ماذا يحدث عند إضافة الملح إلى الماء؟

إن مشهد الملح العادي المذاب في الماء ، على الأرجح ، مألوف لك تمامًا ، حيث تهيمن الظاهرة حرفياً على الكرة الأرضية. تغطي مياه المحيط أكثر من ثلثي سطح الأرض ، وهي مياه ملحية أو "مالحة" بشكل خاص. ("سال" هي الكلمة اللاتينية للملح.)

ملح الطعام مصنوع من مركب أيونيكلوريد الصوديوم،والتي تتكون من العناصر الكيميائية الصوديوم والكلور. ربما تعلمت من اللعب غير المقصود على طاولة المطبخ عندما كنت طفلاً أنه إذا رششت الملح في كوب من الماء النقي ، فإن الملح يختفي بعد فترة ؛ كلما أضفت المزيد من الملح ، كلما استغرق ذلك وقتًا أطول ، وقد يتطلب الأمر بعض الاهتزاز أو التقليب لإحداثه.

المواد الصلبةالذوبانفي مذيب سائل (عادةً الماء في تجارب الكيمياء) ، يُنشئ محلولًا ، وإذابة الملح في الماء هو مثال كلاسيكي لكيفية تصرف المذاب القطبي في مذيب قطبي مثل H₂س. على طول الطريق ، ستحصل على طبق جانبي من الكيمياء الحمضية القاعدية فقط لإكمال "نكهة" تجربة المياه المالحة!

الماء (H.₂O) يتكون من عناصر الهيدروجين (يُشار إليها بالرمز H علىالجدول الدوري للعناصر) والأكسجين (O) بنسبة 2 إلى 1 مولار. هذا يعني أن هناك ذرتين من H لكل ذرة O في الماء. لأن الأكسجين أكبر بحوالي 16 مرة من ذرة الهيدروجين ، فإن جزيء الماء يساوي تسعة أعشار الأكسجين بالكتلة.

الماء مادة صلبة عند درجات حرارة أقل من 0 درجة مئوية ، سائل بين 0 درجة مئوية و 100 درجة مئوية وغاز (بخار ماء) عند درجات حرارة تزيد عن 100 درجة مئوية. إنه قطبي ، مما يعني أنه على الرغم من عدم وجود شحنة صافية ، إلا أن أجزاء منه (في هذه الحالة ذرة الأكسجين) تكون قليلاً سالبة بسبب كثافة أعلى من الإلكترونات ، وترك أجزاء أخرى (في هذه الحالة ذرات الهيدروجين) قليلا إيجابي.

ملح الطعام (كلوريد الصوديوم أو كلوريد الصوديوم) مركب أيوني ، مما يعني أن الرابطة التي يشكلها ناتجة عن التبرع من إلكترون من ذرة (هنا ، Na) إلى ذرة أخرى (Cl) ، بدلاً من مشاركة الإلكترون في التساهمية سندات. هذا يجعل الرابطة كهرسلبية للغاية ، والتي ستظهر عواقبها قريبًا عندما يذوب كلوريد الصوديوم في الماء.

قد يتساءل القراء المتمرسون عن سبب عدم تكوين حمض الهيدروكلوريك ، حمض الهيدروكلوريك المألوف في المختبر الكيميائي ، عند وضع كلوريد الصوديوم في الماء. رد الفعل المفترض هو

كلوريد الصوديوم + ح₂O → NaOH + HCl

في حين أن رد الفعل هذا يمكن أن يستمر من الناحية النظرية ، إلا أنه غير مواتٍ للغاية. هذا لأن حمض الهيدروكلوريك أقوى بكثير من الماء ، ويسعد بإلقاء البروتون في محاليل ذات حموضة أكبر بكثير من الماء ، الذي يحتوي على درجة حموضة متعادلة 7. أيضًا ، هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) هو قاعدة قوية جدًا من شأنها أن تلتهم H المنطلق⁺ أيونات على أي حال ، مما يجعل الماء.

يجب أن يشير السهم في المعادلة أعلاه إلىآخرالاتجاه ، لأن هذا يفضلالديناميكا الحراريةمن الحل.

لوحظ بالفعل قطبية كل من جزيء الماء ، والذي يمكنك تخيله على شكل بوميرانج تقريبًا ، وجزيء كلوريد الصوديوم ، الذي يبدو أشبه بأثقال قصيرة.

عندما يوضع ملح الطعام في الماء ، ينجذب جزء الصوديوم الإلكتروضوئي قليلاً إلى جزء الأكسجين الكهروسلبي قليلاً من جزيئات الماء. في الوقت نفسه ، ينجذب جزء الكلور الكهروسلبي قليلاً من كلوريد الصوديوم إلى جزء الهيدروجين الكهروضوئي قليلاً في الماء.

في كلتا الحالتين ، لم يتم إنشاء رابطة حقيقية ، لكن عوامل الجذب أقامت "لعبة شد الحبل" حيث الروابط الأيونية لكلوريد الصوديوم والروابط التساهمية لـ H₂كلاهما متوتران.

أقوى الروابط التساهمية للماء (والتي ترتبط أيضًا ببعضها البعض بشكل عام بواسطة روابط هيدروجينيةما بينجزيئات الماء) تفوز ، ويتم تفكيك كلوريد الصوديوم ، باستخدام Na + و Cl^_ وضع الأيونات بشكل فضفاض في مكانه بين H.₂يا جزيئات. ثم كلوريد الصوديوممذاب​.