Existem várias razões pelas quais algumas substâncias não se dissolvem na água em qualquer medida apreciável:

1. Polaridade e "como se dissolve como"

* água é uma molécula polar: Isso significa que ele tem uma extremidade positiva e negativa devido ao compartilhamento desigual de elétrons.
* Substâncias polares se dissolvem em solventes polares: A água atrai outras moléculas polares (como açúcares ou sais) devido às interações eletrostáticas entre as cargas opostas.
* substâncias não polares não se dissolvem na água: Moléculas não polares, como óleos ou gorduras, carecem dessas cargas. Eles são mais atraídos um pelo outro do que a água, então permanecem separados.

2. Forças intermoleculares

* forças mais fortes no soluto: Algumas substâncias têm forças intermoleculares mais fortes (como a ligação de hidrogênio) dentro de si que com a água. Isso o torna energeticamente desfavorável para eles se separarem e interagirem com a água. Exemplos incluem hidrocarbonetos de cadeia longa ou alguns polímeros.

3. Energia da rede

* compostos iônicos: Alguns compostos iônicos (como carbonato de cálcio) têm fortes ligações iônicas que mantêm sua estrutura de treliça unida. A energia necessária para quebrar essas ligações é maior que a energia obtida com a solvatação pela água.

4. Entropia

* entropia diminuída: Quando algumas substâncias se dissolvem, elas realmente diminuem a entropia da solução. Isso pode ser desfavorável e a substância pode não se dissolver bem.

5. Tamanho e forma

* moléculas grandes ou complexas: Moléculas muito grandes ou complexas podem ter problemas para ajustar entre moléculas de água, tornando a solvatação menos provável.

6. Presença de grupos funcionais

* Grupos hidrofóbicos: Moléculas com grandes grupos hidrofóbicos (de repelevadores de água), como cadeias longas de hidrocarbonetos, resistirão à dissolução na água.

Exemplos:

* óleo e água: O petróleo não é polar, enquanto a água é polar. Eles não se misturam.
* Areia: A areia é principalmente dióxido de silício (SiO2), um composto iônico muito estável com ligações fortes.
* plástico: Muitos plásticos são longas cadeias de hidrocarbonetos não polares, tornando -os insolúveis em água.

Em resumo, a solubilidade de uma substância na água depende do equilíbrio de forças entre o soluto e o solvente. Se as forças que favorecem a separação forem mais fortes do que as que favorecem a mistura, a substância não se dissolverá.