Tavallisen veteen liuenneen suolan näky on todennäköisesti sinulle täysin tuttua, koska ilmiö kirjaimellisesti hallitsee maailmaa. Yli kaksi kolmasosaa maapallon pinnasta peittää merivesi, joka on luonteeltaan etenkin suolaliuosta tai "suolaista". ("Sal" on latinankielinen sana suolaa.)
Pöytäsuola on valmistettu ioniyhdisteestänatriumkloridia,joka koostuu kemiallisista alkuaineista natriumista ja kloorista. Olet todennäköisesti oppinut lapsen tahattomasta pelaamisesta keittiön pöydässä, että jos ripottelet suolaa lasilliseen puhdasta vettä, suola katoaa hetken kuluttua; mitä enemmän suolaa lisäät, sitä kauemmin tämä kestää, ja se voi edellyttää jonkin verran ravistamista tai sekoittamista.
Kiinteät aineetliukenevanestemäisessä liuottimessa (yleensä vesi kemian kokeissa) luo liuoksen, ja veteen liukeneva suola on klassinen esimerkki siitä, kuinka polaarinen liuotin käyttäytyy polaarisessa liuottimessa, kuten H2O. Matkan varrella saat happo-emäskemian lisukkeen vain suolaisen veden kokemuksen "maun" täydentämiseksi!
Suola ja vesi: perusteet
Vesi (H2O) koostuu alkuaineista vety (merkitty H: lläjaksollinen elementtitaulukko) ja happea (O) moolisuhteessa 2: 1. Tämä tarkoittaa, että jokaisessa vedessä olevassa O-atomissa on kaksi H-atomia. Koska happi on noin 16 kertaa massiivisempi kuin vetyatomi, vesimolekyyli on kuitenkin melkein yhdeksän kymmenesosaa happea.
Vesi on kiinteää ainetta alle 0 ° C: n lämpötilassa, neste 0 ° C: n ja 100 ° C: n välillä ja kaasua (vesihöyryä) yli 100 ° C: n lämpötilassa. Se on napa, mikä tarkoittaa, että vaikka sillä ei ole nettovarausta, sen osat (tässä tapauksessa happiatomi) ovat hieman negatiivinen, koska elektronitiheys on suurempi, jolloin muut osat (tässä tapauksessa vetyatomit) jäävät hieman positiivinen.
Pöytäsuola (natriumkloridi tai NaCl) on ioninen yhdiste, mikä tarkoittaa, että sen muodostama sidos johtuu luovutuksesta elektronin yhdestä atomista (tässä Na) toiseen (Cl) pikemminkin kuin elektronin jakamisesta kovalenttisesti joukkovelkakirjat. Tämä tekee sidoksesta erittäin elektronegatiivisen, jonka seuraukset, kun NaCl liuotetaan veteen, käyvät pian ilmi.
Reagoiko NaCl veden kanssa?
Tarkka lukijat saattavat ihmetellä, miksi tuttua kem-lab-happoa HCl, suolahappoa, ei muodostu, kun NaCl asetetaan veteen. Oletettu reaktio on
NaCl + H2O → NaOH + HCI
Vaikka tämä reaktio voisi edetä teoriassa, se on erittäin energisesti epäedullinen. Tämä johtuu siitä, että HCl on paljon voimakkaampi happo kuin vesi ja erottaa protoninsa mielellään liuoksissa, joiden happamuus on paljon suurempi kuin vedellä, jonka neutraali pH on 7. Natriumhydroksidi (NaOH) on myös erittäin vahva emäs, joka suutisi vapautunutta H: ta+ ioneja joka tapauksessa, jolloin vettä.
Yllä olevan yhtälön nuolen tulisi siis osoittaamuutsuuntaan, koska tämä suosiitermodynamiikkaratkaisun.
Veteen liuennut suola: Molekulaariset vuorovaikutukset
Jo huomattu oli sekä vesimolekyylin, jonka voit kuvitella karkeasti bumerangin muotoiseksi, että NaCl-molekyylin, joka näyttää enemmän lyhyeltä käsipainolta, napaisuus.
Kun syötetään suolaa veteen, hieman elektropositiivinen natriumosa houkuttelee vesimolekyylien hieman elektronegatiivista happiosaa. Samalla NaCl: n hieman elektronegatiivinen kloori-osa houkuttelee veden hieman elektropositiiviseen vetyosuuteen.
Kummassakaan tapauksessa todellista sidosta ei synny, mutta nähtävyydet muodostavat "köydenveton", jossa NaCl: n ionisidokset ja H: n kovalenttiset sidokset2O ovat molemmat kireät.
Vahvemmat veden kovalenttiset sidokset (joita myös vetysidokset pitävät yhdessä)välillävesimolekyylit) voittavat ja NaCl vedetään irti Na +: lla ja Cl: llä_ ionit asettuvat löyhästi ehjän H: n väliin2O-molekyylit. NaCl on silloinliuennut.