La vue du sel ordinaire dissous dans l'eau vous est, selon toute vraisemblance, tout à fait familière, car le phénomène domine littéralement le globe. Plus des deux tiers de la surface de la Terre sont recouverts d'eau océanique, qui est notamment de nature saline, ou « salée ». ("Sal" est le mot latin pour sel.)
Le sel de table est composé du composé ioniquechlorure de sodium,qui se compose des éléments chimiques sodium et chlore. Lorsque vous étiez enfant, vous avez probablement appris en jouant involontairement à la table de la cuisine que si vous saupoudrez du sel dans un verre d'eau pure, le sel disparaît après un certain temps; plus vous ajoutez de sel, plus cela prend du temps, et cela peut nécessiter quelques secousses ou agitation pour provoquer.
Solidesdissolutiondans un solvant liquide (généralement de l'eau dans les expériences de chimie) créer une solution, et la dissolution du sel dans l'eau est un exemple classique de la façon dont un soluté polaire se comporte dans un solvant polaire tel que H
2O. En chemin, vous obtiendrez un accompagnement de chimie acide-base juste pour compléter la "saveur" de l'expérience de l'eau salée !Sel et eau: les bases
Eau (H2O) est constitué des éléments hydrogène (notés H sur latableau périodique des éléments) et de l'oxygène (O) dans un rapport molaire de 2 à 1. Cela signifie qu'il y a deux atomes H pour chaque atome O dans l'eau. Comme un oxygène est environ 16 fois plus massif qu'un atome d'hydrogène, cependant, la molécule d'eau contient près des neuf dixièmes d'oxygène en masse.
L'eau est un solide à des températures inférieures à 0 °C, un liquide entre 0 °C et 100 °C et un gaz (vapeur d'eau) à des températures supérieures à 100 °C. Il est polaire, ce qui signifie que même s'il n'a pas de charge nette, certaines parties (dans ce cas l'atome d'oxygène) sont légèrement négatif en raison d'une densité plus élevée d'électrons, laissant d'autres parties (dans ce cas les atomes d'hydrogène) légèrement positif.
Le sel de table (chlorure de sodium ou NaCl) est un composé ionique, ce qui signifie que la liaison qu'il forme résulte du don d'un électron d'un atome (ici, Na) à un autre (Cl), plutôt que du partage d'électrons vu dans covalent obligations. Cela rend la liaison hautement électronégative, dont les conséquences lorsque NaCl est dissous dans l'eau deviendront bientôt apparentes.
Le NaCl réagit-il avec l'eau ?
Les lecteurs astucieux pourraient se demander pourquoi l'acide chlorhydrique, l'acide chlorhydrique familier de laboratoire chimique, ne se forme pas lorsque le NaCl est placé dans l'eau. La réaction putative est
NaCl + H2O → NaOH + HCl
Bien que cette réaction puisse se dérouler en théorie, elle est extrêmement défavorable sur le plan énergétique. En effet, le HCl est un acide beaucoup plus fort que l'eau et rejette joyeusement son proton dans des solutions dont l'acidité est bien supérieure à celle de l'eau, qui a un pH neutre de 7. De plus, l'hydroxyde de sodium (NaOH) est une base très forte qui engloutirait le H libéré+ ions de toute façon, faisant de l'eau.
La flèche dans l'équation ci-dessus doit donc pointer dans leautredirection, car cela favorise lathermodynamiquede la solution.
Sel dissous dans l'eau: interactions moléculaires
La polarité de la molécule d'eau, que vous pouvez imaginer en forme de boomerang grossièrement, et de la molécule de NaCl, qui ressemble plus à un haltère court, a déjà été notée.
Lorsque le sel de table est placé dans l'eau, la portion de sodium légèrement électropositive est attirée par la portion d'oxygène légèrement électronégative des molécules d'eau. En même temps, la portion de chlore légèrement électronégative du NaCl est attirée par la portion d'hydrogène légèrement électropositive de l'eau.
Dans aucun des cas, une véritable liaison n'est créée, mais les attractions mettent en place un "tir à la corde" dans lequel les liaisons ioniques de NaCl et les liaisons covalentes de H2O sont tous les deux tendus.
Les liaisons covalentes plus fortes de l'eau (qui sont également maintenues ensemble généralement par des liaisons hydrogèneentremolécules d'eau) l'emportent et NaCl est séparé, avec le Na+ et le Cl_ ions mis en place de manière lâche entre le H intact2O molécules. NaCl est alorsdissous.