Prizor obične soli otopljene u vodi, po svemu sudeći, potpuno vam je poznat jer pojava doslovno dominira zemljom. Preko dvije trećine Zemljine površine prekriveno je oceanskom vodom koja je karakterno slana ili "slana". ("Sal" je latinska riječ za sol.)
Kuhinjska sol izrađena je od ionskog spojanatrijev klorid,koji se sastoji od kemijskih elemenata natrija i klora. Vjerojatno ste iz djetinjstva naučili iz nenamjerne igre za kuhinjskim stolom da ako pospite sol u čašu čiste vode, sol nakon nekog vremena nestaje; što više soli dodate, to će vam trebati više vremena, a možda će trebati promućkati ili promiješati.
Čvrste tvarirastvarajući seu tekućem otapalu (obično voda u kemijskim eksperimentima) stvorite otopinu, a otapanje soli u vodi klasičan je primjer ponašanja polarne otopljene tvari u polarnom otapalu kao što je H2O. Usput ćete dobiti prilog kiselinsko-bazne kemije samo da zaokružite "okus" iskustva slane vode!
Sol i voda: osnove
Voda (H2O) sastoji se od elemenata vodika (označenih s H na
periodni sustav elemenata) i kisika (O) u molarnom omjeru 2: 1. To znači da postoje dva atoma H za svaki atom O u vodi. Budući da je kisik oko 16 puta masivniji od atoma vodika, molekula vode ima gotovo devet desetina masenog kisika.Voda je krutina na temperaturama ispod 0 ° C, tekućina između 0 ° C i 100 ° C i plin (vodena para) na temperaturama višim od 100 ° C. Polaran je, što znači da, iako nema neto naboj, dijelovi njega (u ovom slučaju atoma kisika) su malo negativan zbog veće gustoće elektrona, ostavljajući ostale dijelove (u ovom slučaju atome vodika) lagano pozitivan.
Stolna sol (natrijev klorid ili NaCl) je ionski spoj, što znači da veza koju tvori nastaje davanjem elektrona iz jednog atoma (ovdje Na) u drugi (Cl), a ne iz dijeljenja elektrona viđenog u kovalentnom obveznice. To vezu čini vrlo elektronegativnom, čije će posljedice kada se NaCl otopi u vodi uskoro postati očite.
Reagira li NaCl s vodom?
Oštroumni čitatelji mogli bi se zapitati zašto poznata kemijsko-laboratorijska kiselina HCl, klorovodična kiselina, ne nastaje kada se NaCl stavi u vodu. Pretpostavljena reakcija je
NaCl + H2O → NaOH + HCl
Iako bi se ova reakcija mogla odvijati u teoriji, izuzetno je energetski nepovoljna. To je zato što je HCl puno jača kiselina od vode i sretno baca svoj proton u otopinama s kiselinom daleko većom od one koja ima neutralni pH od 7. Također, natrijev hidroksid (NaOH) vrlo je jaka baza koja bi progutala oslobođeni H+ ioni ionako prave vodu.
Strelica u gornjoj jednadžbi stoga bi trebala biti usmjerena udrugosmjer, jer ovo favoriziratermodinamikarješenja.
Sol otopljena u vodi: molekularne interakcije
Već je zabilježena polarnost molekule vode, koju možete zamisliti kao grubo u obliku bumeranga, i molekule NaCl, koja izgleda više poput kratke bučice.
Kada se kuhinjska sol stavi u vodu, blago elektropozitivni dio natrija privlači malo elektronegativni dio kisika molekula vode. Istodobno, blago elektronegativni klorni dio NaCl privlači malo elektropozitivni vodikov dio vode.
Ni u jednom slučaju nije stvorena prava veza, ali atrakcije uspostavljaju "potezanje konopa" u kojem su ionske veze NaCl i kovalentne veze H2O su oboje napeti.
Jače kovalentne veze vode (koje također također zajedno drže vodikove vezeizmeđumolekule vode) pobjeđuju, a NaCl se razdvaja s Na + i Cl_ ioni se labavo postavljaju između netaknutog H2O molekule. NaCl je tadaotopljen.