[Year]
PHYSICAL
PHARMACY TEAM
Lecture 3
Clinical Pharmacy
Cairo University
2014/2015
/Clinical2020CU
Physical Pharmacy
Lecture 3
Solvent‫ فال‬solute‫و قلنا انها معدل دوبان ال‬dissolution‫عرفنا المرة اللي فاتت ال‬
‫ ازاي‬,solvent‫ بيدوب فال‬Solute‫ ازاي ال‬..‫ بيحصل‬dissolution‫ هنتكلم عن ازاي ال‬,‫ ده بقا‬lecture‫طيب فال‬
:‫هنتكلم عن‬..‫ اللي محطوط فيه‬solvent‫ بيختفي مرة واحدة فال‬solute‫ال‬
Process of Dissolution:
1. Separation of solute from similar molecules and become surrounded by solvent molecules.
2. Separation of solvent from similar molecules to create space (cavity) to accommodate the
solute.
3. Placing the solute molecule in the solvent cavity requires a number of solute-solvent
contacts (Solvation process. In case the solvent is water, it is called hydration process)
Dissolution occurs if solute-solvent attraction overcomes:
a) solute-solute interaction
b) solvent-solvent interaction
When the adhesive forces (i.e. solute-solvent molecules) are more than the cohesive forces
(solvent-solvent molecules or solute-solute molecules), the solubility of a solute in a solvent is
generally enhanced and vice versa.
‫ ف عشان‬tightly packed ‫ بتبقى‬solid molecules‫ و عارفين ان ال‬,solid ‫ عندي‬solute‫ فالنفترض ان ال‬,‫طيب‬
.Solute‫ تحاوطها و بالتالي يدوب ال‬Solvent molecules‫ من بعضها عشان ال‬solid molecules‫ادوبها الزم افكك ال‬
‫ازاي هيحصل كده بقا؟‬
crystal ‫ بتتفرق من بعضها و تحاول تسيب ال‬solute molecules‫ ان ال‬,‫اول خطوة هعملها او بتحصل يعني‬
molecules ‫واحدة من بقيت ال‬molecule ‫ مش صح؟ بكسر مثال‬bonds‫ يبقى انا كده بكسر‬.‫ اللي هي فيه‬lattice
‫ مش هتاج‬, bond-breaking ‫ طيب انا عشان بعمل‬..‫ و بعدين اكسر اللي بعدها و اللي بعدها و هكذا‬lattice‫اللي فال‬
‫طيب هجيب‬. +W22 ‫ ده‬Work ‫ تعالوا نسمي ال‬.work ‫ او بمسمى تاني بحتاج اعمل‬energy ‫طاقة؟ اكيد هحتاج‬
Absorption of energy ‫ هعمل‬.surrounding‫ ده منين؟ من ال‬Work‫ اللي محتاجاها عشان اعمل ال‬Energy‫ال‬
‫ عشان كده حطينا‬.‫ من بره‬energy‫ هتزيد عشان اخدت‬potential energy‫ و بالتالي ال‬from the surrounding
.‫ زادت‬P.E‫ الن ال‬positive sign‫ال‬
Clinical 2020
Page 1
:‫ اللي هما‬2 types of forces ‫ عندك‬..‫نطلع شوية بره الموضوع و نرجعله تاني‬
Cohesive forces: between similar/like molecules
Adhesive forces: between different/unlike molecules
bonds between ‫ الني بكسر‬cohesive forces‫ عن بعضها بكسر ايه؟ بكسر ال‬Solute molecules‫طيب انا لما بفرق ال‬
.similar molecules
‫ عشان يكونولي‬Solvent molecules ‫ هنفرق‬solute molecules ‫ ده مشابهة للقبليها بس بدل ما احنا بنفرق‬..‫الخطوةالتانية‬
‫ اللي‬bonds ‫ هنا بردو بنكسر‬.surround the solute molecules ‫ عشان تحاوط او‬Cavity ‫حاجة زي الدايرة بنسميها‬
‫ هنجيبها‬,‫ و ده هيحتاج طاقة‬bond breaking‫ عشان اعمل‬work ‫ بالتالي بردوهبذل‬by cohesive forces‫ماسكة ف بعضها‬
‫ هيبقى‬Work‫هتزيد عشان كده ال‬potential energy of system ‫ ال‬,)absorption of energy( surrounding‫من ال‬
‫ هي هي قصة الخطوة االولى‬. +W11‫ بس هنا هنرمزله ب‬positive
breakage of ‫ من خاللهم بيحصل‬. association process ‫ اللي فاتوا بيشبهوا بعض لحد كبير و بنسميهم‬2 steps‫طيب ال‬
cohesive forces between solute molecules and solvent molecules.
