liukenemisprosessin

Liukenemisprosessi on prosessi, jossa liukeneva aine erottuu liuottimeen muodostaen liuoksen. Yleisimpiin tilanteisiin kuuluu kiinteän aineen liukeneminen nesteeseen, mutta prosessi voi tapahtua myös kaasun tai molekyylin liuotessa toiseen nesteeseen. Liukeneminen tapahtuu käytännössä kiinteän aineen ja liuottimen rajapinnalla, ja sen nopeus riippuu sekä liukenevan aineen että liuottimen ominaisuuksista sekä olosuhteista kuten lämpötilasta ja sekoituksesta.

Liukenemisen perusmekanismi koostuu kahdesta päävaiheesta: liukeneva aine hajoaa tai irtoaa kiinteästä rakenteestaan ja sen jälkeen muodostuvat liuottimen kanssa vuorovaikutukset, kuten solvointi tai hydrataatio. Ioniyhdisteiden tapauksessa liukeneminen vaatii lattice-energian voittamista ja ionien hydratisoitumista tai muiden vuorovaikutusten muodostumista liuottimen kanssa. Molekyyliyhdisteiden liukeneminen riippuu esimerkiksi vetysidosten ja muiden nenyysvuorovaikutusten muodostumisesta liuottimen kanssa.

Kinetiikkaan vaikuttavat tekijät: pinta-ala ja murenemisen aste, jolla liukeneva aine on esikäsitelty, sekoituksen tai ilmapotentiaalin voimakkuus sekä lämpötila. Suurempi pinta-ala, parempi sekoitus ja korkeampi lämpötila yleensä nopeuttavat liukenemista. Liukenemisen nopeutta määrittelee myös massansiirto rajakerroksessa ja liuottimen ominaisuudet, kuten polarity ja suolapitoisuus.

Termodynaamisesti liukeneminen tähtää tasapainoon: liukoisuus määrittää lopullisen liuoksen pitoisuuden, ja jos olosuhteet ylisuorittavat, voi syntyä supersaturaatiota, joka johtaa kiteytymiseen. Liukenemisprosessi on keskeinen sekä teoreettisessa ymmärryksessä että käytännön sovelluksissa, kuten lääkkeiden suun nautittavuuden, ympäristögeokemian sekä teollisessa prosessoinnissa.