Вид обычной соли, растворенной в воде, по всей видимости, вам полностью знаком, поскольку это явление буквально доминирует на земном шаре. Более двух третей поверхности Земли покрыто океанской водой, которая имеет особенно соленый или «соленый» характер. («Сал» на латыни означает соль.)
Поваренная соль состоит из ионного соединенияхлорид натрия,который состоит из химических элементов натрия и хлора. Вы, вероятно, узнали из непреднамеренной игры за кухонным столом в детстве, что если вы бросите соль в стакан с чистой водой, она исчезнет через некоторое время; чем больше соли вы добавляете, тем больше времени это занимает, и для этого может потребоваться встряхивание или перемешивание.
Твердые теларастворениев жидком растворителе (обычно в воде в химических экспериментах) создайте раствор, и растворение соли в воде является классическим примером того, как полярное растворенное вещество ведет себя в полярном растворителе, таком как H2О. По пути вы получите гарнир из кислотно-щелочной химии, чтобы дополнить «вкус» соленой воды!
Соль и вода: основы
Вода (H2O) состоит из элементов водорода (обозначенных H напериодическая таблица элементов) и кислород (O) в молярном соотношении 2: 1. Это означает, что на каждый атом O в воде приходится два атома H. Однако, поскольку кислород примерно в 16 раз массивнее атома водорода, молекула воды почти на девять десятых состоит из кислорода по массе.
Вода представляет собой твердое вещество при температуре ниже 0 ° C, жидкость между 0 ° C и 100 ° C и газ (водяной пар) при температуре выше 100 ° C. Он полярный, что означает, что, хотя у него нет чистого заряда, его части (в данном случае атом кислорода) слегка отрицательный из-за более высокой плотности электронов, оставляя другие части (в данном случае атомы водорода) слегка положительный.
Поваренная соль (хлорид натрия или NaCl) представляет собой ионное соединение, а это означает, что связь, которую она образует, является результатом пожертвования. электрона от одного атома (здесь Na) к другому (Cl), а не от обмена электронами, наблюдаемого в ковалентных облигации. Это делает связь очень электроотрицательной, последствия которой при растворении NaCl в воде вскоре станут очевидными.
Реагирует ли NaCl с водой?
Проницательные читатели могут задаться вопросом, почему знакомая химическая лаборатория кислота HCl, соляная кислота, не образуется, когда NaCl помещается в воду. Предполагаемая реакция
NaCl + H2О → NaOH + HCl
Хотя эта реакция теоретически может протекать, она крайне неблагоприятна с энергетической точки зрения. Это связано с тем, что HCl является гораздо более сильной кислотой, чем вода, и успешно выделяет свои протоны в растворы с кислотностью, намного большей, чем у воды с нейтральным pH 7. Кроме того, гидроксид натрия (NaOH) является очень сильным основанием, которое поглощает выделившийся H+ в любом случае, делая воду.
Следовательно, стрелка в приведенном выше уравнении должна указывать наДругиенаправление, поскольку это способствуеттермодинамикарешения.
Соль, растворенная в воде: молекулярные взаимодействия
Уже отмечена полярность как молекулы воды, которую вы можете представить в виде примерно бумеранга, так и молекулы NaCl, которая больше похожа на короткую гантель.
Когда поваренная соль помещается в воду, слегка электроположительная часть натрия притягивается к слегка электроотрицательной части кислорода молекул воды. В то же время слабо электроотрицательная хлорная часть NaCl притягивается к слабо электроположительной водородной части воды.
Ни в том, ни в другом случае не создается настоящая связь, но аттракционы создают «перетягивание каната», в котором ионные связи NaCl и ковалентные связи H2O оба напряжены.
Более прочные ковалентные связи воды (которая также обычно удерживается водородными связями)междумолекулы воды) побеждают, и NaCl разрывается, а Na + и Cl_ ионы свободно устанавливаются между неповрежденными H2Молекулы O. NaCl тогдарастворенный.