מה קורה כאשר מוסיפים מלח למים?

מראה המלח הרגיל המומס במים, ככל הנראה, מוכר לכם לחלוטין, שכן התופעה ממש שולטת על הגלובוס. למעלה משני שליש משטח כדור הארץ מכוסה במי האוקיאנוס, שהם בעיקר מלוחים או "מלוחים". ("סאל" היא המילה הלטינית למלח.)

מלח שולחן עשוי מתרכובת יוניתנתרן כלורי,המורכב מהיסודות הכימיים נתרן וכלור. ככל הנראה למדת ממשחק לא מכוון בשולחן המטבח בילדותך שאם אתה מפזר מלח לכוס מים טהורים, המלח נעלם לאחר זמן מה; ככל שמוסיפים יותר מלח, כך לוקח זמן רב יותר, וייתכן שנדרוש טלטול או ערבוב בכדי לגרום.

מוצקיםהֲמָסָהבממיס נוזלי (בדרך כלל מים בניסויים בכימיה) יוצרים פיתרון, וממיס במים הוא דוגמה קלאסית לאופן שבו מומס קוטבי מתנהג בממיס קוטבי כמו H₂או על הדרך, תקבלו תוספת של כימיה בסיסית של חומצה רק כדי לעגל את "הטעם" של חווית מי המלח!

מים (H₂O) מורכב מהיסודות מימן (המסומנים על ידי H עלטבלה מחזורית של אלמנטים) וחמצן (O) ביחס טוחנת 2 ל -1. המשמעות היא שיש שני אטומי H לכל אטום O במים. אולם מכיוון שחמצן מסיבי פי 16 מאטום מימן, מולקולת המים היא כמעט תשע עשיריות חמצן במסה.

מים הם מוצק בטמפרטורות מתחת ל -0 מעלות צלזיוס, נוזל בין 0 ל -100 מעלות צלזיוס וגז (אדי מים) בטמפרטורות העולות על 100 מעלות צלזיוס. זה קוטבי, כלומר למרות שאין לו מטען נטו, חלקים ממנו (במקרה זה אטום החמצן) הם מעט שלילי בגלל צפיפות גבוהה יותר של אלקטרונים, ומשאיר חלקים אחרים (במקרה זה אטומי המימן) מעט חִיוּבִי.

מלח שולחן (נתרן כלורי, או NaCl) הוא תרכובת יונית, כלומר הקשר שהוא יוצר נובע מתרומה של אלקטרון מאטום אחד (כאן, Na) למשנהו (Cl), ולא מחלוקת האלקטרונים הנראים בקוולנטיות קשרים. זה הופך את הקשר לאלקטרוני שלילי, שתוצאותיו כאשר NaCl מומס במים יתבררו במהרה.

קוראים נבונים עשויים לתהות מדוע החומצה הכימית-מעבדה המוכרת HCl, חומצה הידרוכלורית, אינה נוצרת כאשר מכניסים NaCl למים. התגובה המשוערת היא

NaCl + H₂O → NaOH + HCl

למרות שתגובה זו יכולה להתקיים בתיאוריה, היא מאוד שלילית מבחינה אנרגטית. הסיבה לכך היא כי HCl היא חומצה חזקה בהרבה ממים ושופכת בשמחה את הפרוטון שלה בתמיסות עם חומציות הרבה יותר גדולה מזו של מים, שיש להם pH נייטרלי של 7. כמו כן, נתרן הידרוקסיד (NaOH) הוא בסיס חזק מאוד שיאכל את ה- H המשוחרר⁺ יונים בכל מקרה, מכינים מים.

לכן החץ במשוואה לעיל צריך להיות מצביע עלאַחֵרכיוון, שכן הדבר מעדיף אתתֶרמוֹדִינָמִיקָהשל הפתרון.

כבר צוין הקוטביות של מולקולת המים, שאותה תוכלו לדמיין כצורת בומרנג בערך, וגם מולקולת NaCl, שנראית יותר כמו משקולת קצרה.

כאשר מכניסים מלח שולחן למים, חלק הנתרן מעט האלקטרו-חיובי נמשך לחלק החמצן האלקטרו-שלילי של מולקולות המים. יחד עם זאת, החלק הכלורי הקליל-אלקטרוני של NaCl נמשך לחלק המימן האלקטרו-חיובי מעט של המים.

בשני המקרים לא נוצר קשר אמיתי, אך האטרקציות קובעות "משיכת מלחמה" שבה הקשרים היוניים של NaCl והקשרים הקוולנטיים של H₂O שניהם מתוחים.

קשרים קוולנטיים חזקים יותר של מים (אשר מוחזקים גם יחד בדרך כלל על ידי קשרי מימןבֵּיןמולקולות מים) מנצחות, ו- NaCl נפרש זה מזה, עם Na + ו- Cl^_ יונים שמתמקמים באופן רופף בין H ללא פגע₂מולקולות O. NaCl הוא אזמומס​.