Pogled na navadno sol, raztopljeno v vodi, vam je po vsej verjetnosti povsem znan, saj pojav dobesedno prevladuje po vsem svetu. Več kot dve tretjini zemeljske površine pokriva oceanska voda, ki je po značaju predvsem slana ali "slana". ("Sal" je latinska beseda za sol.)
Namizna sol je narejena iz ionske spojinenatrijev klorid,ki ga sestavljata kemična elementa natrij in klor. Verjetno ste se že v otroštvu naučili iz nenamerne igre za kuhinjsko mizo, da če posujete sol v kozarec čiste vode, sol čez nekaj časa izgine; več soli dodate, dlje to traja in morda bo potrebno nekaj stresanja ali mešanja.
Trdne snoviraztapljanjev tekočem topilu (običajno voda v kemijskih eksperimentih) ustvarite raztopino in sol, ki se raztaplja v vodi, je klasičen primer, kako se obnaša polarna topljena snov v polarnem topilu, kot je H2O. Med potjo boste dobili prilogo kislinsko-bazične kemije, da zaokrožite "okus" izkušnje s slano vodo!
Sol in voda: osnove
Voda (H2O) je sestavljen iz elementov vodika (označenih s H na
periodni sistem elementov) in kisik (O) v molskem razmerju 2 proti 1. To pomeni, da sta za vsak atom O v vodi dva atoma H. Ker je kisik približno 16-krat bolj masiven kot atom vodika, je molekula vode skoraj devet desetin kisika po masi.Voda je trdna snov pri temperaturah pod 0 ° C, tekočina med 0 ° C in 100 ° C in plin (vodna para) pri temperaturah nad 100 ° C. Je polarna, kar pomeni, da čeprav nima neto naboja, so njegovi deli (v tem primeru atom kisika) rahlo negativna zaradi večje gostote elektronov, ostali deli (v tem primeru vodikovi atomi) pa rahlo ostanejo pozitivno.
Namizna sol (natrijev klorid ali NaCl) je ionska spojina, kar pomeni, da vez, ki jo tvori, izhaja iz darovanja elektrona iz enega atoma (tukaj Na) v drugega (Cl), ne pa iz delitve elektronov, ki jo vidimo v kovalentni obveznice. Zaradi tega je vez zelo elektronegativna, katere posledice se bodo, ko se NaCl raztopi v vodi, kmalu pokazale.
Ali NaCl reagira z vodo?
Preudarni bralci se lahko vprašajo, zakaj znana kemijsko-laboratorijska kislina HCl, klorovodikova kislina, ne nastane, če NaCl damo v vodo. Domnevna reakcija je
NaCl + H2O → NaOH + HCl
Čeprav bi se ta reakcija lahko nadaljevala v teoriji, je izjemno energetsko neugodna. To je zato, ker je HCl veliko močnejša kislina kot voda in z veseljem izloča svoj proton v raztopine z veliko večjo kislostjo kot voda, ki ima nevtralni pH 7. Tudi natrijev hidroksid (NaOH) je zelo močna baza, ki bi požrla sproščeni H+ Kakorkoli že, ioni ustvarjajo vodo.
Puščica v zgornji enačbi mora biti zato usmerjena vdrugosmer, saj je to naklonjenotermodinamikaraztopine.
Sol, raztopljena v vodi: molekularne interakcije
Že omenjena je bila polarnost molekule vode, ki si jo lahko predstavljate približno v obliki bumeranga, in molekule NaCl, ki je bolj podobna kratki uteži.
Ko v kuhinjo damo kuhinjsko sol, rahlo elektropozitiven del natrija privlači rahlo elektronegativni kisikov del molekul vode. Hkrati rahlo elektronegativni klorov del NaCl privlači rahlo elektropozitiven vodikov del vode.
V nobenem primeru ni ustvarjena resnična vez, vendar atrakcije vzpostavijo "vlečenje vrvi", v kateri ionske vezi NaCl in kovalentne vezi H2O sta oba napeta.
Močnejše kovalentne vezi vode (ki jo prav tako držijo na splošno vodikove vezimedmolekule vode) zmagajo in NaCl se loči z Na + in Cl_ ioni se ohlapno nastavljajo med nepoškodovanim H2O molekule. NaCl je torejraztopljen.