У хіміків є приказка: "Подібне розчиняється як". Цей афоризм стосується специфічної характеристики молекул розчинника та розчинених речовин, які в ньому розчиняться. Ця характеристика - полярність. Полярною молекулою називають молекулу, яка має електричні заряди, що протистоять один одному; мислительські полюси, але з позитивними та негативними замість півночі та півдня. Якщо поєднати дві речовини з полярними молекулами, ці полярні молекули можуть притягуватися одна до одної а не решта тих, що містяться в сполуках, які вони утворюють, залежно від величини полярності. Молекула води (H20) сильно полярний, саме тому вода так добре розчиняє речовини. Ця здатність надала воді репутацію універсального розчинника.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Полярні молекули води збираються навколо молекул інших полярних сполук, і сила притягання розриває сполуки. Молекули води оточують кожну молекулу, коли вона відривається, і молекула дрейфує в розчин.
Як Маленькі магнітики
Кожна молекула води - це поєднання двох атомів водню та атома кисню. Якби атоми водню розташовувались симетрично по обидва боки атома кисню, молекула була б електрично нейтральною. Однак це не те, що відбувається. Два водню розташовуються в положеннях о 10 годині та 2 годині, дещо схоже на вуха Мікі Мауса. Це дає молекулі води чистий позитивний заряд на стороні водню і негативний заряд на іншій стороні. Кожна молекула схожа на мікроскопічний магніт, який притягується до протилежного полюсу сусідньої молекули.
Як речовини розчиняються
У воді розчиняться два типи речовин: іонні сполуки, такі як хлорид натрію (NaCl або таблиця сіль) та сполуки, що складаються з більших молекул, що мають чистий заряд завдяки розташуванню їх атоми. Аміак (NH3) є прикладом другого типу. Три водню розташовані асиметрично на азоті, створюючи чистий позитивний заряд з одного боку і негативний - з іншого.
Коли ви вводите полярну розчинену речовину у воду, молекули води поводяться як крихітні магніти, що притягуються до металу. Вони збираються навколо заряджених молекул розчиненої речовини, поки сила притягання, яку вони створюють, не стане більшою, ніж сила зв’язку, що утримує розчинену речовину. Коли кожна молекула розчиненої речовини поступово відривається, молекули води оточують її, і вона дрейфує в розчин. Якщо розчинена речовина тверда, цей процес відбувається поступово. Першими йдуть поверхневі молекули, які піддають молекули води, які ще не зв’язані.
Якщо в розчин дрейфує достатня кількість молекул, розчин може досягти насичення. Даний контейнер вміщує кінцеву кількість молекул води. Після того, як всі вони електростатично «застрягли» у розчинених атомах або молекулах, більше розчинена речовина не розчиниться. У цей момент розчин насичується.
Фізичний чи хімічний процес?
Фізичні зміни, такі як заморожування води або танення льоду, не змінюють хімічних властивостей сполуки, що зазнає змін, тоді як хімічний процес це робить. Прикладом хімічних змін є процес згоряння, завдяки якому кисень поєднується з вуглецем, утворюючи вуглекислий газ. CO2 має інші хімічні властивості, ніж кисень і вуглець, які поєднуються, утворюючи його.
Незрозуміло, чи є розчинення речовини у воді фізичним чи хімічним процесом. Коли ви розчиняєте іонну сполуку, таку як сіль, отриманий іонний розчин стає електролітом з іншими хімічними властивостями, ніж чиста вода. Це зробить це хімічним процесом. З іншого боку, ви можете відновити всю сіль у первісному вигляді за допомогою фізичного процесу википання води. Коли більші молекули, такі як цукор, розчиняються у воді, молекули цукру залишаються цілими, і розчин не стає іонним. У таких випадках розчинення є більш чітко фізичним процесом.