‫ هنا بقا‬.‫ كونتها‬Solvent molecules‫ اللي شبه الدايرة اللي ال‬Cavity‫ بيدخل جوا ال‬Solute‫ بيحصل هنا ان ال‬..‫تاخطوة التالتة‬
‫ هنحتاج طاقة؟ ال احنا مش‬Formation‫ ما دام‬.solute and solvent molecules‫ ما بين ال‬bond formation ‫بيحصل‬
‫ طبعا‬,Surrounding‫ لما اطلع طاقة لل‬.)liberation of energy( ‫بنكسر حاجة بالعكس ده في طاقة هتطلع او هتتحر‬
‫ خسر جزء‬System‫– عشان ال‬ve sign ‫ هيبقى فيه‬+ve sign‫ فبالتالي بدل ما ال‬decrease in potential energy ‫هيحصل‬
‫ طيب‬.solute AND solvent‫ ما بين ال‬interaction‫؟ الن الخطوة ده‬12 ‫اشمعنى‬.-2W12‫ هنا بـ‬Work‫ هنرمز لل‬.‫من طاقته‬
bond ‫ و يبتدي يعمل‬Cavity‫يدخل جوا ال‬Solute ‫اولهم ان ال‬.‫ ده مقسمة لخظوتين تانيين‬step‫؟ الن فعليا ال‬2‫ليه ال‬
(closing of cavity) ..Solute molecule‫ تقفل على ال‬Cavity‫ و التانية ان ال‬solvent‫ مع ال‬formation
Force between solvent and solute molecules ‫ طبعا هيتكونلي‬.‫ اللي بتتكون هنا‬type of force‫طيب نسينا نقول ال‬
..‫ و بكده عرفنا ازاي الدوبان بيحصل‬.adhesive forces‫ ف النوع هنا‬.different molecules ‫يعني بين‬
When does dissolution occur?..‫ باالنجلش كده‬.‫ ده‬solvent ‫ ده هيدوب فال‬solute‫اعرف بقا امتى ال‬
solute and ‫ بين ال‬cohesive forces ‫ ف اخر خطوة اكبر من ال‬Solute and solvent‫ بين ال‬adhesive forces‫لو ال‬
‫ بتكون احسن و احسن و المادة بتدوب بسهولة و‬solubility‫ اللي ف اول خكوتين ال‬solute OR solvent and solvent
‫العكس صحيح‬
..‫ شوية‬mathematically ‫تعالوا نتكلم‬
The free energy change of solution = W11 + W22 – 2W12
1. W11 + W22 > W12  Endothermic (+ve value)
2. W11 + W22 < W12  Exothermic (-ve value)
Clinical 2020
Page 1
:‫ف أول حالة‬
Energy absorbed from surrounding (w11 + w22) > energy released (w12)
cohesive forces > adhesive forces
+ve value > -ve value (endothermic)
:‫ف تاني حالة‬
Energy absorbed from surrounding (w11 + w22) < energy released (w12)
cohesive forces < adhesive forces
+ve value < -ve value (exothermic)
Dissolution in this case is better than in the first.
