1. Nature non polaire : L'azote est une molécule apolaire, ce qui signifie qu'elle est dépourvue d'une charge électrique significative. L’eau, quant à elle, est une molécule polaire avec une charge partielle positive sur les atomes d’hydrogène et une charge partielle négative sur l’atome d’oxygène. Les molécules non polaires n'interagissent généralement pas fortement avec les molécules polaires, ce qui conduit à une solubilité limitée.
2. Forces intermoléculaires fortes : Les molécules d'azote ont de fortes forces intermoléculaires appelées forces de Van der Waals. Ces forces résultent de l’attraction entre les régions légèrement positives et négatives des molécules voisines. La force de ces forces entre les molécules d’azote les maintient étroitement serrées, réduisant ainsi la capacité des molécules d’eau à pénétrer et à dissoudre l’azote gazeux.
3. Faible polarisabilité : La polarisabilité fait référence à la capacité d'une molécule à déformer son nuage électronique en réponse à un champ électrique. Les molécules d'azote ont une faible polarisabilité, ce qui signifie qu'elles ne sont pas facilement déformées ou déformées par le champ électrique des molécules d'eau. Cela affaiblit encore davantage les interactions entre l'azote et l'eau, entraînant une solubilité réduite.
4. Point d'ébullition élevé : L'azote a un point d'ébullition relativement élevé (-195,8°C) par rapport à d'autres gaz comme l'oxygène et le dioxyde de carbone. Le point d’ébullition d’une substance est un indicateur de la force de ses forces intermoléculaires. Le point d’ébullition plus élevé de l’azote suggère des forces intermoléculaires plus fortes, qui le rendent moins susceptible de se dissoudre dans l’eau.
5. Énergie d'hydratation : L'énergie d'hydratation fait référence à l'énergie libérée lorsque des ions ou des molécules polaires interagissent avec des molécules d'eau et sont entourés d'une coque d'hydratation. L'azote, étant une molécule apolaire, ne subit pas d'hydratation significative. Le manque d’interactions d’hydratation favorables contribue en outre à sa faible solubilité dans l’eau.
Contrairement à l’azote, les gaz comme l’oxygène et le dioxyde de carbone sont plus solubles dans l’eau en raison de leur polarité plus élevée, de leurs forces intermoléculaires plus faibles, de leurs points d’ébullition plus bas et de leurs interactions d’hydratation plus favorables.
