לקריאת הכתבה

מה קובע מסיסות של חומרים?

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)

אפשר להבין יותר לעומק, מאיפה כלל המסיסות הזה נובע: כדי ששני חומרים יתערבבו למצב של תמיסה, דרוש בעצם שהמולקולות המרכיבות את החומרים יתערבבו, וכדי שזה יקרה צריך בעצם לשבור את הקשרים הבין מולקולרים בממס, את הקשרים הבין מולקולרים במומס, וליצור קשרים חדשים בין הממס למומס. אם החומרים שונים מאוד זה מזה מבחינה כימית, כלומר בין חומר אחד יש כוחות מאוד חזקים ובין חומר אחר כוחות מאוד חלשים קשה יהיה לחומר שבו כוחות חלשים לשבור את הקשרים החזקים בחומר השני ולהיכנס בתוכו – ולכן לא יתערבבו, ולהפך – רק במצב בו עוצמת הקשרים דומה יתאפשר שבירה של קשרים ויצירה של חדשים.

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).