נוסח השאלה המלא: מהם התנאים למסיסות במים, האם CH3NHCH3 מסיס?

אני ארחיב את השאלה המקורית, ואסביר על מסיסות באופן כללי:
אם חושבים על זה, עבור כל חומר בעולם, תמיד יהיה לפחות חומר אחד שימיס אותו בצורה מצויינת, ובכל יחס שנבחר, והוא יהיה... אותו החומר עצמו. כלומר ברור שמים מצליחים להמיס בתוכם מים, שמן סויה ימיס בתוכו בלי בעיה שמן סויה, ווזלין ימיס ווזלין, כספית – תמיס בתוכה עוד כספית וכו'. זה נראה די ברור מאליו, אבל מתוך העובדה הזאת נגזר כלל המסיסות הכימי "דומה נמס בדומה לו" (באנגלית: like dissolves like). כאשר ההיגיון הוא שאם חומר ממיס את עצמו הכי טוב סביר שיצליח להמיס חומר דומה, כאשר הדימיון מתייחס לדמיון כימי – ובייחוד לאופי הקשר בין המולקולות בחומר.
ולכן – מתכות ימסו בתוך מתכות, חומרים פולריים (קוטביים, שהמולקולות המרכיבות אותם מכילות קיטוב/ דו-קוטב חשמלי קבוע) ימסו בתוך ממסים פולריים, חומרים לא-פולריים ימסו בחומרים לא פולריים, חומרים המכילים קשרי מימן ימסו בתוך חומרים המכילים קשרי מימן. חומרים יוניים ימסו בתוך חומרים יוניים – וכו' כו' כך על פני כל הקשרים הכימיים הקיימים.
דוגמאות: מים הם חומר פולרי, ולכן מצליחים להמיס מלח בישול (NaCl) שהוא חומר יוני (שאפשר לומר שזה המצב הקיצוני ביותר של חומר פולרי - בו אלקטרונים שלמים עברו מאטום אחד למשנהו, קיטוב חשמלי מלא), אבל לא ממיסים שמן בישול – שהוא תרכובת לא פולרית בכלל. ומצד שני – שמן לא מצליח להמיס מים, אבל מצליח להמיס שמנים אחרים.

בעת יצור אלומיניום, ממיסים אלומיניום אוקסיד ( ,Al2O3חומר יוני) בתוך קריאוליט (Na3AlF6, חומר יוני) מותך. כספית (מתכת נוזלית בטמפ' החדר) יכולה להמיס בתוכה נחושת או זהב (מתכות אחרות).  


כספית (התמונות נלקחו מתוך וויקיפדיה)

כמובן שהמצב יכול "להסתבך" אם כל מולקולה יוצרת סוגים שונים של קשרים, למשל: קבוצת הכהלים מכילים חלק פולרי היוצר קשרי מימן (-OH) וחלק פחמני לא פולרי, המסיסות של הכהלים בתוך מים נקבעת על פי אורך השרשרת הפחמנית הלא פולרית (ככל שהשרשרת של אטומי הפחמן גדולה יותר – כך הכהל פחות מסיס במים). ולכן אלכהול לשתייה שמכיל רק 2 פחמנים בשרשרת מסיס במים בכל יחס, פנטנול עם שרשרת של 5 פחמנים נמס מעט במים, וכהל עם שרשרת ארוכה של 20 פחמנים כמעט לא ימס במים בכלל.
ספציפית לגבי השאלה – החומר CH3NHCH3 (די מתיל אמין) לא מכיל שרשראות פחמניות ארוכות, הוא פולרי ומסוגל ליצור קשרי מימן (מכיל קשר חנקן-מימן) ולכן ימס במים בצורה טובה. (מים כזכור פולריים ויוצרים קשרי מימן).

מאת:ד"ר אבי סאייג
מכון ויצמן למדע ומכון דוידסון לחינוך מדעי
 

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

9 תגובות

  • מעיין

    האם מטען משפיע

    במידה ואין מטען לחלבון מסוים האם המסיסות תהיה מקסימלית או מינימלית?

  • שרון

    האם מידת המוססות של תמיסנ היא כפונקציה של החוזק היוני של התמיסה?

    האם ההתמוססות תהיה גדולה או קטנה יותר בחוזק יוני גבוה? החוזק היוני משפיע משמעותית?