,‫ اكبر يعني‬adhesive forces‫ طب ليه؟ عشان قلنا ان ال‬.‫نستنتج من كده ان كل ما مادة بتطلع حرارة اكتر يبقى بتدوب اسرع‬
.‫ اقوى كل ما هيطلع حرارة اكتر‬Adhesive forces‫ بالتالي كل ما ال‬Energy absorbed‫ اكبر من ال‬Energy released‫ال‬
Clinical 2020
Page 1
‫)‪Prediction of solubility in aqueous medium (Dilute solution‬‬
‫‪Depends on:‬‬
‫‪1. Molecular surface area: It is the solvent accessible area (S.A.A.) and solvent excludable area‬‬
‫‪(S.E.A). Solubility decreases with increase of molecular surface area. The larger the solute molecule:‬‬
‫‪a) the larger the cavity required.‬‬
‫‪b) the greater the number of contacts created.‬‬
‫‪2. Nature of the key chemical groups: Polar or non-polar in the parent structure.‬‬
‫طيب فنجلوا عيونكم معايا كده عشان الحتة ده غبية حبتين‪..‬‬
‫البراجراف اللي فوق ده بيتلكم عن ازاي اقدر اتنبأ اذا كان ال‪ Solute‬ده هيدوب حلو فال ‪liquid solvent‬اللي معايا و ال ال‪ ..‬بس‬
‫هل اقدر اتنبا ب اي نوع ‪ solution‬كده؟ ال‪ ,‬ده انا هتنبأ بال‪ Solubility‬فال‪ dilute solution‬بسسسس! يعني مقدرش اتنبا‬
‫فال‪ concentrated solution‬مثال‪.‬‬
‫طيب‪ ,‬التنبؤ ده بيعتمد علي ايه؟‬
‫اول حاجة ال‪M.S.A = S.A.A + S.E.A :M.S.A‬‬
‫يعني ايه الكالكيع ده؟ يعني مساحة سطح ال‪ solute molecule‬متقسمة لجزئين‪ ..‬جزء من المساحة ده ال‪Solvent molecule‬‬
‫بيقدر يوصله اللي هو‪ solvent accessible‬و جزء التاني ال‪ Solvent‬مش بيقدر يوصله اللي هو ‪ .solvent excludable‬و‬
‫المساحة ده بتتحسب ازاي؟ ببرامج عالكمبيوتر‪ .‬فالبرنامج ده انا بيمشي حاجة كروية كده كانها ال‪ Solvent molecule‬على‬
‫ال‪ solute molecule‬عشان اشوف المساحة ال‪ Accessible‬و المساحة ال‪ ,excludable‬اجمعهم مع بعض و يجيبلي ال‪.M.S.A‬‬
‫شايفين مثال المثلثين الصغيرين المحصورين بين الكورتين دول مستحيل ال ‪]solvent‬وصلهم‬
‫ف بنسميهم‪ excludable.‬الباقي بقا‪ ,‬ال‪ Solvent‬بيقدر يوصله عادي ف بنسميه‪. accessible‬‬
‫زاد كل ما ‪ .M.S.A‬بيقولك ان كل ما ال‪ .Solubility‬بردو معرفتش هعمل بيها ايه عشان اتنبأ بال‪M.S.A‬كده انا قدرت اجيب ال‬
‫‪solute‬؟ بالمنطق كده‪ ,‬اكيد لما ال‪ Solute‬عشان يحاوط ال‪ Solvent,‬اللي بيعملها ال‪ Cavity‬قلت‪ .‬ليه؟ فاكرين ال‪Solubility‬ال‬
‫‪ Solvent‬ده قلنا بيتعمل ازاي؟ افكركم‪ ..‬بال‪ Cavity‬اكبر عشان احاوط بيها و ال‪ Cavity‬يكون كبير هحتاج ‪molecule‬‬
‫اكتر‪ .‬طب و فيها ايه بردو؟ فيها ان هحتاج طاقة اكتر من ‪ .Solvent molecules‬كده هضطر يكون عندي ‪molecules‬‬
‫اللي‪ bonds‬زادت بالتالي ال‪ Solvent molecules‬عشان ال‪ 2‬ف خطوة ‪Surrounding‬ال‬
‫محتاجة اكسرها زادت ف الطاقة اللي همتصها من بره هتزيد بردو‪ .‬و قلنا كل ما الطاقة اللي بمتصها من بره كترت كل ما‬
‫ال‪ dissolution‬كان اصعب و ال‪ solubility‬كان اقل‪.‬‬
‫‪Page 1‬‬
‫‪Clinical 2020‬‬
like dissolves ‫ طبعا عارفين مبدأ‬.non-polar‫ و ال‬polar‫ هنا هنتكلم عال‬..nature of chemical group‫ ال‬..‫تاني نقطة بقى‬
benzene‫ لكن ال‬.highly polar ‫ زي البنزين مش هتقدر ندوب ف المية مثال اللي تعتبر‬non-polar ‫ طبيعي ان مثال حاجة‬.like
‫ كل ما الدوبان‬polar groups‫ ف كل ما زودت ال‬.non-polar ‫ االتنين‬,nature‫ عشان االتنين عندهم نفس ال‬CCl4 ‫يقدر يدوب ف‬
‫ (للي مش مذاكر اورجانك) هيدوب‬benzene ring with OH group ‫ اللي هو عبارة عن‬phenol‫ مثال ال‬.‫فالمية كان احسن‬
OH polar group‫ ليه؟ الن ال‬.‫ وحده‬benzene‫احسن فالمية من ال‬
Solvation and Hydration
Solvation: The process of binding of solvent to solute molecules (Step3)
If the solvent is water, the process is called hydration.
