Wat gebeurt er als een ionische verbinding oplost in water?

•••Neznam/iStock/GettyImages

Ionische verbindingen zijn die samengesteld uit tegengesteld geladen atomen, ionen genaamd, gerangschikt in een roosterstructuur. Zouten, waaronder natriumchloride (NaCl) - keukenzout - zijn de bekendste voorbeelden van ionische verbindingen. Wanneer je een ionische verbinding onderdompelt in water, worden de ionen aangetrokken door de watermoleculen, die elk een polaire lading dragen. Als de aantrekkingskracht tussen de ionen en de watermoleculen groot genoeg is om de bindingen die de ionen bij elkaar houden te verbreken, lost de verbinding op. Wanneer dit gebeurt, dissociëren de ionen en dissociëren ze in oplossing, elk omgeven door watermoleculen om te voorkomen dat het recombineert. De resulterende ionische oplossing wordt een elektrolyt, wat betekent dat het elektriciteit kan geleiden.

Door de rangschikking van de waterstofatomen rond de zuurstof draagt ​​elk watermolecuul een polaire lading. Het positieve uiteinde wordt aangetrokken door de negatieve ionen in een ionische verbinding, terwijl het negatieve uiteinde wordt aangetrokken door de positieve ionen. De neiging van een verbinding om in water op te lossen hangt af van de sterkte van de bindingen die de verbinding bij elkaar houden in vergelijking met de sterkte die door de watermoleculen op de individuele ionen wordt uitgeoefend. Sterk oplosbare verbindingen, zoals NaCl, breken volledig af, terwijl verbindingen met een lage oplosbaarheid, zoals loodsulfaat (PbSO

In oplossing werkt elk watermolecuul als een kleine magneet die een aantrekkingskracht uitoefent op de ionen in de opgeloste stof. Als de gecombineerde kracht van alle watermoleculen die een opgeloste stof omringen groter is dan de aantrekkingskracht tussen de ionen, scheiden de ionen. Zoals elk doet, is het omgeven door watermoleculen, die voorkomen dat het recombineert. De positieve en negatieve ionen drijven af ​​in de oplossing. Wanneer alle watermoleculen zich aan ionen hebben gehecht en er niet meer beschikbaar zijn, wordt gezegd dat de oplossing verzadigd is en dat de opgeloste stof niet meer zal oplossen.

Niet alle verbindingen zijn even oplosbaar. Sommige lossen slechts gedeeltelijk op omdat de concentratie van ionen in oplossing snel een evenwicht bereikt met de onopgeloste verbinding. De oplosbaarheidsproductconstante K_sp meet dit evenwichtspunt. Hoe hoger de K_sp, hoe hoger de oplosbaarheid. Je vindt de K_sp van een bepaalde verbinding door deze op te zoeken in tabellen.

Door de aanwezigheid van vrije ionen in water kan het water elektriciteit geleiden, wat belangrijk is voor levende organismen. Vloeistoffen in het menselijk lichaam bevatten positieve ionen zoals:

• chloride
  
• carbonaten
  
• fosfaten

Deze ionen zijn zo essentieel voor het metabolisme dat ze moeten worden aangevuld wanneer het lichaam uitdroogt door inspanning of ziekte. Dit is de reden waarom atleten elektrolytische dranken verkiezen boven zuiver water.