Was passiert, wenn sich eine ionische Verbindung in Wasser löst?

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Ionische Verbindungen sind solche, die aus entgegengesetzt geladenen Atomen, sogenannten Ionen, bestehen und in einer Gitterstruktur angeordnet sind. Salze, darunter Natriumchlorid (NaCl) – Tafelsalz – sind die bekanntesten Beispiele für ionische Verbindungen. Wenn Sie eine ionische Verbindung in Wasser eintauchen, werden die Ionen von den Wassermolekülen angezogen, von denen jedes eine polare Ladung trägt. Wenn die Anziehung zwischen den Ionen und den Wassermolekülen groß genug ist, um die Bindungen aufzubrechen, die die Ionen zusammenhalten, löst sich die Verbindung auf. Wenn dies geschieht, dissoziieren und dispergieren die Ionen in Lösung, wobei jedes von Wassermolekülen umgeben ist, um eine Rekombination zu verhindern. Die resultierende ionische Lösung wird zu einem Elektrolyten, was bedeutet, dass sie Strom leiten kann.

Durch die Anordnung der Wasserstoffatome um den Sauerstoff trägt jedes Wassermolekül eine polare Ladung. Sein positives Ende wird von den negativen Ionen in einer ionischen Verbindung angezogen, während das negative Ende von den positiven Ionen angezogen wird. Die Neigung einer Verbindung, sich in Wasser zu lösen, hängt von der Stärke der Bindungen ab, die die Verbindung zusammenhalten, verglichen mit der Stärke, die die Wassermoleküle auf die einzelnen Ionen ausüben. Gut lösliche Verbindungen wie NaCl zerfallen vollständig, während Verbindungen mit geringer Löslichkeit wie Bleisulfat (PbSO

In Lösung wirkt jedes Wassermolekül wie ein winziger Magnet, der eine Anziehungskraft auf die Ionen im gelösten Stoff ausübt. Wenn die kombinierte Kraft aller Wassermoleküle, die einen gelösten Stoff umgeben, größer ist als die Anziehungskraft zwischen den Ionen, trennen sich die Ionen. Wie jedes einzelne ist es von Wassermolekülen umgeben, die es daran hindern, sich zu rekombinieren. Die positiven und negativen Ionen driften in die Lösung ab. Wenn sich alle Wassermoleküle an Ionen angeheftet haben und nicht mehr verfügbar sind, wird die Lösung als gesättigt bezeichnet und der gelöste Stoff wird sich nicht mehr auflösen.

Nicht alle Verbindungen sind gleich löslich. Einige lösen sich nur teilweise, weil die Konzentration der Ionen in der Lösung schnell ein Gleichgewicht mit der ungelösten Verbindung erreicht. Die Löslichkeitsproduktkonstante K_sp misst diesen Gleichgewichtspunkt. Je höher der K_sp, desto höher ist die Löslichkeit. Sie finden die K_sp einer bestimmten Verbindung, indem Sie sie in Tabellen nachschlagen.

Das Vorhandensein freier Ionen im Wasser ermöglicht es dem Wasser, Elektrizität zu leiten, was für lebende Organismen wichtig ist. Flüssigkeiten im menschlichen Körper enthalten positive Ionen wie:

• Chlorid
  
• Karbonate
  
• Phosphate

Diese Ionen sind für den Stoffwechsel so wichtig, dass sie wieder aufgefüllt werden müssen, wenn der Körper durch Sport oder Krankheit dehydriert. Aus diesem Grund bevorzugen Sportler elektrolytische Getränke gegenüber reinem Wasser.