W jaki sposób ustalasz, czy związek jest rozpuszczalny lub nierozpuszczalny?

Rozpuszczalność substancji rozpuszczonej można określić przez porównanie polarności substancji rozpuszczonej i cząsteczek rozpuszczalnika. Rozpuszczalniki polarne rozpuszczą polarne substancje rozpuszczone, a niepolarne rozpuszczalniki rozpuszczą niepolarne substancje rozpuszczone ze względu na obecność podobnych sił międzycząsteczkowych.

Cząsteczki kowalencyjne mają trzy rodzaje sił międzycząsteczkowych: van der Waalsa, interakcje dipol-dipol i wiązania wodorowe. Siły Van der Waalsa są najsłabszymi ze wszystkich sił międzycząsteczkowych i występują w niepolarnych cząsteczkach. Oddziaływania dipol-dipol znajdują się w polarnych cząsteczkach zawierających częściowy ładunek dodatni i częściowy ładunek ujemny z powodu różnicy w elektrogodzinach atomów w cząsteczce. Częściowy ładunek dodatni jednej cząsteczki polarnej przyciąga cząstkowy ładunek ujemny innej cząsteczki polarnej. Wiązania wodorowe są bardzo silnymi oddziaływaniami dipolowymi, które występują w cząsteczkach, w których wodór jest związany z bardzo wysoce elektroujemnymi atomami, takimi jak fluor, azot, tlen lub chlor. Więzy wodorowe są najsilniejsze ze wszystkich trzech sił międzycząsteczkowych.

Rozpuszczalniki polarne mają cząsteczki, które mogą angażować się w interakcje dipol-dipol lub wiązania wodorowe. Gdy do rozpuszczalnika dodaje się polarną substancję rozpuszczoną, substancja rozpuszczona jest w stanie rozerwać oddziaływania i rozproszyć się pomiędzy cząsteczkami rozpuszczalnika. W tych przypadkach częściowy ładunek dodatni cząsteczki rozpuszczalnika przyciąga cząstkowy ładunek ujemny cząsteczki substancji rozpuszczonej. Jednakże, gdy niepolarna substancja rozpuszczona jest dodawana do polarnego rozpuszczalnika, siły van der Waalsa obecne w substancji rozpuszczonej są zbyt słabe, aby rozerwać oddziaływania między cząsteczkami rozpuszczalnika, pozostawiając cząstki substancji rozpuszczonej połączone ze sobą i nierozpuszczalne.

Niepolarny rozpuszczalnik może rozpuszczać niepolarne substancje rozpuszczone, ponieważ zarówno rozpuszczalnik jak i substancja rozpuszczona mają słabe siły van der Waalsa. Jednakże, gdy polarna substancja rozpuszczona jest dodawana do niepolarnego rozpuszczalnika, interakcje dipolowe pomiędzy cząsteczkami substancji rozpuszczonej są silniejsze niż siły van der Waalsa rozpuszczalnika i dlatego nie będą rozdzielać się w roztworze, powodując nierozpuszczalność substancji rozpuszczonej.