A. Non-electrolytes changed the structure of water e.g. phenols, alcohols,
aldehydes, ketones, amines, and other oxygen and nitrogen containing
compounds that can form hydrogen bonds with water.
B. Ionic groups (electrolytes) and weak electrolytes interact with the polar water
molecules.
:Solvents‫ انواع من ال‬3 ‫طيب انا عندي‬
solvents according to polarity : ‫طيب لو جينا و قسمنا‬
‫ دى حاجة‬dielectron constant (DEC) ‫ ليهم حاجة اسمها‬polar solvents ‫ بصوا بقى‬Polar solvent  water
. ‫ دى‬DEC ‫ بس ايه بقى‬- ‫لسه هناخدها قدام شوية‬
Dielectron constant(DEC) : it is value given to polar solvents according to polarity
‫ يعني ايه بردو‬80 ‫عاليه جدا توصل ل‬DEC ‫ فليها‬HIGH POLAR SOLVENT ‫تعالوا بقي نفهم بيقولك بقى بما ان الميه‬
‫ دلوقتى احنا عارفين عشان‬strong electrolyte ‫ و ده‬Nacl ‫ و حطيت عليه‬water ‫ فيه‬beaker ‫ لو جيت و جبت‬
‫ اللى بين الصوديوم و‬ionic bond ‫ دلوقتى‬solute molecules ‫ تحاط‬solvent molecules ‫المادة تدوب الزم‬
‫ عشان يعمل‬high dielectron constant ‫ وليه‬high polar solvent ‫اللى عندى‬solvent ‫الكلوريد قويه لو مكنش‬
‫و يحاوط ايونات‬Cl ‫ عن ايونات‬Na ‫ يعنى بمعني اصح يفصل ايونات‬overcoming of attraction between ions
‫ ذاب في الميه اصال‬Nacl ‫الصوديوم لوحدها و ايونات الكلوريد لوحدها مكنش‬
Clinical 2020
Page 1
nonpolar or ‫ يعني لو جينا و ذوبناه فى‬polar solvents ‫ ميقدرش يدوب اال في‬ionic ‫ بما انه‬Nacl ‫يبقى‬
‫ زى الجلسرين هنالقي ان دوبانه اقل من دوبانه فى الميه‬semipolar
nonpolar ‫( و‬polar dissolve in polar) ‫ يعني‬like dissolve like ‫ فى حاجة تانيه بردو احنا عارفينها وهى‬
)dissolve in nonpolar)
: ‫ حاجات‬3 ‫ يبقى كدة الميه ممكن تتدوب فى‬
‫ و فهمنا فوق بيدوب ازاى‬: Strong electrolytes -1
: Weak electrolytes -2
‫ بس هو‬weak ionization not complete ionization ‫( بما انه ويك فبيحصله‬weak acid) benzoic acid ‫زى‬
‫ يعني ايه يعني بتفصل االيونات عن بعضها‬ionization ‫ الن الميه بتعمله‬certain solubility in water ‫ليه عنده‬
. ‫ محاطة بايونات – و العكس فيدوب في الميه‬+ ‫بحيث االيونات‬
: Non-electrolyes -3
orientation of solvent ‫و اذوبه في ميه هالقيه بيدوب بس ايه المشكله ؟ المشكله في‬sucrose ‫لما اجى اجيب‬
‫ يعنى ايه ؟ يعني الميه بتحيط بجزيئات من السكروز مش ايونات ف هنالقي ذوبانه قليل‬molecules
 In a solution of sucrose, six water
molecules are bound to each sucrose
molecule with such way that water and
sucrose move as a unit in solution
Clinical 2020
Page 1
‫طيب تعالوا نشوف‬

‫ بتدوب فى الميه ؟‬non-electrolytes ‫ازاى‬
