จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อสารประกอบไอออนิกละลายในน้ำ?

•••Neznam/iStock/GettyImages

สารประกอบไอออนิกประกอบด้วยอะตอมที่มีประจุตรงข้ามเรียกว่าไอออนซึ่งจัดเรียงอยู่ในโครงสร้างตาข่าย เกลือ รวมทั้งโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) – เกลือแกง – เป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุดของสารประกอบไอออนิก เมื่อคุณจุ่มสารประกอบไอออนิกลงในน้ำ ไอออนจะถูกดึงดูดไปยังโมเลกุลของน้ำ ซึ่งแต่ละตัวมีประจุที่มีขั้ว ถ้าแรงดึงดูดระหว่างไอออนกับโมเลกุลของน้ำมากพอที่จะทำลายพันธะที่ยึดไอออนไว้ด้วยกัน สารประกอบก็จะละลาย เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น ไอออนจะแยกตัวและกระจายตัวในสารละลาย โดยแต่ละโมเลกุลล้อมรอบด้วยโมเลกุลของน้ำเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการรวมตัวกันใหม่ สารละลายไอออนิกที่เป็นผลลัพธ์จะกลายเป็นอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งหมายความว่าสามารถนำไฟฟ้าได้

โดยอาศัยการเรียงตัวของอะตอมไฮโดรเจนรอบ ๆ ออกซิเจน โมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลจะมีประจุมีขั้ว ส่วนปลายด้านบวกจะดึงดูดไอออนลบในสารประกอบไอออนิก ส่วนปลายด้านลบจะดึงดูดไอออนบวก แนวโน้มที่สารประกอบจะละลายในน้ำขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของพันธะที่ยึดสารประกอบไว้ด้วยกัน เมื่อเทียบกับความแข็งแรงที่โมเลกุลของน้ำกระทำต่อไอออนแต่ละตัว สารประกอบที่ละลายน้ำได้สูง เช่น NaCl จะแตกออกเป็นชิ้นๆ ในขณะที่สารประกอบที่มีความสามารถในการละลายต่ำ เช่น ตะกั่วซัลเฟต (PbSO

ในสารละลาย แต่ละโมเลกุลของน้ำจะทำหน้าที่เหมือนแม่เหล็กขนาดเล็กที่สร้างแรงดึงดูดบนไอออนในตัวละลาย ถ้าแรงรวมของโมเลกุลของน้ำทั้งหมดที่ล้อมรอบตัวถูกละลายมีมากกว่าแรงดึงดูดระหว่างไอออน ไอออนจะแยกออกจากกัน อย่างที่แต่ละคนทำ มันถูกล้อมรอบด้วยโมเลกุลของน้ำ ซึ่งทำให้ไม่สามารถรวมตัวกันใหม่ได้ ไอออนบวกและลบจะลอยออกไปในสารละลาย เมื่อโมเลกุลของน้ำทั้งหมดจับตัวกับไอออนและไม่สามารถหาได้อีกแล้ว กล่าวได้ว่าสารละลายมีความอิ่มตัว และไม่มีตัวถูกละลายอีกต่อไป

สารประกอบบางชนิดไม่สามารถละลายได้เท่ากัน บางชนิดละลายเพียงบางส่วนเนื่องจากความเข้มข้นของไอออนในสารละลายจะเข้าสู่สมดุลอย่างรวดเร็วกับสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำ ค่าคงที่ของผลิตภัณฑ์การละลาย K_sp วัดจุดสมดุลนี้ K. ยิ่งสูง_sp,ยิ่งมีความสามารถในการละลายสูง คุณสามารถหา K_sp ของสารประกอบเฉพาะโดยการค้นหาในตาราง

การมีไอออนอิสระในน้ำทำให้น้ำสามารถนำไฟฟ้าได้ ซึ่งมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต ของเหลวในร่างกายมนุษย์มีไอออนบวกเช่น:

• คลอไรด์
  
• คาร์บอเนต
  
• ฟอสเฟต

ไอออนเหล่านี้มีความสำคัญต่อเมแทบอลิซึม ซึ่งจะต้องได้รับการเติมเต็มเมื่อร่างกายขาดน้ำจากการออกกำลังกายหรือการเจ็บป่วย นี่คือเหตุผลที่นักกีฬาชอบเครื่องดื่มอิเล็กโทรไลต์มากกว่าน้ำบริสุทธิ์