  • אבי סאייג

    זה תלוי

    חוזק יוני גבוה (כלומר תמיסה בריכוז יונים גבוה) משפיע על מסיסות של חומרים אחרים בתמיסה:
    אם מדובר בחומר יוני אחר, עם יון משותף – כלומר אם מדובר בנסיון המסה של המלח KCl – אשלגן כלורי, בתמיסה של מלח בישול, נתרן כלורי NaCl (כלור יון משותף) – אזי המסיסות תהייה נמוכה יותר בהשווה למים טהורים. תחשוב על זה שכאילו יש כמות סופית של יוני כלור שהמים יכולים להכיל – ואחרי שהמכסה מתמלאת לא אפשרי יותר מסיסות מלחים המכילים יוני כלור.
    אם מדובר בחומר יוני אחר, בלי יון משותף – בגלל עלייה בקוטביות המים – ובהמשך למתואר בכתבה, תהייה דווקא עליה במסיסות, למשל גבס – CaSO4 נמס טוב יותר במי מלח, בהשוואה למים נקיים.
    http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ed081p1644
    אם מדובר בחומרים אורגניים – שהם לא כל כך קוטביים, אבל בכל זאת נמסים במים, אזי מסיסותם יורדת במים עם חוזק יוני גבוה, שוב בגלל שוני גדול בקוטביות / בכוחות הבינמולקולרים בין הממס למומס, כך שאנרגטית פחות כדאי היווצרות תמיסה.
    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • קורל

    מסיסות בין תמיסה לחומר

    כיצד ניתן לדעת אם חומר מסוים (כמו אתנול) מתמוסס בתמיסה מסוימת (כמו מי-סוכר)?
    כמו כן, כיצד ניתן לדעת אם שתי תמיסות מסיסות אחת בשנייה?

  • אבי סאייג

    בדיוק באותו אופן

    היי קורל

    מסיסות של חומר עם תמיסה קיימת, או מסיסות של שתי תמיסות זו בזו נקבעת בדיוק באותו אופן שמוסבר בכתבה: אם החומרים קרובים זה לזה מבחינת הקשרים הקיימים בין המולקולות שלהם, אז הם ימסו (כי בעצם כל החומרים יוכלו ליצור קשרים זה עם זה), ככל שהשוני בין החומרים גדול  - כך המסיסות תהיה נמוכה יותר. כיוון שסוכר נמס במים, וכהל נמס במים מבינים כי יש דמיון בין החומרים, ולכן כהל נמס גם במי-סוכר (ככה מכינים קוקטיילים מתוקים... :-)).

    תציצי גם בכתבה 'מדוע אצטון ממיס לק אבל לא אלכוהול' – יש שם רשימה של חומרים הדומים זה לזה מבחינת הקוטביות הכימית, וככה אפשר לדעת מי יטה להתמוסס עם מי.

    אם אין כל מידע על המבנה הכימי של החומרים, אז אין ברירה אלא פשוט לנסות. צריך לזכור גם שמסיסות היא רצף, כלומר בהחלט אפשרי ששני חומרים או תמיסות יתמוססו באופן חלקי זה בזה, בריכוזים נמוכים, אבל מעל ריכוז מסויים כבר לא תתרחש מסיסות.

    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • אבי

    זהב

    כיצד ניתן להמיס זהב?האם יש מדלל שיכול לעשות זאת?

  • אבי סאייג

    אפשר על ידי תגובה כימית

    אפשר להמיס זהב בתוך כספית נוזלית - זאת תמיסה לכל דבר. כדי להמיס זהב בתוך מים הוא חייב לעבור תגובה כימית - המחמצנת אותו והופכת אותו ליון מסיס במים. עושים זאת על ידי תערובת של חומצה חנקתית עם מלחית הנקראת מי-מלכים (כי מגיבה גם עם 'מלך' המתכות - זהב). אתה יכול לקרוא על כך עוד בתשובה לשאלה: כיצד מפרידים מתכות.
    אבי

  • עומרי

    חוזק הקשר

    האם יש מולקולה בעלת זיקה גבוהה יותר לCO מאשר המוגלובין?

  • האלכימאי

    תשובה

    פחמן חד חמצני (CO) יוצר קשר עם אטומי מתכת ל"קומפלקס מתכתי".
    ניקל ומגנזיום הם דוגמאות נוספות לברזל (המצוי במרכז מולקולת ההמוגלובין).

    מקורות:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_monoxide
    http://en.wikipedia.org/wiki/Metal_carbonyl
    http://en.wikipedia.org/wiki/Iron_pentacarbonyl

תגובות פייסבוק