad. La solubilidad cuantifica el estado de equilibrio dinámico alcanzado cuando la tasa de disolución es igual a la tasa de precipitación . La consideración de las unidades aclara la distinción. La unidad típica para la velocidad de disolución es mol/s. Las unidades de solubilidad expresan una concentración: masa por volumen (mg/mL), molaridad (mol/L), etc. [5]
La solvatación involucra diferentes tipos de interacciones intermoleculares: enlaces de hidrógeno , interacciones ion-dipolo y fuerzas de van der Waals (que consisten en interacciones dipolo-dipolo, dipolo inducido por dipolo y dipolo inducido por dipolo inducido). Cuál de estas fuerzas está en juego depende de la estructura molecular y las propiedades del solvente y el soluto. La similitud o el carácter complementario de estas propiedades entre el solvente y el soluto determina qué tan bien un soluto puede ser solvatado por un solvente particular.
La polaridad del solvente es el factor más importante para determinar qué tan bien solvata un soluto en particular. Los solventes polares tienen dipolos moleculares, lo que significa que parte de la molécula del solvente tiene más densidad de electrones que otra parte de la molécula. La parte con más densidad de electrones experimentará una carga negativa parcial, mientras que la parte con menos densidad de electrones experimentará una carga positiva parcial. Las moléculas de solventes polares pueden solvatar solutos e iones polares porque pueden orientar la porción apropiada parcialmente cargada de la molécula hacia el soluto a través de la atracción electrostática. Esto estabiliza el sistema y crea una capa de solvatación .(o capa de hidratación en el caso del agua) alrededor de cada partícula de soluto. Las moléculas de solvente en la vecindad inmediata de una partícula de soluto a menudo tienen un orden muy diferente al del resto del solvente, y esta área de moléculas de solvente ordenadas de manera diferente se denomina región cibotáctica. [6] El agua es el disolvente polar más común y mejor estudiado, pero existen otros, como el etanol , el metanol , la acetona , el acetonitrilo y el dimetilsulfóxido . A menudo se encuentra que los solventes polares tienen una constante dieléctrica alta, aunque también se utilizan otras escalas de disolventes para clasificar la polaridad de los disolventes. Los solventes polares se pueden usar para disolver compuestos inorgánicos o iónicos como las sales. La conductividad de una solución depende de la solvatación de sus iones. Los solventes no polares no pueden solvatar iones y los iones se encontrarán como pares de iones.
