Kemiki imajo rek: "Podobno se raztopi podobno." Ta aforizem se nanaša na določeno značilnost molekul topila in topljenih snovi, ki se bodo v njem raztopile. Ta značilnost je polarnost. Polarna molekula je tista z električnimi naboji, ki si nasprotujejo; miselnih polov, vendar s pozitivnimi in negativnimi namesto severa in juga. Če dve snovi združite s polarnimi molekulami, se lahko te polarne molekule medsebojno privlačijo namesto ostalih v sestavinah, ki jih tvorijo, odvisno od velikosti polarnosti. Molekula vode (H20) je močno polarna, zato voda tako dobro raztaplja snovi. Ta sposobnost je vodi dala sloves univerzalnega topila.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Polarne molekule vode se zbirajo okoli molekul drugih polarnih spojin in sila privlačnosti razbije spojine. Molekule vode obkrožijo vsako molekulo, ko se odcepi, in molekula odide v raztopino.
Kot Mali magneti
Vsaka molekula vode je kombinacija dveh atomov vodika in atoma kisika. Če bi bili atomi vodika simetrično razporejeni na obeh straneh kisikovega atoma, bi bila molekula električno nevtralna. Vendar se to ne zgodi. Oba vodika se razporedita v položaj ob 10. in 2. uri, podobno kot ušesa Mickey Mousea. To daje molekuli vode neto pozitivni naboj na vodikovi strani in negativni naboj na drugi strani. Vsaka molekula je kot mikroskopski magnet, ki ga privlači nasprotni pol sosednje molekule.
Kako se snovi raztapljajo
V vodi se bosta raztopili dve vrsti snovi: ionske spojine, kot je natrijev klorid (NaCl ali tabela sol) in spojine, sestavljene iz večjih molekul, ki imajo zaradi namestitve neto naboj atomi. Amoniak (NH3) je primer druge vrste. Trije vodiki so na dušiku razporejeni asimetrično, tako da na eni strani ustvarijo neto pozitivni naboj, na drugi pa negativni.
Ko v vodo vnesete polarno topljeno snov, se molekule vode obnašajo kot drobni magneti, ki jih privlači kovina. Zbirajo se okoli nabitih molekul topljene snovi, dokler sila privlačnosti, ki jo ustvarijo, ne postane večja od sile vezi, ki drži topljeno snov. Ko se vsaka molekula topljene snovi postopoma odcepi, jo molekule vode obkrožijo in ta odide v raztopino. Če je topljena snov trdna, se ta postopek dogaja postopoma. Površinske molekule so prve, ki izpostavijo molekule vode, ki še niso povezane.
Če v raztopino odplava dovolj molekul, lahko raztopina doseže nasičenost. Dana posoda vsebuje končno število molekul vode. Ko se vsi elektrostatično "zataknejo" za raztapljanje atomov ali molekul, se raztopljena tekočina ne bo več raztopila. V tem trenutku je raztopina nasičena.
Fizični ali kemični postopek?
Fizična sprememba, kot je zmrzovanje vode ali taljenje ledu, ne spremeni kemijskih lastnosti spojine, ki je podvržena spremembi, kemični postopek pa. Primer kemijske spremembe je postopek zgorevanja, pri katerem se kisik kombinira z ogljikom, da nastane ogljikov dioksid. CO2 ima drugačne kemijske lastnosti kot kisik in ogljik, ki se skupaj tvorita.
Ni jasno, ali je raztapljanje snovi v vodi fizični ali kemični postopek. Ko raztopite ionsko spojino, na primer sol, nastala ionska raztopina postane elektrolit z drugačnimi kemičnimi lastnostmi kot čista voda. To bi bil kemični postopek. Po drugi strani pa lahko vso sol obnovite v prvotni obliki s fizičnim postopkom vrenja vode. Ko se večje molekule, kot je sladkor, raztopijo v vodi, ostanejo molekule sladkorja nedotaknjene in raztopina ne postane ionska. V takih primerih je raztapljanje bolj očitno fizični proces.