용해

소금의 용해: 물은 용매이며 용질인 소금이 용해되는 과정이다.

용해(dissolution)는 용질(溶質)이 용매(溶媒)에 확산되어 섞이는 것을 말한다. 용매 입자와 용질 입자의 사이의 인력이 용매 입자끼리의 인력이나 용질 입자끼리의 인력보다 크거나 같으면 용해가 잘 일어난다. 그러나, 용매 입자와 용질 입자 사이의 인력보다 용매 입자끼리의 인력, 용질 입자끼리의 인력이 더 크면 용해가 잘 일어나지 않는다. 구조나 성질이 비슷한 물질끼리는 잘 섞이고, 다른 물질끼리는 잘 섞이지 않는다. 수소 결합을 한 물질이거나, 극성 분자인 물질은 물에 잘 녹는다. 용해가 일어나는 과정에서 이온은 용매 입자로 둘러싸여 하나의 큰 덩어리를 이루게 된다. 용해는 용매와 용질 입자를 재배열하여 그 큰 덩어리를 만드는 과정이다. 용해는 결합의 형성, 수소 결합, 그리고 반데르발스 힘과 관련이 있다. 특히 용매가 물인 용해 과정은 수화라고도 한다.

고체의 용해도는 고체의 격자 에너지, 용해 과정의 에너지 변화와 엔트로피 변화에 의해 결정된다. 용해가 진행되면 점점 화학적으로 안정해지다가 어느 지점을 넘으면 오히려 용해가 진행될수록 더 불안정해지게 되는데, 이 안정화와 불안정화의 경계가 되는 지점이 그 고체의 용해도가 되는 것이다.

물은 극성을 가지므로 이온성 물질이나 극성을 띤 화합물을 잘 녹인다. 물 분자와 이온 사이에 인력이 작용하여 이온성 물질이 양이온과 음이온으로 쉽게 떨어져 나오므로 염화 나트륨, 질산 나트륨, 황산 구리와 같은 이온성 물질은 물에 잘 녹게 된다.

개요

용해는 가스, 액체 혹은 고체가 용액 혹은 용매로 들어가 초기의 용매에 균일하게 녹아 액체화 되는 현상이다.

결정화된 고체가 용액에 대해 용해되기 위해서는 결정화된 구조가 원자 혹은 이온, 분자 상태로 나누어 져야만 한다. 액체와 기체의 경우 분자가 용해 될 용액이나 용매에 대하여 비공유분자간 상호작용을 할 수 있어야만 한다.

자유에너지는 용해의 분해 과정이 발생되기 위해서 음의 값을 가져야 한다. 구성성분들의 자유에너지는 용액 및 용매와 용해 될 물질의 결합의 분해와 이들 성분의 결합과정 등에 영향을 미친다. 용매의 원자 및 구성 분자들 간의 인력 혹은 용질의 구성 입자간의 인력이 용매와 용질 간에 작용하는 인력에 비해 약한 경우에는 두 물질간의 용해가 잘 이루어지지 않는다.

죽은 생물체가 분해되고 화합물 혹은 원소상태로 생물계로 돌아가는 것부터 새로 만들어낸 용해되는 약품이나 촉매제 등의 실험실 테스트에 이르기까지, 용해는 근본적으로 모든 자연적, 인위적 화학반응에서 가장 중요한 반응 중 하나이다.

참고자료

• 〈용해〉, 《위키백과》
• 〈용해〉, 《네이버 지식백과》

같이 보기

• 용액
• 용매
• 용질

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