A visão do sal comum dissolvido na água é, com toda a probabilidade, inteiramente familiar para você, já que o fenômeno literalmente domina o globo. Mais de dois terços da superfície da Terra são cobertos pela água do oceano, que tem um caráter notavelmente salino ou "salgado". ("Sal" é a palavra latina para sal.)
O sal de mesa é feito do composto iônicoCloreto de Sódio,que consiste nos elementos químicos sódio e cloro. Você provavelmente aprendeu com as brincadeiras não intencionais na mesa da cozinha quando criança que, se borrifar sal em um copo de água pura, o sal desaparece depois de um tempo; quanto mais sal você adicionar, mais tempo demorará, e pode ser necessário sacudi-lo ou mexer.
Sólidosdissolvendoem um solvente líquido (geralmente água em experimentos de química) crie uma solução, e o sal dissolvido na água é um exemplo clássico de como um soluto polar se comporta em um solvente polar como o H2O. Ao longo do caminho, você obterá um acompanhamento de química ácido-base apenas para completar o "sabor" da experiência da água salgada!
Sal e água: o básico
Água (H2O) consiste nos elementos hidrogênio (denotados por H noTabela Periódica dos Elementos) e oxigênio (O) em uma razão molar de 2 para 1. Isso significa que há dois átomos de H para cada átomo de O na água. Como um oxigênio é cerca de 16 vezes mais massivo que um átomo de hidrogênio, entretanto, a molécula de água tem quase nove décimos de oxigênio em massa.
A água é um sólido em temperaturas abaixo de 0 ° C, um líquido entre 0 ° C e 100 ° C e um gás (vapor d'água) em temperaturas acima de 100 ° C. É polar, o que significa que embora não tenha carga líquida, partes dele (neste caso, o átomo de oxigênio) são ligeiramente negativo por causa de uma densidade maior de elétrons, deixando outras porções (neste caso, os átomos de hidrogênio) ligeiramente positivo.
O sal de cozinha (cloreto de sódio ou NaCl) é um composto iônico, o que significa que a ligação que ele forma resulta da doação de um elétron de um átomo (aqui, Na) para outro (Cl), ao invés do compartilhamento de elétrons visto em covalente títulos. Isso torna a ligação altamente eletronegativa, cujas consequências, quando o NaCl é dissolvido em água, logo se tornarão aparentes.
O NaCl reage com a água?
Leitores astutos podem se perguntar por que o conhecido ácido de laboratório químico HCl, ácido clorídrico, não se forma quando o NaCl é colocado na água. A reação putativa é
NaCl + H2O → NaOH + HCl
Embora essa reação possa ocorrer em teoria, é extremamente desfavorável energeticamente. Isso ocorre porque o HCl é um ácido muito mais forte do que a água e, felizmente, libera seu próton em soluções com acidez muito maior do que a da água, que tem um pH neutro de 7. Além disso, o hidróxido de sódio (NaOH) é uma base muito forte que engoliria o H liberado+ íons de qualquer maneira, produzindo água.
A seta na equação acima deve, portanto, apontar nooutrodireção, pois isso favorece otermodinâmicada solução.
Sal dissolvido na água: interações moleculares
Já foi observada a polaridade tanto da molécula de água, que você pode imaginar como uma forma aproximada de bumerangue, quanto a molécula de NaCl, que se parece mais com um haltere curto.
Quando o sal de cozinha é colocado na água, a porção levemente eletropositiva do sódio é atraída pela porção levemente eletronegativa do oxigênio das moléculas de água. Ao mesmo tempo, a porção de cloro levemente eletronegativa do NaCl é atraída pela porção de hidrogênio levemente eletropositiva da água.
Em nenhum dos casos é criada uma ligação verdadeira, mas as atrações estabelecem um "cabo de guerra" em que as ligações iônicas de NaCl e as ligações covalentes de H2O estão ambos tensos.
As ligações covalentes mais fortes da água (que também são mantidas juntas geralmente por ligações de hidrogênioentremoléculas de água) vencem e o NaCl é separado, com o Na + e o Cl_ íons fixando livremente no lugar entre o H intacto2O moléculas. NaCl é entãodissolvido.