Τι συμβαίνει όταν μια ιονική ένωση διαλύεται στο νερό;

Περιεχόμενο

• Μήπως όλες οι ιωνικές ενώσεις διαλύονται;
• Πώς διαλύονται οι ι ωνικές ενώσεις
• Ιόντα μετατρέπουν το νερό σε ηλεκτρολύτη

••• Neznam / iStock / GettyImages

Οι ιωνικές ενώσεις είναι αυτές που αποτελούνται από αντίθετα φορτισμένα άτομα, που ονομάζονται ιόντα, τοποθετημένα σε δομή πλέγματος. Άλατα, συμπεριλαμβανομένου του χλωριούχου νατρίου (NaCl) - επιτραπέζιο αλάτι - είναι τα πιο γνωστά παραδείγματα ιοντικών ενώσεων. Όταν βυθίζετε μια ιοντική ένωση στο νερό, τα ιόντα έλκονται από τα μόρια του νερού, καθένα από τα οποία φέρει πολική φόρτιση. Εάν η έλξη μεταξύ των ιόντων και των μορίων ύδατος είναι αρκετά μεγάλη ώστε να σπάσει τους δεσμούς που συγκρατούν τα ιόντα μαζί, η ένωση διαλύεται. Όταν συμβεί αυτό, τα ιόντα διαχωρίζονται και διασκορπίζονται σε διάλυμα, το καθένα περιβάλλεται από μόρια νερού για να αποφευχθεί ο ανασυνδυασμός. Το προκύπτον ιοντικό διάλυμα γίνεται ένας ηλεκτρολύτης, που σημαίνει ότι μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια.

Μήπως όλες οι ιωνικές ενώσεις διαλύονται;

Λόγω της διευθέτησης των ατόμων υδρογόνου γύρω από το οξυγόνο, κάθε μόριο νερού φέρει πολική φόρτιση. Το θετικό του άκρο προσελκύεται από τα αρνητικά ιόντα σε μια ιοντική ένωση, ενώ το αρνητικό άκρο προσελκύεται από τα θετικά ιόντα. Η τάση για μια ένωση που διαλύεται στο νερό εξαρτάται από την αντοχή των δεσμών που συγκρατούν την ένωση μαζί σε σύγκριση με την ισχύ που ασκείται στα μεμονωμένα ιόντα από τα μόρια του νερού. Οι εξαιρετικά διαλυτές ενώσεις, όπως το NaCl, διαλύονται εντελώς, ενώ ενώσεις με χαμηλές διαλυτότητες, όπως το θειικό μόλυβδο (PbSO₄) το κάνουν μόνο εν μέρει. Οι ενώσεις με μη πολικά μόρια δεν διαλύονται.

Πώς διαλύονται οι ι ωνικές ενώσεις

Σε διάλυμα, κάθε μόριο νερού δρα σαν ένας μικροσκοπικός μαγνήτης που δημιουργεί μια δύναμη έλξης στα ιόντα της διαλυμένης ουσίας. Εάν η συνδυασμένη δύναμη όλων των μορίων ύδατος που περιβάλλουν μια διαλυμένη ουσία είναι μεγαλύτερη από τη δύναμη έλξης μεταξύ των ιόντων, τα ιόντα διαχωρίζονται. Όπως κάνει ο καθένας, περιβάλλεται από μόρια νερού, τα οποία εμποδίζουν τον ανασυνδυασμό. Τα θετικά και τα αρνητικά ιόντα παρασύρονται στο διάλυμα. Όταν όλα τα μόρια του νερού συνδέονται με ιόντα και δεν υπάρχουν άλλα, η λύση λέγεται ότι είναι κορεσμένη και δεν διαλύεται πλέον από τη διαλυμένη ουσία.

Δεν είναι όλες οι ενώσεις εξίσου διαλυτές. Ορισμένοι διαλύονται μόνο εν μέρει επειδή η συγκέντρωση των ιόντων σε διάλυμα φθάνει γρήγορα σε ισορροπία με την αδιάλυτη ένωση. Η σταθερά του προϊόντος διαλυτότητας K_sp μετρά αυτό το σημείο ισορροπίας. Όσο υψηλότερη είναι η τιμή K_sp, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαλυτότητα. Μπορείτε να βρείτε το K_sp μιας συγκεκριμένης ένωσης αναζητώντας την σε πίνακες.

Ιόντα μετατρέπουν το νερό σε ηλεκτρολύτη

Η παρουσία ελεύθερων ιόντων στο νερό επιτρέπει στο νερό να μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια, η οποία είναι σημαντική για τους ζώντες οργανισμούς. Τα υγρά στο ανθρώπινο σώμα περιέχουν θετικά ιόντα όπως ασβέστιο, κάλιο, νάτριο και μαγνήσιο και αρνητικά ιόντα όπως χλωριούχο, ανθρακικό και φωσφορικό. Αυτά τα ιόντα είναι τόσο ζωτικής σημασίας για το μεταβολισμό που πρέπει να αναπληρώνονται όταν το σώμα αφυδατώνεται μέσω άσκησης ή ασθένειας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι αθλητές προτιμούν τα ηλεκτρολυτικά ποτά σε καθαρό νερό.

Τα ηλεκτρολυτικά διαλύματα καθιστούν επίσης δυνατή τις μπαταρίες. Ακόμη και τα ξηρά κύτταρα περιέχουν έναν ηλεκτρολύτη, αν και είναι μια πάστα παρά ένα υγρό. Τα ιόντα στη ροή του ηλεκτρολύτη μεταξύ της ανόδου και της καθόδου της μπαταρίας, τα φορτώνουν σε σχέση με το άλλο. Όταν συνδέετε την μπαταρία με φορτίο, τα τερματικά εκφορτίζονται και η ροή ηλεκτρικής ενέργειας.