Что происходит, когда ионное соединение растворяется в воде?

•••Незнам / iStock / GettyImages

Ионные соединения состоят из противоположно заряженных атомов, называемых ионами, расположенных в решетчатой ​​структуре. Соли, в том числе поваренная соль хлорида натрия (NaCl), являются наиболее известными примерами ионных соединений. Когда вы погружаете ионное соединение в воду, ионы притягиваются к молекулам воды, каждая из которых несет полярный заряд. Если притяжение между ионами и молекулами воды достаточно велико, чтобы разорвать связи, удерживающие ионы вместе, соединение растворяется. Когда это происходит, ионы диссоциируют и рассеиваются в растворе, каждый из которых окружен молекулами воды, чтобы предотвратить его рекомбинацию. Полученный ионный раствор становится электролитом, а это значит, что он может проводить электричество.

Благодаря расположению атомов водорода вокруг кислорода каждая молекула воды несет полярный заряд. Его положительный конец притягивается к отрицательным ионам в ионном соединении, а отрицательный конец притягивается к положительным ионам. Склонность соединения растворяться в воде зависит от силы связей, удерживающих соединение вместе, по сравнению с силой, оказываемой молекулами воды на отдельные ионы. Легкорастворимые соединения, такие как NaCl, полностью распадаются, в то время как соединения с низкой растворимостью, такие как сульфат свинца (PbSO

В растворе каждая молекула воды действует как крошечный магнит, который создает силу притяжения на ионах растворенного вещества. Если объединенная сила всех молекул воды, окружающих растворенное вещество, больше силы притяжения между ионами, ионы разделяются. Как и каждый из них, он окружен молекулами воды, которые препятствуют его рекомбинации. Положительные и отрицательные ионы уходят в раствор. Когда все молекулы воды прикрепились к ионам и больше не доступны, говорят, что раствор насыщен, и растворенное вещество больше не растворяется.

Не все соединения одинаково растворимы. Некоторые растворяются только частично, потому что концентрация ионов в растворе быстро достигает равновесия с нерастворенным соединением. Константа произведения растворимости K_зр измеряет эту точку равновесия. Чем выше K_зр, тем выше растворимость. Вы можете найти K_зр определенного соединения, просмотрев его в таблицах.

Наличие в воде свободных ионов позволяет воде проводить электричество, что важно для живых организмов. Жидкости в организме человека содержат положительные ионы, такие как:

• хлористый
  
• карбонаты
  
• фосфаты

Эти ионы настолько важны для метаболизма, что их необходимо восполнять, когда организм обезвоживается в результате физических упражнений или болезни. Вот почему спортсмены предпочитают электролитические напитки чистой воде.