Kas notiek, ja jonu savienojums izšķīst ūdenī?

•••Neznam / iStock / GettyImages

Jonu savienojumi ir tie, kas sastāv no pretēji lādētiem atomiem, kurus sauc par joniem, kas izvietoti režģa struktūrā. Sāļi, ieskaitot nātrija hlorīdu (NaCl) - galda sāli, ir vispazīstamākie jonu savienojumu piemēri. Iegremdējot jonu savienojumu ūdenī, jonus piesaista ūdens molekulas, no kurām katra nes polāro lādiņu. Ja pievilcība starp joniem un ūdens molekulām ir pietiekami liela, lai pārtrauktu saites, kas satur jonus kopā, savienojums izšķīst. Kad tas notiek, joni disociējas un izkliedējas šķīdumā, katru no tiem ieskauj ūdens molekulas, lai novērstu tā rekombināciju. Iegūtais jonu šķīdums kļūst par elektrolītu, kas nozīmē, ka tas var vadīt elektrību.

Pateicoties ūdeņraža atomu izvietojumam ap skābekli, katrai ūdens molekulai ir polārais lādiņš. Tās pozitīvo galu piesaista jonu savienojuma negatīvie joni, bet negatīvo - pozitīvie. Tieksme savienojumam izšķīst ūdenī ir atkarīga no savienojumu stiprības, kas satur savienojumu kopā, salīdzinājumā ar ūdens molekulu atsevišķajiem joniem stiprumu. Ļoti labi šķīstošie savienojumi, piemēram, NaCl, pilnībā sadalās, bet savienojumi ar zemu šķīdību, piemēram, svina sulfāts (PbSO

Šķīdumā katra ūdens molekula darbojas kā niecīgs magnēts, kas rada pievilkšanās spēku izšķīdušās vielas joniem. Ja visu ūdens molekulu, kas ieskauj izšķīdušo vielu, apvienotais spēks ir lielāks par pievilkšanās spēku starp joniem, joni atdalās. Kā katrs to dara, to ieskauj ūdens molekulas, kas neļauj tam rekombinēties. Pozitīvie un negatīvie joni novirzās šķīdumā. Kad visas ūdens molekulas ir pievienojušās joniem un vairs nav pieejamas, tiek teikts, ka šķīdums ir piesātināts, un vairs nešķīst šķīdinātā viela.

Ne visi savienojumi ir vienādi šķīstoši. Daži izšķīst tikai daļēji, jo jonu koncentrācija šķīdumā ātri nonāk līdzsvarā ar neizšķīdušo savienojumu. Šķīdības produkta konstante K_sp mēra šo līdzsvara punktu. Jo augstāks ir K_sp, jo augstāka šķīdība. Jūs varat atrast K_sp konkrēta savienojuma, meklējot to tabulās.

Brīvo jonu klātbūtne ūdenī ļauj ūdenim vadīt elektrību, kas ir svarīgi dzīviem organismiem. Šķidrumi cilvēka ķermenī satur pozitīvus jonus, piemēram:

• hlorīds
  
• karbonāti
  
• fosfāti

Šie joni ir tik svarīgi vielmaiņai, ka tie jāpapildina, kad ķermenis dehidrē fiziskas slodzes vai slimības dēļ. Tāpēc sportisti priekšroku dod elektrolītiskajiem dzērieniem, nevis tīram ūdenim.