‫ ؟ ال مش بيحصله امال بيدوب ازاى ؟‬ionization ‫ بيحصله‬sucrose ‫هو‬
‫ عن‬hydrogen bonds with water ‫ هالقيه بيدوب النه بيكون‬STRUCTURE OF Sucrose ‫هاجى ابص على‬
6 ‫ هالقيه متصل‬6 groups of OH ‫ اللى فى جزئ الميه والن السكروز عنده‬H ‫ اللى عنده و ال‬OH ‫طريق‬
GROUPS OF WATER
SO the interaction between sucrose molecule and water occur by dipole dipole interaction (
hydrogen bond )
Mannitol and Sorbitol are sugar alcohols have very different 
affinities for water.
 The solubility of Sorbitol in water is about 3.5 times that of 
Mannitol.
Favourable hydration with an equatorial –OH group 
Equatorial OH forms two hydrogen bonds, while axial OH 
forms only one hydrogen bond
Compatibility of the equatorial –OH with the organised structure
of water in bulk.
— Axial hydroxyl -OH groups cannot bond onto the water ‘lattice’
without causing it to change considerably.
Clinical 2020
Page 1
Mannitol
sorbitol
polyhydricalcohol ‫ دول بسميهم‬sorbitol and maanitol ‫ هنا بقي نجي نشوف جزء تانى و هو‬
‫ اللى‬OH ‫ مبدئيا كدة نتفق ان ال‬more than 1 OH group ‫ من اسمهم كدة عندهم‬sugar alcohol ‫او‬
axial ‫ اسمها‬mannitol ‫ اللى في‬OH ‫ و‬equatorial ‫ اسمها‬sorbitol ‫في‬
Clinical 2020
Page 1
Hydrogen atoms in axial positions are shown in red.
Hydrogen atoms in equatorial positions are in blue.
solubility of ‫ مرات و نص‬3 ‫ بتساوى‬solubility of sorbitol ‫طيب هاجى اشوف هالقي ان‬
‫ طيب ايه السبب في كدة ؟‬mannitol
axial OH ‫ لكن‬2 hydrogen bonds with water ‫ بتعمل‬equatorial OH of sorbitol ‫السبب ان‬
1 hydrogen bond with water ‫ بتعمل‬of mannitol
equatorial OH on the same ‫ لقينا ان‬cyclohexane ‫طيب براحة كدة لو جيت و شوفت مركب زى‬
‫ فى حين ان‬, 2 bonds with water ‫ () فبيقدر يعمل‬150-200 angle ‫ و الزاوية اللى بيعملها‬plane
stability and steric effect ‫ و ده بسبب‬axial OH (30-90) ‫الزاوية ف‬
‫ بيقولك عشان‬ ‫طيب يعني ايه كل الرغي ده‬
Clinical 2020
Page 1
equatorial OH of sorbitol is on the same plane so it more stable and can form 2
hydrogen bonds with water
axial OH of mannitol is not on the same plane so it unstable and can form only ‫لكن‬
one hydrogen bond with water
‫ معاهم النها‬hydrogen bond ‫ حولها و تعمل‬2 molecules of water ‫بمعني اصح مبتقدرش تجيب‬
unstable
Hydration of ionic species
All ions in water possess a layer of “tightly bound water” 
“Four “ water molecules are in the bound layer of most 
monovalent, monatomic ions.
