Chemicy mają powiedzenie: „Podobne rozpuszcza podobne”. Ten aforyzm odnosi się do specyficznej cechy cząsteczek rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonych, które się w nim rozpuszczą. Tą cechą jest polaryzacja. Cząsteczka polarna to taka, która ma przeciwstawne ładunki elektryczne; myśl bieguny, ale z pozytywnym i negatywnym zamiast północy i południa. Jeśli połączysz dwie substancje z cząsteczkami polarnymi, te cząsteczki polarne mogą się do siebie przyciągać zamiast pozostałych w związkach, które tworzą, w zależności od wielkości polaryzacje. Cząsteczka wody (H20) jest silnie polarny, dlatego woda tak dobrze rozpuszcza substancje. Ta zdolność dała wodzie reputację uniwersalnego rozpuszczalnika.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Cząsteczki wody polarnej gromadzą się wokół cząsteczek innych związków polarnych, a siła przyciągania rozbija te związki. Cząsteczki wody otaczają każdą cząsteczkę, gdy się odrywa, a cząsteczka dryfuje do roztworu.
Jak małe magnesy
Każda cząsteczka wody jest kombinacją dwóch atomów wodoru i atomu tlenu. Gdyby atomy wodoru ułożyły się symetrycznie po obu stronach atomu tlenu, cząsteczka byłaby elektrycznie obojętna. Jednak tak się nie dzieje. Dwa wodory układają się w pozycjach na godzinie 10 i 2, podobnie jak uszy Myszki Miki. Daje to cząsteczce wody ładunek dodatni netto po stronie wodorowej i ładunek ujemny po drugiej stronie. Każda cząsteczka jest jak mikroskopijny magnes przyciągany przez przeciwny biegun sąsiedniej cząsteczki.
Jak rozpuszczają się substancje?
W wodzie rozpuszczają się dwa rodzaje substancji: związki jonowe, takie jak chlorek sodu (NaCl lub tabela sól) i związki złożone z większych cząsteczek, które mają ładunek netto ze względu na ułożenie ich atomy. Amoniak (NH3) jest przykładem drugiego typu. Trzy atomy wodoru są rozmieszczone asymetrycznie na azocie, tworząc z jednej strony dodatni ładunek netto, az drugiej ujemny.
Kiedy wprowadzasz do wody polarną substancję rozpuszczoną, cząsteczki wody zachowują się jak maleńkie magnesy przyciągane do metalu. Gromadzą się wokół naładowanych cząsteczek substancji rozpuszczonej, aż siła przyciągania, którą tworzą, staje się większa niż siła wiązania utrzymującego substancję rozpuszczoną razem. Gdy każda cząsteczka substancji rozpuszczonej stopniowo odrywa się, otaczają ją cząsteczki wody i dryfują do roztworu. Jeśli substancja rozpuszczona jest ciałem stałym, proces ten przebiega stopniowo. Cząsteczki powierzchniowe przechodzą jako pierwsze, narażając te znajdujące się pod spodem na cząsteczki wody, które jeszcze się nie związały.
Jeśli wystarczająca ilość cząsteczek dryfuje do roztworu, roztwór może osiągnąć nasycenie. Dany pojemnik zawiera skończoną liczbę cząsteczek wody. Po tym, jak wszystkie z nich zostaną elektrostatycznie „utknięte” w rozpuszczonych atomach lub cząsteczkach, nie rozpuści się więcej substancji rozpuszczonej. W tym momencie roztwór jest nasycony.
Proces fizyczny czy chemiczny?
Fizyczna zmiana, taka jak zamarzanie wody lub topnienie lodu, nie zmienia właściwości chemicznych związku podlegającego zmianie, podczas gdy proces chemiczny zmienia. Przykładem zmiany chemicznej jest proces spalania, w którym tlen łączy się z węglem, tworząc dwutlenek węgla. WSPÓŁ2 ma inne właściwości chemiczne niż tlen i węgiel, które łączą się, aby go utworzyć.
Nie jest jasne, czy rozpuszczanie substancji w wodzie jest procesem fizycznym czy chemicznym. Po rozpuszczeniu związku jonowego, takiego jak sól, powstały roztwór jonowy staje się elektrolitem o innych właściwościach chemicznych niż czysta woda. To uczyniłoby to procesem chemicznym. Z drugiej strony, możesz odzyskać całą sól w jej pierwotnej postaci, stosując fizyczny proces gotowania wody. Kiedy większe cząsteczki, takie jak cukier, rozpuszczają się w wodzie, cząsteczki cukru pozostają nienaruszone, a roztwór nie staje się jonowy. W takich przypadkach rozpuszczanie jest wyraźniej procesem fizycznym.