Szybkość solwatacji, akt chemicznego rozpuszczania jednej substancji przez drugą, zależy od tego, jakie są substancje i różnych innych czynników, takich jak mieszanie. Ponieważ wszystkie szybkości reakcji chemicznych są powiązane z temperaturą, obniżenie temperatury reakcji solwatacji zmniejszy jej szybkość, przy czym wszystkie inne czynniki są równe.
Reakcje na rozwiązanie
Reakcje w roztworze zachodzą, gdy cząsteczki dwóch substancji mieszają się całkowicie lub niecałkowicie. Gdy substancja nie rozpuszcza się, pozostaje w postaci stałej bryły lub oddzielnej warstwy cieczy obok rozpuszczalnika, jak to ma miejsce w przypadku oleju i wody. Ogólnie rzecz biorąc, do solwatacji odnosi się zasada „podobne rozpuszcza podobne”; cząsteczki polarne, takie jak woda, rozpuszczają inne, w tym alkohol. Cząsteczki niepolarne, takie jak naftalen, dobrze mieszają się z innymi, takimi jak benzen.
Szybkość solwatacji i ciepła
Solwatacja nie zachodzi natychmiast, ale w tempie określonym przez rodzaj i ilość zaangażowanych substancji, temperaturę i stopień nasycenia roztworu. Gdy roztwór staje się bardziej nasycony, reakcja roztworu spowalnia. W przypadku substancji, które rozpuszczają się marginalnie lub powoli, chemicy mogą zwiększyć szybkość solwatacji przez ogrzewanie roztworu.
Równanie Arrheniusa
Wzór zwany równaniem Arrheniusa matematycznie wiąże szybkość reakcji chemicznej z temperaturą. Krótko mówiąc, zależność jest wykładnicza, gdzie reakcja spowalnia się bardzo stopniowo wraz ze spadkiem temperatury, ale szybko rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Równanie działa dla różnych działań chemicznych, w tym solwatacji, wyraźnie wskazując na rolę temperatury w szybkości reakcji.
Ograniczenia chłodzenia przy zmianie szybkości
Możesz zmniejszyć szybkość solwatacji przez schłodzenie roztworu, ale technika działa tylko do punktu, w którym roztwór zamarza; potem całkowicie się zatrzymuje. Chłodzenie komplikuje również fakt, że niektóre reakcje solwatacji wytwarzają ciepło, a inne je zużywają. Jeśli reakcja egzotermiczna jest w równowadze i ochłodzisz ją w niewielkim stopniu, możesz faktycznie spowodować przyspieszenie solwatacji, ponieważ niższa temperatura pozwala na wytworzenie większej ilości ciepła.