•••Neznam/iStock/GettyImages
Związki jonowe to te złożone z przeciwnie naładowanych atomów, zwanych jonami, ułożonych w strukturę sieciową. Sole, w tym chlorek sodu (NaCl) – sól kuchenna – to najbardziej znane przykłady związków jonowych. Kiedy zanurzasz związek jonowy w wodzie, jony są przyciągane do cząsteczek wody, z których każda ma ładunek polarny. Jeśli przyciąganie między jonami a cząsteczkami wody jest wystarczająco duże, aby zerwać wiązania utrzymujące jony razem, związek rozpuszcza się. Kiedy tak się dzieje, jony dysocjują i rozpraszają się w roztworze, a każdy z nich otoczony jest cząsteczkami wody, aby zapobiec ich rekombinacji. Powstały roztwór jonowy staje się elektrolitem, co oznacza, że może przewodzić prąd.
Czy wszystkie związki jonowe rozpuszczają się?
Dzięki rozmieszczeniu atomów wodoru wokół tlenu każda cząsteczka wody niesie ładunek polarny. Jego dodatni koniec jest przyciągany do ujemnych jonów w związku jonowym, podczas gdy ujemny koniec jest przyciągany przez jony dodatnie. Skłonność związku do rozpuszczania się w wodzie zależy od siły wiązań utrzymujących związek w porównaniu z siłą wywieraną na poszczególne jony przez cząsteczki wody. Wysoce rozpuszczalne związki, takie jak NaCl, całkowicie się rozkładają, podczas gdy związki o niskiej rozpuszczalności, takie jak siarczan ołowiu (PbSO
Jak rozpuszczają się związki jonowe?
W roztworze każda cząsteczka wody działa jak maleńki magnes, który wytwarza siłę przyciągania jonów w substancji rozpuszczonej. Jeśli łączna siła wszystkich cząsteczek wody otaczających substancję rozpuszczoną jest większa niż siła przyciągania między jonami, jony rozdzielają się. Jak każdy, otoczony jest cząsteczkami wody, które uniemożliwiają jej rekombinację. Jony dodatnie i ujemne dryfują do roztworu. Kiedy wszystkie cząsteczki wody przyłączą się do jonów i nie będzie już więcej dostępnych, mówi się, że roztwór jest nasycony i nie rozpuści się więcej substancji rozpuszczonej.
Nie wszystkie związki są jednakowo rozpuszczalne. Niektóre rozpuszczają się tylko częściowo, ponieważ stężenie jonów w roztworze szybko osiąga równowagę z nierozpuszczonym związkiem. Stała iloczynu rozpuszczalności Ksp mierzy ten punkt równowagi. Im wyższy Ksp, tym wyższa rozpuszczalność. Możesz znaleźć Ksp konkretnego związku, sprawdzając go w tabelach.
Jony zamieniają wodę w elektrolit
Obecność wolnych jonów w wodzie pozwala wodzie przewodzić prąd, co jest ważne dla organizmów żywych. Płyny w ludzkim ciele zawierają jony dodatnie, takie jak:
- chlorek
- węglany
- fosforany
Jony te są tak ważne dla metabolizmu, że muszą być uzupełniane, gdy organizm odwadnia się podczas ćwiczeń lub choroby. Dlatego sportowcy wolą napoje elektrolityczne od czystej wody.