The firmly held layer can be regarded as being in a ‘frozen’ 
condition around a positive ion.
electrolytes ‫ زى‬ionic species ‫طيب نجى نشوف هنا هنالقي ان‬
‫ و الميه هتعمل‬complete ionization for Nacl ‫ فى الميه هالقي الميه بتعمل‬Nacl ‫لو جيت و حطيت‬
‫ عشان تحاوط كل ايون لوحده‬Overcoming of attraction between Na and CL
(LI , Na , K ‫ اللى هما‬+charge ‫ بيبقي عليهم‬group A1 (alkali metals) ‫معروف ان ايون الصوديوم و اللى زيه في‬
positive ion surrounded by 4 molecules of water ‫ فى ميه هالقي ال‬Na ion ‫ لو جينا و حطينا‬, Ci , Rb )
negative ion is surrounded by 2 molecules of water and this ‫ هالقى‬group 7 ‫و مجموعو الهاوجينات‬
is due to stabilization of reaction and steric effect
‫ جزيئات الميه او جزيئين الميه اللى ماسكين‬4 ‫ دي اللى هى الطبقة االولى اللى هى عبارة عن‬firmly held layer ‫بيقولك‬
frozen layer ‫ اسمها‬ions ‫مع‬
Clinical 2020
Page 1
: ‫ تعالوا االول نشوف النقطة دى‬ ‫في شكل غريب كدة ف الساليدز‬
‫ يبقي‬ion size increase and charge density decrease ‫بيقولك انى كل ما انا نازلة من فوق ل تحت هالقي‬
LI more dense than Na and Na is more dense than K ‫نستنتج ان‬
‫ اللى بين الليثيوم و‬ATTRACTION ‫ جزيئات الميه اللى حوليه هى هى ال‬4 ‫ بتاع الصوديوم و‬ATTRACTION ‫هل كدة‬
‫جزيئين الميه اللى حوليه ؟ ال‬
attraction force between its ‫ بيبقى‬SMALL size and high density of charge ‫ليه الن االيون اللى هى ليها‬
ion and water is high
2 molecules of water with halide ‫نفس الكالم بردو في حالة‬
Orientation of water molecules around the ion
Primary solvent sheath in which the water molecules could be oriented with all the 
hydrogen atoms of the water molecules pointing outwards. (tightly bound layer)
An intermediate layer of water around the bound layer which is less ordered than 
bulk water with the hydrogen atoms of the water molecules pointing inwards
(towards the ion).
Bulk water layer usually having the structure that H atoms are directed to the 
outside.
all positive ions in group A1 is surrounded by 3 layers : 
4 molecules of ‫ اللى هى‬tightly bound layer ( primary solvent sheath ) ‫ اول طبقة اللى هى‬-1
water which orientated as oxygen atom is oriented inward and hydrogen atom is
oriented outward
‫ هاجى االقى طبقة تانية‬steric effect ‫ بما انه مينفعش الهيدروجين اللى بره دى تكمل كدة على طول عشان‬-2
2 molecules of water but its ‫ اللى هى عبارة عن‬intermediate layer ‫بعدها اللى هى‬
‫ هى اللى بره‬O ‫ هى اللى جوه و ال‬H ‫ عكس الطبقة االوالنية يعني ايه يعني هاجى االقى‬orientation
bulk ‫ لالوالنيه طب ليه ؟ عشان تقدر تستوعب اخر الير جايه و هى‬less ordered ‫ بتبقى تانى الير دى‬-3
water layer
:‫ اللى هم‬3 layers ‫يبقي انا عندى كدة‬
Clinical 2020
Page 1
primary solvent sheath = tightly bound layer-1
intermediate layer -2
bulk water layer-3
Water Structure Breakers and Structure Makers
Ions, which include all the alkali and halide ions except Li+ and F-, are
called structure breakers.
Li < Na < K < Rb < Cs in size (Monovalent alkali metals)
—
—
Li+ and F-, and many polyvalent ions, for example Al3+, increase the
—
structured nature of water beyond the immediate hydration layer, and are
therefore structure makers.
