Chimiștii au o zicală: „Ca și cum se dizolvă ca”. Acest aforism se referă la o caracteristică specifică a moleculelor unui solvent și a substanțelor dizolvate care se vor dizolva în el. Această caracteristică este polaritatea. O moleculă polară este una care are sarcini electrice opuse; gândiți la poli, dar cu pozitiv și negativ în loc de nord și sud. Dacă combinați două substanțe cu molecule polare, aceste molecule polare pot fi atrase una de cealaltă mai degrabă decât restul celor din compușii pe care îi formează, în funcție de magnitudinea polarități. Molecula de apă (H20) este puternic polar, motiv pentru care apa este atât de bună la dizolvarea substanțelor. Această abilitate a dat apei reputația de a fi un solvent universal.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Moleculele de apă polare se colectează în jurul moleculelor altor compuși polari, iar forța de atracție separă compușii. Moleculele de apă înconjoară fiecare moleculă pe măsură ce se desprinde, iar molecula se transformă în soluție.
Ca și magneții mici
Fiecare moleculă de apă este o combinație de doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen. Dacă atomii de hidrogen s-ar dispune simetric de ambele părți ale atomului de oxigen, molecula ar fi neutră din punct de vedere electric. Totuși, nu asta se întâmplă. Cei doi hidrogeni se aranjează la pozițiile de la ora 10 și la ora 2, oarecum ca urechile lui Mickey Mouse. Acest lucru conferă moleculei de apă o sarcină netă pozitivă pe partea de hidrogen și o sarcină negativă pe cealaltă parte. Fiecare moleculă este ca un magnet microscopic atras către polul opus al moleculei adiacente.
Cum se dizolvă substanțele
Două tipuri de substanțe se vor dizolva în apă: compuși ionici, cum ar fi clorura de sodiu (NaCl sau masa) sare) și compuși compuși din molecule mai mari care au o sarcină netă datorită aranjării lor atomi. Amoniac (NH3) este un exemplu de al doilea tip. Cei trei hidrogeni sunt dispuși asimetric pe azot, creând o sarcină netă pozitivă pe o parte și una negativă pe cealaltă.
Când introduceți un solut polar în apă, moleculele de apă se comportă ca niște magneți mici atrași de metal. Se colectează în jurul moleculelor încărcate ale solutului până când forța de atracție pe care o creează devine mai mare decât cea a legăturii care ține solutul împreună. Pe măsură ce fiecare moleculă de solut se rupe treptat, moleculele de apă o înconjoară și se transformă în soluție. Dacă solutul este solid, acest proces are loc treptat. Moleculele de suprafață sunt primele care pleacă, expunându-le pe cele de dedesubt la moleculele de apă care nu s-au legat încă.
Dacă în soluție se derivă suficiente molecule, soluția poate ajunge la saturație. Un recipient dat conține un număr finit de molecule de apă. După ce toți s-au „blocat” electrostatic de atomi sau molecule de dizolvat, nu se va dizolva mai mult din dizolvat. În acest moment, soluția este saturată.
Un proces fizic sau chimic?
O schimbare fizică, cum ar fi înghețarea apei sau topirea gheții, nu modifică proprietățile chimice ale compusului care suferă schimbarea, în timp ce un proces chimic o face. Un exemplu de schimbare chimică este procesul de ardere, prin care oxigenul se combină cu carbonul pentru a produce dioxid de carbon. CO2 are proprietăți chimice diferite de oxigenul și carbonul care se combină pentru a-l forma.
Nu este clar dacă dizolvarea unei substanțe în apă este un proces fizic sau chimic. Când dizolvați un compus ionic, cum ar fi sarea, soluția ionică rezultată devine un electrolit cu proprietăți chimice diferite de apa pură. Asta ar face din acesta un proces chimic. Pe de altă parte, puteți recupera toată sarea în forma sa originală folosind procesul fizic de fierbere a apei. Când molecule mai mari precum zahărul se dizolvă în apă, moleculele de zahăr rămân intacte, iar soluția nu devine ionică. În astfel de cazuri, dizolvarea este mai clar un proces fizic.