การมองเห็นของเกลือธรรมดาที่ละลายในน้ำนั้น มีความเป็นไปได้ที่คุณจะคุ้นเคยอย่างสิ้นเชิง เนื่องจากปรากฏการณ์นี้ครอบงำโลกอย่างแท้จริง กว่าสองในสามของพื้นผิวโลกปกคลุมด้วยน้ำทะเล ซึ่งเห็นได้ชัดคือน้ำเกลือหรือ "เค็ม" ("Sal" เป็นภาษาละติน แปลว่า เกลือ)
เกลือแกงทำจากสารประกอบไอออนิกเกลือแกง,ซึ่งประกอบด้วยธาตุเคมีโซเดียมและคลอรีน คุณอาจเรียนรู้จากการเล่นโดยไม่ได้ตั้งใจที่โต๊ะในครัวเมื่อตอนเป็นเด็กว่า ถ้าคุณโรยเกลือลงในแก้วน้ำบริสุทธิ์ เกลือจะหายไปหลังจากนั้นครู่หนึ่ง ยิ่งใส่เกลือมากเท่าไหร่ก็ยิ่งใช้เวลานานและอาจต้องใช้การเขย่าหรือคนให้เข้ากัน
ของแข็งละลายในตัวทำละลายของเหลว (โดยปกติคือน้ำในการทดลองทางเคมี) ให้สร้างสารละลาย และเกลือที่ละลายในน้ำเป็นตัวอย่างคลาสสิกของพฤติกรรมของตัวถูกละลายในขั้วในตัวทำละลายที่มีขั้วเช่น H2โอ. ระหว่างทาง คุณจะได้เครื่องเคียงที่มีส่วนผสมของกรด-เบส เพื่อเติมเต็ม "รสชาติ" ของประสบการณ์น้ำเค็ม!
เกลือและน้ำ: พื้นฐาน
น้ำ (H2O) ประกอบด้วยธาตุไฮโดรเจน (แสดงโดย H บนตารางธาตุ) และออกซิเจน (O) ในอัตราส่วน 2 ต่อ 1 โมลาร์ ซึ่งหมายความว่ามีอะตอม H สองอะตอมสำหรับอะตอม O ทุกตัวในน้ำ เนื่องจากออกซิเจนมีมวลมากกว่าอะตอมไฮโดรเจนประมาณ 16 เท่า โมเลกุลของน้ำจึงมีออกซิเจนเกือบ 9 ใน 10 โดยมวล
น้ำเป็นของแข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 °C ของเหลวระหว่าง 0 °C ถึง 100 °C และก๊าซ (ไอน้ำ) ที่อุณหภูมิสูงกว่า 100 °C เป็นขั้วซึ่งหมายความว่าถึงแม้จะไม่มีประจุสุทธิ แต่บางส่วนของมัน (ในกรณีนี้คืออะตอมออกซิเจน) เล็กน้อย เป็นลบเนื่องจากความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูงขึ้น เหลือส่วนอื่น ๆ (ในกรณีนี้คืออะตอมไฮโดรเจน) เล็กน้อย บวก.
เกลือแกง (โซเดียมคลอไรด์หรือ NaCl) เป็นสารประกอบไอออนิก หมายความว่าพันธะที่เกิดขึ้นจากการบริจาค ของอิเล็กตรอนจากอะตอมหนึ่ง (ที่นี่ Na) ไปยังอีกอะตอมหนึ่ง (Cl) มากกว่าจากการแบ่งปันอิเล็กตรอนที่เห็นในโควาเลนต์ พันธบัตร สิ่งนี้ทำให้พันธะที่มีอิเล็กโตรเนกาติตีสูง ผลที่ตามมาเมื่อ NaCl ถูกละลายในน้ำจะปรากฏชัดในไม่ช้า
NaCl ทำปฏิกิริยากับน้ำหรือไม่?
ผู้อ่านที่ชาญฉลาดอาจสงสัยว่าทำไมกรดเคมีแล็บ HCl ที่คุ้นเคย กรดไฮโดรคลอริก ไม่ก่อตัวเมื่อ NaCl ถูกใส่ในน้ำ ปฏิกิริยาสมมุติฐานคือ
NaCl + H2O → NaOH + HCl
แม้ว่าปฏิกิริยานี้อาจดำเนินต่อไปในทางทฤษฎี แต่ก็เป็นสิ่งที่ไม่เอื้ออำนวยอย่างยิ่ง นี่เป็นเพราะว่า HCl เป็นกรดที่แรงกว่าน้ำมากและขับโปรตอนออกมาอย่างมีความสุขในสารละลายที่มีความเป็นกรดมากกว่าในน้ำ ซึ่งมีค่า pH เป็นกลางเท่ากับ 7 นอกจากนี้ โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ยังเป็นเบสที่แข็งแรงมากที่จะกลืน H. ที่ปล่อยออกมา+ ไอออนอยู่แล้วทำให้น้ำ
ลูกศรในสมการข้างต้นจึงควรชี้ไปที่อื่นๆทิศทาง เนื่องจากสิ่งนี้เอื้ออำนวยต่ออุณหพลศาสตร์ของสารละลาย
เกลือละลายในน้ำ: ปฏิกิริยาระดับโมเลกุล
สังเกตแล้วคือขั้วของโมเลกุลน้ำทั้งสอง ซึ่งคุณสามารถจินตนาการได้ว่ามีรูปร่างประมาณบูมเมอแรง และโมเลกุล NaCl ซึ่งดูเหมือนดัมเบลล์สั้น ๆ มากกว่า
เมื่อใส่เกลือแกงลงในน้ำ ส่วนโซเดียมอิเล็กโตรโพซิทีฟเล็กน้อยจะถูกดึงดูดไปยังส่วนออกซิเจนอิเล็กโทรเนกาทีฟเล็กน้อยของโมเลกุลของน้ำ ในเวลาเดียวกัน ส่วนคลอรีนอิเล็กโตรเนกาทีฟเล็กน้อยของ NaCl จะถูกดึงดูดไปยังส่วนไฮโดรเจนอิเล็กโตรโพซิทีฟเล็กน้อยของน้ำ
ไม่ว่าในกรณีใดจะเป็นพันธะที่แท้จริงที่สร้างขึ้น แต่สถานที่ท่องเที่ยวสร้าง "ชักเย่อ" ซึ่งพันธะไอออนิกของ NaCl และพันธะโควาเลนต์ของ H2O เครียดทั้งคู่
พันธะโควาเลนต์ของน้ำที่แรงกว่า (ซึ่งโดยทั่วไปแล้วพันธะไฮโดรเจนจะยึดติดกันด้วยระหว่างโมเลกุลของน้ำ) ออกมา และดึง NaCl ออกจากกัน โดยมี Na+ และ Cl_ ไอออนที่ตั้งค่าอย่างหลวม ๆ ระหว่าง H. ที่ไม่บุบสลาย2โอ โมเลกุล NaCl ก็คือละลาย.