Pohľad na obyčajnú soľ rozpustenú vo vode je vám s najväčšou pravdepodobnosťou úplne známy, pretože tento fenomén doslova dominuje na celej planéte. Viac ako dve tretiny povrchu Zeme pokrýva oceánska voda, ktorá má predovšetkým slaný alebo „slaný“ charakter. („Sal“ je latinské slovo pre soľ.)
Stolová soľ je vyrobená z iónovej zlúčeninychlorid sodný,ktorý sa skladá z chemických prvkov sodíka a chlóru. Pravdepodobne ste sa ako dieťa dozvedeli od neúmyselnej hry za kuchynským stolom, že ak sypete soľ do pohára čistej vody, soľ po čase zmizne; čím viac soli pridáte, tým dlhšie to trvá a môže to vyžadovať mierne pretrepanie alebo premiešanie.
Pevné látkyrozpúšťaniev kvapalnom rozpúšťadle (zvyčajne v chemických pokusoch vodou) vytvorte roztok a soľ rozpustná vo vode je klasickým príkladom toho, ako sa polárna látka správa v polárnom rozpúšťadle, ako je napríklad H2O. Cestou dostanete prílohu z acidobázickej chémie, len aby ste zavŕšili „príchuť“ zážitku zo slanej vody!
Soľ a voda: základy
Voda (H
2O) pozostáva z prvkov vodík (označených H naperiodická sústava prvkov) a kyslíka (O) v molárnom pomere 2: 1. To znamená, že pre každý atóm O vo vode existujú dva atómy H. Pretože kyslík je asi 16-krát hmotnejší ako atóm vodíka, molekula vody je takmer deväť desatín hmotnosti kyslíka.Voda je tuhá látka pri teplotách nižších ako 0 ° C, kvapalina medzi 0 ° C a 100 ° C a plyn (vodná para) pri teplotách vyšších ako 100 ° C. Je polárny, čo znamená, že hoci nemá žiadny čistý náboj, jeho časti (v tomto prípade atóm kyslíka) sú mierne negatívny z dôvodu vyššej hustoty elektrónov, takže ostatné časti (v tomto prípade atómy vodíka) mierne zostanú pozitívne.
Stolná soľ (chlorid sodný alebo NaCl) je iónová zlúčenina, čo znamená, že väzba, ktorú vytvára, je výsledkom darovania elektrónu z jedného atómu (tu Na) na druhý (Cl), skôr než zo zdieľania elektrónov videného v kovalentnom režime dlhopisy. Vďaka tomu je väzba vysoko elektronegatívna, čoho dôsledky, keď sa NaCl rozpustí vo vode, budú čoskoro zrejmé.
Reaguje NaCl s vodou?
Bystrí čitatelia by sa mohli čudovať, prečo sa známa chemicko-laboratórna kyselina HCl, kyselina chlorovodíková, netvorí, keď sa NaCl umiestni do vody. Predpokladaná reakcia je
NaCl + H2O → NaOH + HCl
Aj keď by táto reakcia mohla prebiehať teoreticky, je energeticky mimoriadne nepriaznivá. Je to tak preto, lebo HCl je oveľa silnejšia kyselina ako voda a s radosťou vylučuje svoj protón v roztokoch s oveľa väčšou kyslosťou ako kyslosť vo vode, ktorá má neutrálne pH 7. Hydroxid sodný (NaOH) je tiež veľmi silná báza, ktorá by pohltila uvoľnený H+ ióny i tak pripravujú vodu.
Šípka vo vyššie uvedenej rovnici by preto mala smerovať kinésmer, pretože to uprednostňujetermodynamikariešenia.
Soľ rozpustená vo vode: molekulárne interakcie
Už bola zaznamenaná polarita molekuly vody, ktorú si môžete predstaviť ako zhruba bumerangový, a molekuly NaCl, ktorá vyzerá skôr ako krátka činka.
Keď sa kuchynská soľ vloží do vody, mierne elektropozitívna časť sodíka je priťahovaná k mierne elektronegatívnej kyslíkovej časti molekúl vody. Súčasne je mierne elektronegatívna chlórová časť NaCl priťahovaná k mierne elektropozitívnej vodíkovej časti vody.
V obidvoch prípadoch nie je vytvorená skutočná väzba, ale príťažlivosť vytvára „preťahovanie lanom“, v ktorom sú iónové väzby NaCl a kovalentné väzby H2O sú obidve napäté.
Silnejšie kovalentné väzby vody (ktorá je tiež všeobecne držaná spolu vodíkovými väzbamimedzimolekuly vody) a NaCl sa oddelí od seba s Na + a Cl_ ióny voľne usadené na mieste medzi neporušenou H2O molekuly. NaCl je potomrozpustený.