Synet af almindeligt salt opløst i vand er efter al sandsynlighed helt kendt for dig, da fænomenet bogstaveligt talt dominerer kloden. Over to tredjedele af jordens overflade er dækket af havvand, der især er saltvand eller "salt" i karakter. ("Sal" er det latinske ord for salt.)
Bordsalt er fremstillet af den ioniske forbindelsenatriumchlorid,som består af de kemiske grundstoffer natrium og klor. Du lærte sandsynligvis af utilsigtet leg ved køkkenbordet som barn, at hvis du drys salt i et glas rent vand, forsvinder saltet efter en tid; jo mere salt du tilsætter, jo længere tid tager det, og det kan kræve lidt omrystning eller omrøring for at få til.
Tørstofopløsesi et flydende opløsningsmiddel (normalt vand i kemiske eksperimenter) skab en opløsning, og salt, der opløses i vand, er et klassisk eksempel på, hvordan en polær opløsningsmiddel opfører sig i et polært opløsningsmiddel såsom H2O. Undervejs får du en sideskål med syrebasekemi bare for at afrunde "smagen" af saltvandsoplevelsen!
Salt og vand: Grundlæggende
Vand (H2O) består af grundstofferne hydrogen (betegnet med H påperiodisk system af elementer) og oxygen (O) i et molforhold på 2 til 1. Dette betyder, at der er to H-atomer for hvert O-atom i vand. Fordi et ilt er ca. 16 gange mere massivt end et brintatom, er vandmolekylet dog næsten ni tiendedele ilt efter masse.
Vand er et fast stof ved temperaturer under 0 ° C, en væske mellem 0 ° C og 100 ° C og en gas (vanddamp) ved temperaturer over 100 ° C. Det er polært, hvilket betyder, at selvom det ikke har nogen nettoladning, er dele af det (i dette tilfælde iltatomet) lidt negativ på grund af en højere massefylde af elektroner, hvilket efterlader andre dele (i dette tilfælde hydrogenatomer) lidt positiv.
Bordsalt (natriumchlorid eller NaCl) er en ionisk forbindelse, hvilket betyder, at den dannede binding skyldes donationen af en elektron fra et atom (her, Na) til et andet (Cl) snarere end fra den elektrondeling set i kovalent obligationer. Dette gør bindingen meget elektronegativ, hvis konsekvenser, når NaCl opløses i vand, snart vil blive tydelige.
Reagerer NaCl med vand?
Skarpe læsere undrer sig måske over, hvorfor den velkendte kem-lab syre HCI, saltsyre, ikke dannes, når NaCl placeres i vand. Den formodede reaktion er
NaCl + H2O → NaOH + HCI
Selvom denne reaktion kunne gå videre i teorien, er den ekstremt energisk ugunstig. Dette skyldes, at HCI er en meget stærkere syre end vand og med glæde kaster sin proton i opløsninger med surhed, der er langt større end vandets, som har en neutral pH på 7. Også, natriumhydroxid (NaOH) er en meget stærk base, der vil sluge den frigivne H+ ioner alligevel, der laver vand.
Pilen i ovenstående ligning skal derfor pege iAndetretning, da dette favoriserertermodynamikaf løsningen.
Salt opløst i vand: Molekylære interaktioner
Allerede bemærket var polariteten af både vandmolekylet, som du kan forestille dig som nogenlunde boomerangformet, og NaCl-molekylet, der ligner mere en kort håndvægt.
Når bordsalt placeres i vand, tiltrækkes den let elektropositive natriumdel til den let elektronegative iltdel af vandmolekyler. På samme tid tiltrækkes den let elektronegative chordel af NaCl til den let elektropositive brintdel af vand.
I begge tilfælde er der skabt en ægte binding, men attraktionerne skaber en "trækkamp", hvor de ioniske bindinger af NaCl og de kovalente bindinger af H2O er begge anstrengt.
De stærkere kovalente bindinger af vand (som også generelt holdes sammen af hydrogenbindingermellemvandmolekyler) vinder ud, og NaCl trækkes fra hinanden med Na + og Cl_ ioner løst på plads mellem den intakte H2O-molekyler. NaCl er derefteropløst.