Suvning erituvchi xossalari

Limonni yaxshi koʻrasizmi? Oʻzingiz limonad tayyorlaganmisiz? Limonadga juda koʻp shakar solinadi-a? Agar siz shakarni limonadga (yoki choyga yoki boʻlmasa boshqa bir ichimlikka) qoʻshib, uning erishini kuzatgan boʻlsangiz, unda siz suvning erituvchi xossasini amalda koʻrgansiz. Erituvchi bu shunchaki eruvchi deb nomlanuvchi boshqa molekula va birikmalarni eritib yuboradigan moddadir. Erituvchi va eruvchilarning bir jinsli aralashmasiga eritma deyiladi. Hayotimizdagi koʻplab kimyoviy jarayonlar erituvchi suvli eritmalarda kechadi.

Suvda qutblilik va vodorod bogʻlarini hosil qilishga moyillik xossalari mavjudligi sabab suv eng zoʻr erituvchidir, yaʼni u har xil molekulalarni erita oladi. Hayot uchun muhim boʻlgan kimyoviy reaksiyalarning koʻplari hujayralar ichidagi suvli muhitda roʻy beradi va suvning juda ham koʻplab molekulalarni eritib yubora olishi kimyoviy reaksiyalarning sodir boʻlishiga imkon beradi.

Koʻplab eritmalarni eritib yuborishga moyilligi tufayli suv baʼzan “universal erituvchi” deb nomlanadi. Biroq bu nom mutlaqo toʻgʻri emas, chunki baʼzi moddalar (masalan, yogʻlar) suvda yaxshi erimaydi. Umuman olganda, suv ionlarni va qutbli molekulalarni yaxshi eritadi, ammo qutbsiz molekulalarni yaxshi erita olmaydi. (Qutbli molekula neytral yoki zaryadlanmagan boʻladi, ammo u assimetrik ichki zaryad taqsimotiga ega boʻlganligi uchun oʻzining qisman musbat va qisman manfiy hududlariga ega.

Suv oʻzining qutbli molekulalari sababli qutbsiz moddalardan farqli oʻlaroq, zaryadlangan va qutbli moddalar bilan boshqacha oʻzaro taʼsirlashadi. Suv molekulalari qutbli boʻlib, vodoroddagi qisman musbat zaryad, kisloroddagi qisman manfiy zaryad natijada burchak koʻrinishidagi umumiytuzilmani hosil qiladi. Suv molekulasidagi zaryadlarning teng taqsimlanmagani vodorodga nisbatan kislorodning koʻproq elektromanfiylikka yoki elektronlarni hammasini qamrab olishiga moyilligini keltirib chiqaradi: O-H bogʻlanishlarining almashilgan elektronlari H atomlariga qaraganda O atomiga koʻproq vaqt sarflaydi. Quyidagi rasmda suv molekulasidagi qisman musbat va qisman manfiy zaryadlar mos ravishda δ$^+$start superscript, plus, end superscript and δ$^-$start superscript, minus, end superscript belgilarida koʻrsatilgan.

Qutbli boʻlgani sababli suv boshqa qutbli molekulalar va ionlar bilan elektrostatik taʼsirlashuvni (zaryadga asoslangan bir-biriga tortishishlarni) hosil qilishi mumkin. Qutbli molekulalar va ionlar suvning qisman musbat va qisman manfiy uchlari bilan oʻzaro taʼsirlashadi va musbat zaryadlar manfiy zaryadlarni oʻziga tortadi (xuddi magnitlarning + va - uchlari singari). Suvli eritmada sodir boʻlgani kabi eruvchi molekulalarga nisbatan suv molekulalari koʻproq boʻlsa, ushbu oʻzaro taʼsirlashuv suv molekulalarining eruvchi atrofida uch oʻlchamli sfera yoki gidratatsiya qavatini hosil boʻlishiga olib keladi. Gidratatsiya qavati zarralarni suvda teng ravishda tarqalishiga imkon beradi.

Qanday qilib gidratatsiya qavatining hosil boʻlishi eruvchi moddani erishiga sabab boʻladi? Misol tariqasida ionli birikma osh tuzi (NaCl)ni suvga qoʻshilishini olaylik.

Agar siz suvga tuz solib aralashtirsangiz, NaClning kristall panjaralari Na$^+$start superscript, plus, end superscript va Cl$^-$start superscript, minus, end superscript ionlariga dissotsilanishni boshlaydi. (Dissotsilanish bu birikma yoki molekulaning ajralib, ionlarga aylanish jarayonining nomlanishidir.) Suv molekulalari ionlar atrofida gidratatsiya qavatlarini hosil qiladi: musbat zaryadlangan Na$^+$start superscript, plus, end superscript ionlari suv molekulalarining kislorod atomi uchidagi qisman manfiy zaryadlar bilan, manfiy zaryadlangan Cl$^-$start superscript, minus, end superscript ionlari esa vodorod atomi uchidagi qisman musbat zaryadlari bilan oʻralgan. Jarayon davom etar ekan, tuz kristallaridagi barcha ionlar gidratatsiya qavati bilan oʻralgan va eritmada tarqalib ketgan boʻladi.

Yogʻ va moylar kabi qutbsiz molekulalar suv bilan oʻzaro taʼsirlashmaydi yoki gidratatsiya qavatini hosil qilmaydi. Ushbu molekulalarda qisman musbat yoki qisman manfiy hududlar mavjud emas, shuning uchun ular suv molekulalari bilan elektrostatik jihatdan tortishmaydilar. Shu sababli qutbsiz moddalar (yogʻlar kabi) suvga qoʻshilganda erish oʻrniga ajralib chiqadi va qatlam yoki tomchi hosil qiladi.