Een opgeloste stof lost op in een oplosmiddel om een oplossing te vormen. De opgeloste stof is meestal de kleinere component van de oplossing en vormt een homogeen mengsel met het oplosmiddel. Wanneer een opgeloste stof oplost, is deze oplosbaar, en een materiaal kan oplosbaar zijn in sommige oplosmiddelen, maar niet in andere. Oplosbaarheid meet hoeveel van de opgeloste stof oplost en kan variëren met temperatuur en druk. Er kan meer dan één opgeloste stof in een oplossing zijn en de opgeloste stoffen kunnen met elkaar of met het oplosmiddel reageren om nieuwe verbindingen te vormen.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Een opgeloste stof is het materiaal dat oplost in een oplosmiddel om een homogeen mengsel te vormen dat een oplossing wordt genoemd. Opgeloste stoffen bestaande uit polaire moleculen lossen op in polaire oplosmiddelen, terwijl niet-polaire oplosmiddelen niet-polaire opgeloste stoffen kunnen oplossen. Water, met polaire moleculen, is een van de sterkste oplosmiddelen omdat het veel materialen kan oplossen, maar niet apolaire materialen zoals vetten en oliën. Er kunnen meerdere opgeloste stoffen in een oplossing zitten en ze reageren soms met elkaar en met het oplosmiddel.
Soorten opgeloste stoffen
Opgeloste stoffen kunnen polaire opgeloste stoffen zijn, waarin de moleculen van de opgeloste stof positieve en negatieve ladingen hebben aan tegenovergestelde uiteinden, of ze kunnen niet-polair zijn met neutrale moleculen. Wetenschap in het algemeen en scheikunde in het bijzonder houden zich bezig met beide typen, terwijl biologie vooral geïnteresseerd is in niet-polaire organische opgeloste stoffen. Het onderscheid is belangrijk omdat polaire oplosmiddelen gewoonlijk polaire opgeloste stoffen oplossen, terwijl niet-polaire opgeloste stoffen alleen oplossen in niet-polaire oplosmiddelen. De algemene regel voor oplosmiddelen en opgeloste stoffen is "zoals lost op als".
Ionische verbindingen zoals natriumchloride en polaire covalent gebonden moleculen zoals ammoniak lossen op in polaire oplosmiddelen zoals water. Niet-polaire moleculen zoals vetten en oliën lossen op in niet-polaire oplosmiddelen zoals tetrachloorkoolstof. Organische moleculen zoals oliën scheiden zich af wanneer ze met water worden gemengd, terwijl de meeste polaire opgeloste stoffen niet oplossen in organische oplosmiddelen.
Hoe een opgeloste stof oplost
Polaire moleculen hebben polaire covalente of ionische bindingen, net als polaire oplosmiddelen. Wanneer polaire opgeloste stoffen worden gemengd met polaire oplosmiddelen, worden nieuwe bindingen gevormd tussen de opgeloste stof en oplosmiddelmoleculen, en ze mengen zich op moleculair niveau om de oplossing te vormen.
Water is bijvoorbeeld een polair oplosmiddel en natriumchloride is een polaire verbinding met een ionische binding. Wanneer de twee worden gemengd, trekt het negatieve zuurstofuiteinde van het watermolecuul het positieve natriumion aan, terwijl het positieve waterstofuiteinde van water het negatieve chloorion aantrekt. Deze nieuwe bindingen zijn sterk genoeg om de ionische natrium-chloorbinding te verbreken en het natriumchloridemolecuul lost op.
Wanneer een niet-polair molecuul in water wordt geplaatst, blijven de watermoleculen tot elkaar aangetrokken en binden ze zich niet met het niet-polaire molecuul, dat daardoor niet kan oplossen. Maar wanneer het niet-polaire molecuul in een niet-polair oplosmiddel wordt geplaatst, vormen alle niet-polaire moleculen zwakke bindingen en kan de niet-polaire opgeloste stof oplossen.
Het belang van opgeloste stoffen
Opgeloste stoffen zijn belangrijk in de chemie en biologie omdat veel chemische reacties oplossingen vereisen voordat ze kunnen plaatsvinden. Wanneer opgelost, komen opgeloste moleculen in nauw contact met de moleculen van het oplosmiddel of die van andere opgeloste stoffen. Belangrijke chemische reacties zoals zuur-base-, neutralisatie- en neerslagreacties vinden plaats in oplossingen, en veel biologische processen en chemische reacties in levende organismen zijn gebaseerd op opgeloste stoffen in oplossing. Of een materiaal oplost en een opgeloste stof kan worden, is vaak van cruciaal belang bij het bepalen van het nut ervan voor een chemisch proces.