Kaj se zgodi, ko se ionska spojina raztopi v vodi?

Vsebina

• Ali se vse ionske spojine raztopijo?
• Kako se ionske spojine raztopijo
• Ioni spremenijo vodo v elektrolit

••• Neznam / iStock / GettyImages

Ionske spojine so sestavljene iz nasprotno nabitih atomov, imenovanih ioni, razporejenih v rešetkasti strukturi. Sol, vključno z natrijevim kloridom (NaCl) - namizna sol - so najbolj znani primeri ionskih spojin. Ko ionsko spojino potopite v vodo, jo vlečejo molekule vode, od katerih vsaka nosi polarni naboj. Če je privlačnost med ioni in molekulo vode dovolj velika, da pretrga vezi, ki držijo ione skupaj, se spojina raztopi. Ko se to zgodi, se ioni disociirajo in razpršijo v raztopini, vsaka pa je obdana z molekulami vode, da prepreči, da bi se lahko rekombinirala. Nastala ionska raztopina postane elektrolit, kar pomeni, da lahko prenaša električno energijo.

Ali se vse ionske spojine raztopijo?

Zaradi razporeditve vodikovih atomov okoli kisika vsaka molekula vode nosi polarni naboj. Njegov pozitivni konec privlačijo negativni ioni v ionski spojini, negativni konec pa privlačijo pozitivni ioni. Nagnjenost k raztapljanju spojine v vodi je odvisna od moči vezi, ki drži spojino v primerjavi z močjo, ki jo posamezni ioni izvajajo z molekulami vode. Zelo topne spojine, kot je NaCl, se popolnoma razgradijo, medtem ko spojine z nizko topnostjo, kot je svinčev sulfat (PbSO₄) storite le delno. Spojine z nepolarnimi molekulami se ne raztopijo.

Kako se ionske spojine raztopijo

Vsaka molekula vode v raztopini deluje kot majhen magnet, ki ustvarja silo privlačnosti ionov v topljeni snovi. Če je skupna sila vseh molekul vode, ki obdajajo topilo, večja od sile privlačnosti med ioni, se ioni ločijo. Tako kot vsak to obkrožajo molekule vode, ki preprečujejo, da bi se lahko rekombiniral. Pozitivni in negativni ioni odtekajo v raztopino. Ko so se vse molekule vode pritrdile na ione in ni več na voljo, naj bi bila raztopina nasičena in ne bo več raztopljeno topilo.

Niso vse spojine enako topne. Nekateri se raztopijo le delno, ker koncentracija ionov v raztopini hitro doseže ravnovesje z neraztopljeno spojino. Konstanta topnega produkta K_sp meri to ravnotežno točko. Višji kot K_sp, večja je topnost. Lahko najdete K_sp določene sestavine, tako da jo pogledate v tabelah.

Ioni spremenijo vodo v elektrolit

Prisotnost prostih ionov v vodi vodi vodi elektriko, kar je pomembno za žive organizme. Tekočine v človeškem telesu vsebujejo pozitivne ione, kot so kalcij, kalij, natrij in magnezij ter negativne ione, kot so klorid, karbonati in fosfati. Ti ioni so tako pomembni za presnovo, da jih je treba obnavljati, ko telo dehidrira zaradi vadbe ali bolezni. Zato športniki raje elektrolitske pijače pred čisto vodo.

Elektrolitične raztopine omogočajo tudi akumulatorje. Celo suhe celice vsebujejo elektrolit, čeprav je njegova pasta in ne tekočina. Ioni v elektrolitu tečejo med anodo in katodo akumulatorja in jih napolnijo relativno drug proti drugemu. Ko baterijo priključite na obremenitev, se terminali izpraznijo in elektrika teče.