solvatatie

Solvatatie is het proces waarbij moleculen of ionen in een oplosmiddel worden omgeven door oplosmiddelmoleculen. Het beïnvloedt de stabiliteit en oplosbaarheid van stoffen en speelt een centrale rol in chemie, biologie en milieuwetenschappen. Tijdens solvatatie treden intermoleculaire interacties op tussen deeltjes van het opgeloste stof en de moleculen van het oplosmiddel, zoals ion-dipoolkrachten, dipool-dipoolkrachten en waterstofbruggen. Wanneer het oplosmiddel water is, spreekt men van hydratatie; hydratatie is dan een speciale vorm van solvatatie.

Er ontstaan solvatatieschillen rondom het opgeloste deeltje. De directe laag moleculen rondom het ion of molecuul wordt de primaire solvatatiehuls genoemd. Daarna kunnen meerdere lagen solventmoleculen de structuur en dynamiek van de oplossing beïnvloeden.

De energetiek van solvatatie wordt gekarakteriseerd door de enthalpie van solvatatie en de vrije energie van solvatatie. De interacties bepalen of solvatatie exotherm is en hoe gunstig de oplosbaarheid. Over het algemeen bevordert een polair oplosmiddel met een hoog dielectriciteitsconstant stabilisatie van geladen en polaire solute, terwijl apolaire oplosmiddelen zwakkere interacties bieden.

Factoren die solvatatie beïnvloeden zijn onder meer de polairiteit en structuur van het oplosmiddel, temperatuur, druk en de grootte en lading van het solute. Solvatatieprocessen zijn vaak dynamisch: solventmoleculen wisselen voortdurend rondom het solute.

Toepassingen zijn breed: solvatatie bepaalt oplosbaarheid en kristallisatie; speelt een rol in elektrochemische systemen, biochemische bindingen en milieumodellen. Solvatatie verschilt van hydratatie wanneer het oplosmiddel niet water is; in water is hydratatie de speciale vorm van solvatatie.