Co się dzieje, gdy związek jonowy rozpuszcza się w wodzie?

Zawartość

• Czy wszystkie związki jonowe rozpuszczają się?
• Jak rozpuszczają się związki jonowe
• Jony zamieniają wodę w elektrolit

••• Neznam / iStock / GettyImages

Związki jonowe to te, które składają się z przeciwnie naładowanych atomów, zwanych jonami, ułożonych w strukturę sieci. Sole, w tym chlorek sodu (NaCl) - sól kuchenna - są najbardziej znanymi przykładami związków jonowych. Kiedy zanurzasz związek jonowy w wodzie, jony są przyciągane do cząsteczek wody, z których każda przenosi ładunek polarny. Jeśli przyciąganie między jonami a cząsteczkami wody jest wystarczająco duże, aby zerwać wiązania utrzymujące jony razem, związek rozpuszcza się. Kiedy tak się dzieje, jony dysocjują i rozpraszają się w roztworze, każdy otoczony cząsteczkami wody, aby zapobiec rekombinacji. Powstały roztwór jonowy staje się elektrolitem, co oznacza, że ​​może przewodzić prąd.

Czy wszystkie związki jonowe rozpuszczają się?

Dzięki rozmieszczeniu atomów wodoru wokół tlenu każda cząsteczka wody przenosi ładunek polarny. Jego dodatni koniec jest przyciągany do jonów ujemnych w związku jonowym, podczas gdy ujemny koniec jest przyciągany do jonów dodatnich. Skłonność związku do rozpuszczania się w wodzie zależy od siły wiązań utrzymujących związek razem w porównaniu z siłą wywieraną na poszczególne jony przez cząsteczki wody. Wysoce rozpuszczalne związki, takie jak NaCl, rozpadają się całkowicie, zaś związki o niskiej rozpuszczalności, takie jak siarczan ołowiu (PbSO₄) zrób to tylko częściowo. Związki z niepolarnymi cząsteczkami nie rozpuszczają się.

Jak rozpuszczają się związki jonowe

W roztworze każda cząsteczka wody działa jak mały magnes, który wytwarza siłę przyciągania na jony w substancji rozpuszczonej. Jeśli połączona siła wszystkich cząsteczek wody otaczających substancję rozpuszczoną jest większa niż siła przyciągania między jonami, jony rozdzielają się. Jak każdy z nich, jest otoczony cząsteczkami wody, które uniemożliwiają jego rekombinację. Jony dodatnie i ujemne odpływają do roztworu. Gdy wszystkie cząsteczki wody przyłączą się do jonów i nie będzie już więcej dostępnych, mówi się, że roztwór jest nasycony i nie będzie już rozpuszczał się.

Nie wszystkie związki są równie rozpuszczalne. Niektóre rozpuszczają się tylko częściowo, ponieważ stężenie jonów w roztworze szybko osiąga równowagę z nierozpuszczonym związkiem. Stała iloczynu rozpuszczalności K_{sp. z oo} mierzy ten punkt równowagi. Im wyższy K_{sp. z oo}, tym wyższa rozpuszczalność. Możesz znaleźć K._{sp. z oo} konkretnego związku, przeglądając go w tabelach.

Jony zamieniają wodę w elektrolit

Obecność wolnych jonów w wodzie pozwala wodzie przewodzić prąd, co jest ważne dla organizmów żywych. Płyny w ludzkim ciele zawierają jony dodatnie, takie jak wapń, potas, sód i magnez, oraz jony ujemne, takie jak chlorek, węglany i fosforany. Jony te są tak ważne dla metabolizmu, że muszą zostać uzupełnione, gdy organizm odwadni się przez wysiłek fizyczny lub chorobę. Dlatego sportowcy wolą napoje elektrolityczne od czystej wody.

Rozwiązania elektrolityczne umożliwiają także stosowanie akumulatorów. Nawet suche ogniwa zawierają elektrolit, chociaż jest to raczej pasta niż ciecz. Jony w elektrolicie przepływają między anodą i katodą akumulatora, ładując je względem siebie. Po podłączeniu akumulatora do ładunku rozładowują się zaciski i przepływa prąd.