Гледката на обикновена сол, разтворена във вода, по всяка вероятност ви е напълно позната, тъй като явлението буквално доминира по света. Над две трети от повърхността на Земята е покрита от океанска вода, която е по-специално солена или „солена“ по характер. ("Sal" е латинската дума за сол.)
Трапезната сол е направена от йонното съединениенатриев хлорид,който се състои от химичните елементи натрий и хлор. Вероятно сте научили от неволна игра на кухненската маса като дете, че ако поръсите сол в чаша чиста вода, солта изчезва след известно време; колкото повече сол добавяте, толкова повече време отнема и може да се наложи разклащане или разбъркване, за да се получи.
Твърди веществаразтварянев течен разтворител (обикновено вода в експерименти с химия) създайте разтвор и солта, разтваряща се във вода, е класически пример за това как полярното разтворено вещество се държи в полярен разтворител като Н2О. По пътя ще получите гарнитура от киселинно-алкална химия, само за да завършите „вкуса“ на солената вода!
Сол и вода: Основите
Вода (H2О) се състои от елементите водород (обозначени с Н напериодична таблица на елементите) и кислород (О) в моларно съотношение 2 към 1. Това означава, че има два Н атома за всеки О атом във водата. Тъй като кислородът е около 16 пъти по-масивен от водородния атом, водната молекула е почти девет десети кислород по маса.
Водата е твърдо вещество при температури под 0 ° C, течност между 0 ° C и 100 ° C и газ (водна пара) при температури над 100 ° C. Той е полярен, което означава, че въпреки че няма нетен заряд, части от него (в случая кислородният атом) са леко отрицателен поради по-висока плътност на електроните, оставяйки леко други части (в случая водородните атоми) положителен.
Трапезната сол (натриев хлорид или NaCl) е йонно съединение, което означава, че връзката, която тя образува, е резултат от дарението на електрон от един атом (тук, Na) към друг (Cl), а не от споделянето на електрони, наблюдавано в ковалентно облигации. Това прави връзката силно електроотрицателна, последиците от която при разтваряне на NaCl във вода скоро ще станат очевидни.
Реагира ли NaCl с вода?
Проницателните читатели може да се чудят защо познатата химично-лабораторна киселина HCl, солна киселина, не се образува, когато NaCl се постави във вода. Предполагаемата реакция е
NaCl + Н2O → NaOH + HCl
Въпреки че тази реакция може да протече на теория, тя е изключително енергийно неблагоприятна. Това е така, защото HCl е много по-силна киселина от водата и с радост отделя своя протон в разтвори с киселина далеч по-голяма от тази на вода, която има неутрално рН 7. Също така, натриевият хидроксид (NaOH) е много силна основа, която би погълнала освободеното Н+ йони така или иначе, правейки вода.
Следователно стрелката в горното уравнение трябва да сочи вдругипосока, тъй като това благоприятстватермодинамикаот разтвора.
Сол, разтворена във вода: молекулярни взаимодействия
Вече беше отбелязана полярността както на водната молекула, която можете да си представите като грубо форма на бумеранг, така и на молекулата NaCl, която прилича по-скоро на къса дъмбел.
Когато трапезната сол се постави във вода, леко електропозитивната натриева част се привлича към леко електроотрицателната кислородна част на водните молекули. В същото време леко електроотрицателната хлорна част на NaCl се привлича към леко електропозитивната водородна част на водата.
И в двата случая не е създадена истинска връзка, но атракциите създават "въже", при което йонните връзки на NaCl и ковалентните връзки на H2И двете са напрегнати.
По-силните ковалентни връзки на водата (която също се поддържа заедно, обикновено чрез водородни връзкимеждуводни молекули) печелят и NaCl се отделя, с Na + и Cl_ йони, разположени свободно на място между непокътнатия H2O молекули. NaCl е тогаваразтворен.