Na+ is considered as weak structure maker
‫ يعني ايه؟‬structure maker ‫بما ان الليثيوم و الفلور اصغر االيونات اقدر اقول عليهم‬
‫ اللى احنا اتكلمنا عليهم بس بيختلفوا االيونات عن بعضها في حاجة‬3 layers ‫مبدائيا كدة كل االيونات عندهم‬
types of forces of attraction between water molecules and ions and between ‫بيختلفوا فى‬
‫ ايه بقي اللى بيحصل ؟‬water molecules themselves
‫ لو جيت و حطيته فى ميه هالقيه بيعمل‬small ion and has high density of charge ‫ الليثيوم ده‬
structure maker because attraction force ‫ حوليه و بسميه‬orientation of water molecules
between its ion and water molecule in primary layer is higher than attraction force
between water molecules in bulk layer
attraction force between ‫ واحنا فهمنا ليه عشان‬structure breaker ‫ بيبقوا‬Li , Na , F ‫ اما بقي ما بعد‬
its ion and water molecule in primary layer is not higher than attraction force between
water molecules in bulk layer
Al+3 is considered structure maker or breaker ? ‫لو جيه و قولك‬
Clinical 2020
Page 1
‫ بس هنا حصله‬monovalent ‫ طيب ليه ؟ بص هو االيون هنا مش صغير زى‬structure maker ‫هنالقيه انه‬
density of charge ‫تعويض بال‬
ion size decrease , charge density increase and attraction force ‫يعنى من االخر كدة كل لما‬
increase and be structure maker
ion size increase , charge density decrease and attraction force decrease and be ‫و كل لما‬
structure breaker
Hydration number the number of water molecules in the primary hydration
layer.
—
Solvation number the number of solvent molecules in the primary layer.
The solvation numbers decrease with increase of ion size (ionic radius)
because the ionic force field diminishes with increasing radius.
—
—
:‫يبقي‬
hydration number of Na ion=4
F ion =2
cl ion = 2
as ion size decrease , charge density increase and attraction force increase and solvation
number increase
ion size increase , charge density decrease and attraction force decrease and ‫و كل لما‬
solvation number decrease
Nonpolar solvents divided into:
)I
Induced dipole-induced dipole
They are able to dissolve other non-polar in which bonds are weak.
e.g. hydrocarbon in hydrocarbon- oil, fat in petroleum ether.
II) Dimerization:
e.g. acetic acid in CCl4 (consumption of dipole )
Clinical 2020
Page 1
‫مين بقي ال ‪ non polar solvents‬دول اللى ‪ DEC‬بتاعتهم اقل من ‪ 15‬زى ‪oil , ccl3 , ccl4‬‬
‫‪1-induced dipole induced dipole‬‬
‫من االسم كدة يعني ايه ؟ يعنى حاجة عملت ‪ induction‬ل ‪ molecule‬و بعدين رجعت عملت ‪ induction‬تانى‬
‫ل ‪ molecule‬تانى ‪ ‬يعنى ايه‬
‫يعنى لو جيت و ذوبت ‪ oil‬في ‪ oil‬ال ‪ oil‬ده بيتكون من ‪ H and C‬بيقولك بقي نتيجة ‪Motion of electrons‬‬
‫حصل حاجة اسمها ‪ temporary polarization‬يعنى ايه ؟ يعنى الكربون اخدت ‪ partial negative‬و‬
‫الهيدروجين اخدت ‪ , partial positive‬طيب لما اجى احط هيدروكربون فى هيدروكربون تانى اصال‬
‫الهيدروكربون ده او ‪ oil‬معندهوش ‪ dipole‬زى الميه هنالقي الميه عندها ‪ +dipole and – dipole‬امال ايه اللى‬
‫بيحصل ؟هالقى الهيدروكربون ده بيعملى ‪ induction of polarity of the second hydrocarbon‬فهالقي‬
