Làm thế nào để bạn xác định xem một hợp chất là hòa tan hay không hòa tan?

Khả năng hòa tan của một chất tan có thể được xác định bằng cách so sánh độ phân cực của chất tan và các phân tử dung môi. Dung môi phân cực sẽ hòa tan các chất tan phân cực và dung môi không phân cực sẽ hòa tan các chất tan không phân cực do sự hiện diện của các lực tương tự giữa các phân tử.

Các phân tử cộng hóa trị có ba loại lực liên phân tử: van der Waals, tương tác lưỡng cực-lưỡng cực và liên kết hydro. Lực Van der Waals là lực yếu nhất trong tất cả các lực liên phân tử và được tìm thấy trong các phân tử không phân cực. Tương tác lưỡng cực-lưỡng cực được tìm thấy trong các phân tử phân cực có chứa một phần điện tích dương và một phần điện tích âm do sự khác biệt về độ âm điện của các nguyên tử trong phân tử. Điện tích dương từng phần của một phân tử phân cực hút điện tích âm từng phần của phân tử phân cực khác. Liên kết hydro là tương tác lưỡng cực rất mạnh xảy ra trong các phân tử mà hydro được liên kết với các nguyên tử có độ âm điện rất cao như flo, nitơ, oxy hoặc clo. Liên kết hydro là liên kết mạnh nhất trong cả ba lực liên phân tử.

Các dung môi phân cực có các phân tử có thể tham gia vào các tương tác lưỡng cực-lưỡng cực hoặc liên kết hydro. Khi thêm chất tan phân cực vào dung môi, chất tan có thể phá vỡ các tương tác và tự phân tán giữa các phân tử dung môi. Trong những trường hợp này, điện tích dương từng phần của phân tử dung môi hút điện tích âm từng phần của phân tử chất tan. Tuy nhiên, khi thêm chất tan không phân cực vào dung môi phân cực, lực van der Waals có trong chất tan quá yếu để phá vỡ tương tác giữa các phân tử dung môi, do đó làm cho các hạt chất tan liên kết với nhau và không hòa tan.

Một dung môi không phân cực có thể hòa tan các chất tan không phân cực vì cả dung môi và chất tan đều có lực van der Waals yếu. Tuy nhiên, khi thêm chất tan phân cực vào dung môi không phân cực, tương tác lưỡng cực giữa các phân tử chất tan mạnh hơn lực van der Waals của dung môi và do đó sẽ không phân tách trong dung dịch, làm cho chất tan không tan.