Cum determinați dacă un compus este solubil sau insolubil?

Solubilitatea unei substanțe dizolvate poate fi determinată prin compararea polarităților solutului și a moleculelor de solvent. Solvenții polari vor dizolva dizolvanții polari și solvenții nepolari vor dizolva substanțele dizolvate nepoluate datorită prezenței forțelor intermoleculare similare.

Moleculele cavalente au trei tipuri de forțe intermoleculare: van der Waals, interacțiunile dipol-dipol și lipirea cu hidrogen. Forțele Van der Waals sunt cele mai slabe dintre forțele intermoleculare și se găsesc în molecule nepolare. Interacțiunile dipol-dipol se găsesc în moleculele polare care conțin o încărcătură parțială pozitivă și o sarcină parțială negativă datorită diferenței în electronegativitățile atomilor din moleculă. Încărcarea pozitivă parțială a unei molecule polare atrage încărcarea negativă parțială a unei molecule polar diferite. Legăturile de hidrogen sunt interacțiuni dipol foarte puternice care apar în molecule unde hidrogenul este legat la atomi foarte puternic electronegativi, cum ar fi fluor, azot, oxigen sau clor. Legăturile de hidrogen sunt cele mai puternice dintre cele trei forțe intermoleculare.

Solvenții polari au molecule care se pot angaja în interacțiuni dipol-dipol sau lipire cu hidrogen. Atunci când solventul polar este adăugat la solvent, solutul este capabil să perturbe interacțiunile și să se disperseze între moleculele de solvent. În aceste cazuri, sarcina parțială pozitivă a unei molecule de solvent atrage încărcarea negativă parțială a unei molecule dizolvate. Totuși, atunci când se adaugă o substanță dizolvată nepolară într-un solvent polar, forțele van der Waals prezente în solută sunt prea slabe pentru a perturba interacțiunile dintre moleculele de solvent, lăsând astfel particulele dizolvate lipite împreună și insolubile.

Un solvent nepolar poate dizolva substanțele dizolvate nepolar deoarece atât solventul, cât și solutul au forțe slabe van der Waals. Cu toate acestea, atunci când un solvent polar este adăugat la un solvent nepolar, interacțiunile dipol dintre moleculele dizolvate sunt mai puternice decât forțele van der Waals ale solventului și, prin urmare, nu se vor separa în soluție, făcând substanța solubilă insolubilă.