Τι συμβαίνει όταν μια ιοντική ένωση διαλύεται στο νερό;

•••Neznam / iStock / GettyImages

Ιονικές ενώσεις είναι αυτές που αποτελούνται από αντίθετα φορτισμένα άτομα, που ονομάζονται ιόντα, διατεταγμένα σε δομή πλέγματος. Άλατα, συμπεριλαμβανομένου του χλωριούχου νατρίου (NaCl) - επιτραπέζιο άλας - είναι τα πιο γνωστά παραδείγματα ιοντικών ενώσεων. Όταν βυθίζετε μια ιοντική ένωση στο νερό, τα ιόντα προσελκύονται στα μόρια του νερού, καθένα από τα οποία φέρει ένα πολικό φορτίο. Εάν η έλξη μεταξύ των ιόντων και των μορίων του νερού είναι αρκετά μεγάλη για να σπάσει τους δεσμούς που συγκρατούν τα ιόντα μαζί, η ένωση διαλύεται. Όταν συμβεί αυτό, τα ιόντα διαχωρίζονται και διασπείρονται σε διάλυμα, το καθένα περιβάλλεται από μόρια νερού για να το αποτρέψει από τον ανασυνδυασμό. Το προκύπτον ιοντικό διάλυμα γίνεται ηλεκτρολύτης, που σημαίνει ότι μπορεί να αγωγεί ηλεκτρισμό.

Λόγω της διάταξης των ατόμων υδρογόνου γύρω από το οξυγόνο, κάθε μόριο νερού φέρει ένα πολικό φορτίο. Το θετικό του άκρο προσελκύεται στα αρνητικά ιόντα σε μια ιοντική ένωση, ενώ το αρνητικό άκρο προσελκύεται στα θετικά ιόντα. Η τάση να διαλύεται μια ένωση σε νερό εξαρτάται από την ισχύ των δεσμών που συγκρατούν την ένωση σε σύγκριση με την ισχύ που ασκείται στα μεμονωμένα ιόντα από τα μόρια του νερού. Οι εξαιρετικά διαλυτές ενώσεις, όπως το NaCl, διασπώνται πλήρως, ενώ ενώσεις με χαμηλές διαλυτότητες, όπως θειικός μόλυβδος (PbSO

Σε λύση, κάθε μόριο νερού δρα σαν ένας μικροσκοπικός μαγνήτης που δημιουργεί μια δύναμη έλξης στα ιόντα της διαλυμένης ουσίας. Εάν η συνδυασμένη δύναμη όλων των μορίων νερού που περιβάλλουν μια διαλυμένη ουσία είναι μεγαλύτερη από τη δύναμη έλξης μεταξύ των ιόντων, τα ιόντα διαχωρίζονται. Όπως το καθένα, περιβάλλεται από μόρια νερού, τα οποία την εμποδίζουν να ανασυνδυασθεί. Τα θετικά και αρνητικά ιόντα παρασύρονται στο διάλυμα. Όταν όλα τα μόρια νερού έχουν προσκολληθεί στα ιόντα και δεν είναι πλέον διαθέσιμα, το διάλυμα λέγεται ότι είναι κορεσμένο και δεν διαλύεται πλέον η διαλυμένη ουσία.

Δεν είναι όλες οι ενώσεις εξίσου διαλυτές. Μερικά διαλύονται μόνο εν μέρει επειδή η συγκέντρωση ιόντων στο διάλυμα φτάνει γρήγορα σε ισορροπία με την αδιάλυτη ένωση. Η σταθερά προϊόντος διαλυτότητας Κ_sp μετρά αυτό το σημείο ισορροπίας. Όσο υψηλότερο είναι το Κ_sp, όσο μεγαλύτερη είναι η διαλυτότητα. Μπορείτε να βρείτε το Κ_sp μιας συγκεκριμένης ένωσης αναζητώντας την σε πίνακες.

Η παρουσία ελεύθερων ιόντων στο νερό επιτρέπει στο νερό να διοχετεύει ηλεκτρισμό, κάτι που είναι σημαντικό για τους ζωντανούς οργανισμούς. Τα υγρά στο ανθρώπινο σώμα περιέχουν θετικά ιόντα όπως:

• χλωριούχο
  
• ανθρακικά άλατα
  
• φωσφορικά

Αυτά τα ιόντα είναι τόσο ζωτικής σημασίας για το μεταβολισμό που πρέπει να αναπληρώνονται όταν το σώμα αφυδατώνεται μέσω άσκησης ή ασθένειας. Γι 'αυτό οι αθλητές προτιμούν τα ηλεκτρολυτικά ποτά από το καθαρό νερό.