Les solutions se forment lorsque l'énergie d'interaction entre un soluté et un solvant est supérieure au total des interactions soluté-soluté et solvant-solvant. Un solvant dissout le soluté. Cela est vrai lorsque le soluté et le solvant ont des propriétés similaires.
Selon la loi de Hess, les énergies de chaque étape d'un processus sont additionnées pour donner l'énergie totale nécessaire à la formation d'une solution, appelée « enthalpie ». L'enthalpie d'une solution est la différence entre l'énergie nécessaire pour séparer un solvant et un soluté, et l'énergie libérée lorsque le solvant et le soluté se combinent pour former une solution. Par conséquent, l'enthalpie d'une solution peut être écrite comme ?H1+?H2+?H3. L'énergie nécessaire pour séparer les molécules de solvant et les ions de solvant les unes des autres est ?H1. L'énergie nécessaire pour éloigner les molécules de soluté et les ions de soluté les uns des autres est ?H2. L'énergie libérée lorsque le solvant et le soluté se combinent pour former une solution est ?H3. La règle de solubilité est que les substances de structure similaire se dissolvent les unes les autres.
Par exemple, l'huile ne se dissout pas dans l'eau car elle a des forces de van der Waals et l'eau a une liaison hydrogène. L'eau est stabilisée par les forces dipôle-dipôle avec d'autres molécules d'eau et est déstabilisée avec l'huile. Ainsi, le principe ci-dessus fonctionne pour les solutés et les solvants ayant des caractéristiques structurelles communes.
