شیمی

یه سوال برام پیش اومد که آیا حجم محلول با حجم اولیه مواد تشکیلی دهندش برابره؟ خودم اول فکر میکردم که حجم محلول باید برابر حج حلال بشه اما جواب:

حجم نهایی محلول به برهم‌کنش‌های (interaction) بین ذرات حلال و ماده‌ی حل شونده مربوط است. به این صورت جاذبه‌ی بین ذرات حل شونده در حلال و حلال را در نظر می‌گیریم:
حالت اول: اگر این جاذبه بیش از جاذبه‌ی هر کدام از ذرات در محیط خالص (قبل از انحلال) باشد، حجم محلول کم‌تر از مجموع حجم فازها خواهد بود. مثال معروف در این رابطه‌ انحلال متانول و اتانول در آب می‌باشد. البته می‌توانیم به این مثال حلالیت گازها در مایعات را نیز اضافه کنیم.
گاهی هم دو فاز در حفره‌های مولکولی یکدیگر قرار می‌گیرند و بنابرین حجم کل، کمتر از مجموع مواد اولیه خواهد شد. مثالی که در این باره به ذهنم می‌رسد مربوط به پلیمرها است که معمولا نرم‌کننده‌ها (با مولکول‌های کوچک) در لابه‌لای مولکول‌های پلیمر (شبکه‌های بسیار بزرگ) قرار می‌گیرند و باعث کاهش حجم مجموع می‌شوند.
حالت دوم: اگر این جاذبه کمتر از جاذبه‌ی هر کدام از ذرات در محیط خالص (قبل از انحلال) باشد، حجم محلول بیشتر از مجموع حجم فازها خواهد بود.
حل شدن نمک‌هایی که چگالی بار یون خیلی کم دارند، یا انحلال موادی با مولکول‌های غیرقطبی در آب جزء این دسته است. مثلا: انحلال پنتان، پارافین، شکر، سلولز و ...
البته در برخی مثال‌های بالا جاذبه‌ی بین حلال و ذرات حل شونده بسیار کم می‌باشد و گاهی به دافعه تبدیل می‌شوند پس شاید یک سوال برای شما پیش بیاید: :?: «اصلا چرا اینگونه مواد در هم حل می‌شوند؟»
در این باره باید بگویم چنین انحلال‌هایی با زور ترمودینامیک (تحت فشار و دما یا شرایط فیزیکی خاص مثل همزن) انجام‌پذیر است و پس از مدتی فازها از یکدیگر جدا خواهند شد.
حالت سوم: در این حالت خیلی خاص، جاذبه‌ی بین ذرات و ذرات خالص برابر می‌شود. به این حالت «حلال تتای فلوری-هاگینز» گفته می‌شود و برای مولکول‌ها یا اتم‌ها هیچ تفاوتی نمی‌کند که در حلال باشند یا نباشند. این مورد هم بیشتر در پلیمرها اتفاق می‌افتد.
مثلا اگر شما یک قطعه لاستیک (مثل دمپایی آشپزخانه‌) را به عنوان ماده‌ی حل شونده در آب بیندازید، پس از گذشت زمان هیچ تغییری در حجم مجموع فازها ایجاد نمی‌شود.

منبع