‫الهيدروجين اللى عندها ‪ partial positive‬فى الهيدروكربون االوالنى هتخلى الكربون اللى في الهيدروكربون‬
‫التانى عندها ‪ partial negative‬و الكربون اللى في المركب االوالني هتخلى الهيدروجين اللى في الهيدروكربون‬
‫التاني عندها ‪ partial positive‬فبالتالى هالقي ال ‪ 2 oils‬دابوا في بعض ‪.‬‬
‫‪2-dimerization :‬‬
‫بصوا بقي ‪ acetic acid‬ده ‪ weak electrolyte‬و ليه ‪ certain solubility‬في الميه ‪ /‬طيب لو جيت حطيت ال‬
‫‪ acetic acid‬ده مع ‪ CCL4‬اللى هو يعتبر ‪ NONPOLAR solvent‬هالقي ان جزء من ال ‪ acetic acid‬ساب‬
‫الميه و راح عند ‪ CCL4‬طيب ازاى حاجة ‪ weak electrolyte‬تدوب في حاجة ‪ nonpolar‬و احنا بنقول اصال‬
‫‪like dissolve like‬‬
‫بص براحة كدة ‪ 2 molecules of acetic acid‬عملوا ‪ dimer through hydrogen bond‬فهنالقي ان‬
‫‪ polarity‬قلت فبقي ‪nonpolar‬‬
‫يعني لما عمل ‪ dimer‬ال ‪ polarity‬قلت و بقى ‪ nonpolar‬فقدر يدوب في ‪ ccl4‬اللى هو ‪nonpolar‬‬
‫‪Semi-polar solvents is divided into :‬‬
‫‪1-permenant dipole – induced dipole‬‬
‫) ‪2-intermediate solvent (cosolvency‬‬
‫‪Page 1‬‬
‫‪Clinical 2020‬‬
I) Permanent dipole-induced dipole:
e.g. alcohol (semi-polar) dissolves in benzene (non-polar) through
induction of temporary dipole in benzene molecule.
II) Intermediate solvent (Cosolvency):
e.g. acetone increases the miscibility of ether (non-polar) in water (polar).
This co-solvency mechanism acts by decreasing the DEC of water, being
polar solvent, thus enhancing the miscibility of non-polar solutes as ether.
Examples of semi-polar solvents are: alcohols and ketones
‫ يعني بين‬intermediate ‫ بتاعهم بيكون‬dielectron constant ‫ دول ؟ دول اللى هد ال‬semi-polar ‫مين بقي اللى‬
)60-50(
‫لما اجى احط بنزين على الكحول هالقي البنزين بيدوب ف الكحول طيب ليه يا تراه ؟‬
positive ‫ و الهيدروجين عندها‬permanent dipole negative ‫( االوكسجين عندها‬R-OH)‫الكحول ده‬
‫ يعنى االوكسجين راحت‬Induction of polarity for benzene ‫ بتعمل‬OH GROUP ‫ فهالقي‬dipole
– ve ‫ و الهيدروجين راحت للكربون و اديتها‬+ ve ‫للهيدروجين و اديتها‬
: ‫ عن طريق‬mechanism of solubility benzene in alcohol ‫يبقي عندى‬
‫ اللى موجود في جزيئات الكحول اصال‬Permanent dipole
‫ اللى حصل لحلقة البنزين‬induction ‫ اللى هو ال‬induced dipole ‫و‬
cosolvency ‫ ندخل على نقطة تانية و هى ال‬
‫ عمره ما بيدوب ف الميه يبقي الزم عشان يدوب في الميه‬ether ‫ احنا عارفين ان ال‬ether in water ‫لو حطيت‬
‫ بينهم هما االتنين زى االسيتون فلو جيت و حطيت اسيتون في ميه و‬intermediate solvent ‫الزم يكون في‬
‫ ايه اللى حصل هنا بقي ؟‬miscibility of ether in water increase ‫بعدين حطيت ايثر هالقي ان‬
‫ بتاعت الميه فبدل ما كانت‬polarity ‫ لو جيت و حطيته مع الميه هالقيه بيقلل ف‬semi-polar ‫االسيتون ده‬
‫ يبقي من خالل‬polarity of mixture between water and acetone in range (60) ‫ خلى‬80 ‫ بتاعته‬DEC
‫ اللى قلت هالقي ان‬polarity ‫ و‬like dissolve like
Clinical 2020
Page 1
semi ‫ هالقي ان درجة دوبانها في الميه زادت لما ضفت‬pure compound ‫لو حاجة مش دايبة في الميه و هى‬
‫ بتاعت الميه قلت فدابت في الميه بسهولة‬polarity ‫ و اللى خلى‬polar
 this process is called cosolvency.
the semi-polar is called cosolvent.
Clinical 2020
Page 1