Co se stane, když se do vody přidá sůl?

Pohled na obyčejnou sůl rozpuštěnou ve vodě vám je se vší pravděpodobností zcela známý, protože tento fenomén doslova ovládá celý svět. Více než dvě třetiny povrchu Země pokrývá oceánská voda, která má zejména slaný nebo slaný charakter. („Sal“ je latinské slovo pro sůl.)

Stolní sůl je vyrobena z iontové sloučeninychlorid sodný,který se skládá z chemických prvků sodíku a chloru. Pravděpodobně jste se jako dítě dozvěděli z neúmyslné hry u kuchyňského stolu, že když sypete sůl do sklenice čisté vody, sůl po čase zmizí; čím více soli přidáte, tím déle to trvá a může vyžadovat určité protřepání nebo míchání.

Pevné látkyrozpouštěnív kapalném rozpouštědle (obvykle voda v chemických pokusech) vytvořte roztok a rozpouštění solí ve vodě je klasickým příkladem toho, jak se polární látka chová v polárním rozpouštědle, jako je H₂Ó. Po cestě dostanete přílohu z acidobazické chemie, jen abyste doplnili „chuť“ zážitku ze slané vody!

Voda (H₂O) sestává z prvků vodík (označených H naperiodická tabulka prvků

Voda je pevná látka při teplotách pod 0 ° C, kapalina mezi 0 ° C a 100 ° C a plyn (vodní pára) při teplotách vyšších než 100 ° C. Je polární, což znamená, že ačkoli nemá žádný síťový náboj, jeho části (v tomto případě atom kyslíku) jsou mírně negativní kvůli vyšší hustotě elektronů, zanechávající ostatní části (v tomto případě atomy vodíku) mírně pozitivní.

Stolní sůl (chlorid sodný nebo NaCl) je iontová sloučenina, což znamená, že vazba, kterou tvoří, je výsledkem daru elektronu z jednoho atomu (zde Na) do druhého (Cl), spíše než ze sdílení elektronů viděného kovalentně vazby. Díky tomu je vazba vysoce elektronegativní, jejíž důsledky po rozpuštění NaCl ve vodě se brzy projeví.

Vychytralí čtenáři by se mohli divit, proč se známá chemická laboratorní kyselina HCl, kyselina chlorovodíková, netvoří, když se NaCl umístí do vody. Předpokládaná reakce je

NaCl + H₂O → NaOH + HCl

I když by tato reakce mohla probíhat teoreticky, je extrémně energeticky nepříznivá. Je to proto, že HCl je mnohem silnější kyselina než voda a šťastně vylučuje svůj proton v roztocích s kyselostí mnohem vyšší než u vody, která má neutrální pH 7. Hydroxid sodný (NaOH) je také velmi silná báze, která by pohltila uvolněnou H⁺ ionty tak jako tak, vytvářejí vodu.

Šipka ve výše uvedené rovnici by proto měla směřovat kjinýsměr, protože to upřednostňujetermodynamikařešení.

Již byla zaznamenána polarita jak molekuly vody, kterou si můžete představit zhruba jako bumerang, tak molekuly NaCl, která vypadá spíše jako krátká činka.

Když je stolní sůl umístěna do vody, mírně elektropozitivní část sodíku je přitahována k mírně elektronegativní kyslíkové části molekul vody. Zároveň je mírně elektronegativní část chloru NaCl přitahována k mírně elektropozitivní části vodíku ve vodě.

V žádném případě není vytvořena skutečná vazba, ale přitažlivosti vytvářejí „přetahování lanem“, ve kterém iontové vazby NaCl a kovalentní vazby H₂O jsou napjaté.

Silnější kovalentní vazby vody (která je také obecně držena pohromadě vodíkovými vazbamimezimolekuly vody) vyhrávají a NaCl se od sebe odděluje pomocí Na + a Cl^_ ionty volně zapadající na místo mezi neporušenou H₂O molekuly. NaCl je tedyrozpuštěn​.