¿Qué es la constante dieléctrica? ¿Por qué es responsable de disolver tantas sales en el agua?

Answer 1

Puede consultar el artículo de wikipedia para obtener una explicación técnica detallada:
Permitividad relativa

Básicamente, la constante dieléctrica o la permitividad relativa es, efectivamente, la disminución comparativa de la fuerza entre dos especies cargadas en un medio particular en comparación con el vacío (donde el medio se define como que no produce interferencia en la interacción entre las dos especies). Por ejemplo, si la fuerza entre dos especies cargadas es 1000 N en vacío y entre ellas a exactamente la misma distancia en un medio particular es 100 N, la constante dieléctrica de ese medio particular es 10. Si la fuerza en otro medio es 10 N, el nuevo medio tiene una constante dieléctrica de 100. Como puede ver, cuanto mayor es la constante dieléctrica, menor es la fuerza entre las dos especies cargadas, todo lo demás se mantiene igual.

Ahora vamos al proceso de disolución. Una sustancia se disolvería en un líquido (o gas para esa materia) si los componentes de la sustancia superan la fuerza de cohesión inicial (atracción) entre los componentes (pueden ser iones o moléculas) y se dispersan entre las especies del líquido. En el caso de los sólidos iónicos, que es la mayoría de las sales, esto se refiere a la interrupción de la fuerza atractiva de la red cristalina (la estructura formada por los iones positivos y los iones negativos) y la liberación de los iones en el medio líquido. Este proceso es energéticamente favorable si las fuerzas entre los iones en el medio son lo suficientemente bajas (esto proviene de la energía de hidratación o solvatación de los iones) para superar la energía de la red. Y como vimos anteriormente, cuanto más alta es la constante dieléctrica, más baja es la fuerza entre los iones y, en esencia, más alta es la energía de solvatación y más el grado de disolución.

Y el agua tiene una constante dieléctrica bastante alta (consulte la tabla en el artículo de wikipedia). Esto significa que tiene una alta energía de solvatación (o hidratación) para la mayoría de los iones y por lo tanto es capaz de disolver muchas sales.

Espero que esto responda tu pregunta. Siéntase libre de pedir cualquier aclaración.

Answer 2

En términos de las propiedades químicas de los líquidos, una constante dieléctrica es solo una propiedad física del líquido. Tiene una definición matemática bastante compleja, pero se puede considerar como una medida de la atracción entre cargas puntuales (moléculas) en el líquido. Las moléculas de agua son polares, lo que significa que llevan cargas parciales basadas en la diferencia en la electronegatividad entre el oxígeno y el hidrógeno. La constante dieléctrica del agua se correlaciona con la fuerza de las cargas parciales que interactúan.

El agua tiene una de las constantes dieléctricas más altas de todos los solventes conocidos. Esta es otra forma de decir que es un líquido muy “polar”.

Los sólidos iónicos con energías de red lo suficientemente pequeñas se disolverán en el agua debido a la formación de fuertes atracciones ión-dipolo. Si las atracciones iónico-dipolo formadas son más fuertes que la suma de los enlaces iónicos que se rompen en el soluto y las fuerzas intermoleculares que se rompen en el solvente, entonces el sólido se disolverá, con el tiempo suficiente.

Los solventes con constantes dieléctricas más pequeñas (etanol, hexano, éter) formarían interacciones iónicas y solventes más débiles y tendrían menos probabilidades de disolver compuestos iónicos.