Paprastos druskos, ištirpintos vandenyje, vaizdas, greičiausiai, jums visiškai žinomas, nes šis reiškinys tiesiogine prasme dominuoja pasaulyje. Daugiau nei du trečdalius Žemės paviršiaus dengia vandenyno vanduo, kuris yra ypač druskingas arba „sūrus“. („Sal“ yra lotyniškas druskos žodis.)
Valgomoji druska gaminama iš joninio junginionatrio chloridas,kuris susideda iš cheminių elementų natrio ir chloro. Tikriausiai vaikystėje sužinojote iš netyčinio žaidimo prie virtuvės stalo, kad jei įberiate druskos į stiklinę gryno vandens, druska po kurio laiko dingsta; kuo daugiau druskos dedate, tuo ilgiau tai užtrunka, ir norint ją sukelti, gali tekti šiek tiek purtyti ar maišyti.
Kietosios medžiagosištirpstaskystame tirpiklyje (chemijos eksperimentuose dažniausiai vanduo) sukuria tirpalą, o vandenyje tirpstanti druska yra klasikinis pavyzdys, kaip poliarinis tirpalas elgiasi tokiame poliariniame tirpiklyje kaip H2O. Pakeliui gausite rūgštinių šarmų chemijos garnyrą, kad tik suapvalintumėte druskingo vandens „skonį“!
Druska ir vanduo: pagrindai
Vanduo (H2O) sudaro vandenilio elementai (žymimi H antperiodinė elementų lentelė) ir deguonies (O) molinis santykis 2: 1. Tai reiškia, kad kiekviename vandenyje esančiame O atome yra du H atomai. Kadangi deguonis yra maždaug 16 kartų masyvesnis nei vandenilio atomas, vandens molekulė yra beveik devynios dešimtosios deguonies masės.
Vanduo yra kieta medžiaga žemesnėje nei 0 ° C temperatūroje, skystis tarp 0 ° C ir 100 ° C ir dujos (vandens garai), kai temperatūra viršija 100 ° C. Jis yra poliarinis, o tai reiškia, kad nors jis neturi grynojo krūvio, jo dalys (šiuo atveju deguonies atomas) yra šiek tiek neigiamas dėl didesnio elektronų tankio, paliekant kitas dalis (šiuo atveju vandenilio atomus) teigiamas.
Valgomoji druska (natrio chloridas arba NaCl) yra joninis junginys, o tai reiškia, kad jo suformuotas ryšys atsiranda dėl donorystės elektrono iš vieno atomo (čia, Na) į kitą (Cl), o ne iš elektronų pasidalijimo, matomo kovalentiškai obligacijos. Tai daro ryšį labai elektronegatyvų, kurio pasekmės, ištirpus NaCl vandenyje, netrukus paaiškės.
Ar NaCl reaguoja su vandeniu?
Gudrūs skaitytojai gali susimąstyti, kodėl žinomas cheminės laboratorijos rūgštis HCl, druskos rūgštis, nesudaro, kai NaCl dedamas į vandenį. Spėjama reakcija yra
NaCl + H2O → NaOH + HCl
Nors ši reakcija galėtų vykti teoriškai, ji yra labai nepalanki energetiškai. Taip yra todėl, kad HCl yra daug stipresnė rūgštis nei vanduo ir mielai išmeta protoną tirpaluose, kurių rūgštingumas yra daug didesnis nei vandens, kurio neutralus pH yra 7. Be to, natrio hidroksidas (NaOH) yra labai stipri bazė, kuri suvalgytų išsiskyrusį H+ Šiaip ar taip jonai daro vandenį.
Todėl rodyklė aukščiau pateiktoje lygtyje turėtų būti nukreipta įkitakryptimi, nes tai palankutermodinamikatirpalo.
Vandenyje ištirpusi druska: molekulinė sąveika
Jau buvo pastebėta tiek vandens molekulės, kurią galite įsivaizduoti kaip maždaug bumerango formos, tiek NaCl molekulės, kuri labiau panaši į trumpą hantelį, poliškumas.
Įdėjus valgomosios druskos į vandenį, šiek tiek elektropozityvią natrio dalį pritraukia šiek tiek elektronegatyvioji vandens molekulių deguonies dalis. Tuo pačiu metu šiek tiek elektronegatyvioji chloro NaCl dalis pritraukiama į šiek tiek elektropozityvią vandenilio vandens dalį.
Nei vienu, nei kitu atveju nesusidaro tikras ryšys, tačiau atrakcionai sukuria „virvės traukimą“, kuriame joninės NaCl ir kovalentinės H2O abu yra įtempti.
Stipresnės kovalentinės vandens jungtys (kurias taip pat laiko vandenilio jungtys)tarpvandens molekulės) išlošia ir NaCl ištraukiamas kartu su Na + ir Cl_ jonai, laisvai įsitaisę tarp nepažeisto H2O molekulės. NaCl yra tadaištirpęs.