У химиков есть пословица: «Подобное растворяется в подобном». Этот афоризм относится к определенной характеристике молекул растворителя и растворенных веществ, которые будут растворяться в нем. Эта характеристика - полярность. Полярная молекула - это молекула, у которой электрические заряды противоположны друг другу; думайте о полюсах, но с положительным и отрицательным, а не с севером и югом. Если вы объедините два вещества с полярными молекулами, эти полярные молекулы могут быть притянуты друг к другу. а не остальные в соединениях, которые они образуют, в зависимости от величины полярности. Молекула воды (H20) сильно полярен, поэтому вода так хорошо растворяет вещества. Эта способность дала воде репутацию универсального растворителя.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Молекулы полярной воды собираются вокруг молекул других полярных соединений, и сила притяжения разрывает эти соединения. Молекулы воды окружают каждую молекулу, когда она отрывается, и молекула дрейфует в раствор.
Как маленькие магниты
Каждая молекула воды представляет собой комбинацию двух атомов водорода и атома кислорода. Если бы атомы водорода располагались симметрично по обе стороны от атома кислорода, молекула была бы электрически нейтральной. Однако это не то, что происходит. Два атома водорода располагаются в позициях «10 часов» и «2 часа», что-то напоминает уши Микки Мауса. Это дает молекуле воды чистый положительный заряд со стороны водорода и отрицательный заряд с другой стороны. Каждая молекула подобна микроскопическому магниту, притянутому к противоположному полюсу соседней молекулы.
Как растворяются вещества
В воде растворяются два типа веществ: ионные соединения, такие как хлорид натрия (NaCl или столовый соль) и соединения, состоящие из более крупных молекул, которые имеют чистый заряд из-за расположения их атомы. Аммиак (NH3) является примером второго типа. Три атома водорода расположены асимметрично на азоте, создавая чистый положительный заряд с одной стороны и отрицательный - с другой.
Когда вы вводите полярное растворенное вещество в воду, молекулы воды ведут себя как крошечные магниты, притянутые к металлу. Они собираются вокруг заряженных молекул растворенного вещества, пока сила притяжения, которую они создают, не станет больше, чем сила связи, удерживающей растворенное вещество. По мере того, как каждая молекула растворенного вещества постепенно отрывается, молекулы воды окружают ее, и она переходит в раствор. Если растворенное вещество является твердым веществом, этот процесс происходит постепенно. Молекулы на поверхности уходят первыми, подвергая находящиеся под ними молекулы воды, которые еще не связались.
Если в раствор дрейфует достаточно молекул, раствор может достичь насыщения. В данном контейнере содержится конечное количество молекул воды. После того, как все они электростатически «прилипли» к растворенным атомам или молекулам, растворенное вещество больше не будет растворяться. На данный момент раствор насыщен.
Физический или химический процесс?
Физические изменения, такие как замерзание воды или таяние льда, не изменяют химических свойств соединения, подвергающегося изменению, в отличие от химического процесса. Примером химического изменения является процесс горения, при котором кислород соединяется с углеродом с образованием диоксида углерода. CO2 имеет другие химические свойства, чем кислород и углерод, которые образуют его.
Неясно, является ли растворение вещества в воде физическим или химическим процессом. Когда вы растворяете ионное соединение, такое как соль, полученный ионный раствор становится электролитом с другими химическими свойствами, чем чистая вода. Это сделало бы это химическим процессом. С другой стороны, вы можете восстановить всю соль в ее первоначальном виде, используя физический процесс кипячения воды. Когда более крупные молекулы, такие как сахар, растворяются в воде, молекулы сахара остаются нетронутыми, и раствор не становится ионным. В таких случаях растворение более явно является физическим процессом.