Vad händer när en jonförening löser sig i vatten?

•••Neznam / iStock / GettyImages

Joniska föreningar är de som består av motsatt laddade atomer, kallade joner, ordnade i en gitterstruktur. Salter, inklusive natriumklorid (NaCl) - bordssalt - är de mest kända exemplen på jonföreningar. När du sänker ner en jonförening i vatten lockas jonerna till vattenmolekylerna, som var och en bär en polär laddning. Om attraktionen mellan jonerna och vattenmolekylerna är tillräckligt stor för att bryta bindningarna som håller jonerna ihop löser sig föreningen. När detta händer dissocieras jonerna och dispergeras i lösning, var och en omgiven av vattenmolekyler för att förhindra att den rekombineras. Den resulterande joniska lösningen blir en elektrolyt, vilket innebär att den kan leda elektricitet.

På grund av arrangemanget av väteatomerna runt syret bär varje vattenmolekyl en polär laddning. Dess positiva ände lockas av de negativa jonerna i en jonförening, medan den negativa änden lockas av de positiva jonerna. Benägenheten för en förening att lösa sig i vatten beror på styrkan hos bindningarna som håller föreningen ihop jämfört med styrkan som utövas på de enskilda jonerna av vattenmolekylerna. Mycket lösliga föreningar, såsom NaCl, bryts isär helt, medan föreningar med låg löslighet, såsom blysulfat (PbSO

I lösning verkar varje vattenmolekyl som en liten magnet som skapar en attraktionskraft på jonerna i det lösta ämnet. Om den kombinerade kraften hos alla vattenmolekyler som omger ett löst ämne är mer än attraktionskraften mellan jonerna, separerar jonerna sig. Som var och en gör det är det omgivet av vattenmolekyler, vilket förhindrar att det rekombineras. De positiva och negativa jonerna glider in i lösningen. När alla vattenmolekyler har fäst sig vid joner och inga fler finns tillgängliga, sägs lösningen vara mättad och inget mer av det lösta ämnet kommer att lösas upp.

Inte alla föreningar är lika lösliga. Vissa löser sig bara delvis eftersom koncentrationen av joner i lösningen snabbt når en jämvikt med den olösta föreningen. Löslighetsprodukten konstant K_sp mäter denna jämviktspunkt. Ju högre K_spdesto högre löslighet. Du hittar K_sp av en viss förening genom att slå upp den i tabeller.

Närvaron av fria joner i vatten gör att vattnet kan leda elektricitet, vilket är viktigt för levande organismer. Vätskor i människokroppen innehåller positiva joner som:

• klorid
  
• karbonater
  
• fosfater

Dessa joner är så viktiga för ämnesomsättningen att de måste fyllas på när kroppen torkar ut genom träning eller sjukdom. Det är därför som idrottare föredrar elektrolytiska drycker framför rent vatten.