Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Kot Mali magneti
- Kako se snovi raztopijo
- Fizični ali kemični postopek?
Kemiki imajo rek: "Kot se raztaplja." Ta aforizem se nanaša na posebno značilnost molekul topila in topil, ki se bodo v njem raztopili. Ta značilnost je polarnost. Polarna molekula je tista, ki ima med seboj nasproti električne naboje; razmišljajte polov, vendar s pozitivnimi in negativnimi namesto severa in juga. Če dve snovi kombinirate s polarnimi molekulami, lahko te polarne molekule privlačijo drug drugega, ne pa ostale v spojinah, ki jih tvorijo, odvisno od obsega polarnosti. Molekula vode (H20) je močno polarna, zato je voda tako dobra pri raztapljanju snovi. Ta sposobnost je vodi dala sloves univerzalnega topila.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Molekule polarne vode se zbirajo okoli molekul drugih polarnih spojin, sila privlačnosti pa jih spojine razdeli. Molekule vode obkrožijo vsako molekulo, ko se razgradi, in molekula se raztopi v raztopino.
Kot Mali magneti
Vsaka molekula vode je kombinacija dveh vodikovih atomov in atoma kisika. Če bi se atomi vodika razporejali simetrično na obeh straneh kisikovega atoma, bi bila molekula električno nevtralna. Vendar se to ne dogaja. Oba vodika se uvrščata na mestih 10 in 2 okloka, nekako kot ušesa Mickeyja Mousesa. To daje molekuli vode neto pozitiven naboj na vodikovi strani in negativni naboj na drugi strani. Vsaka molekula je kot mikroskopski magnet, ki ga privlači nasprotni pol sosednje molekule.
Kako se snovi raztopijo
V vodi se bosta raztopili dve vrsti snovi: ionske spojine, na primer natrijev klorid (NaCl ali namizna sol) in spojine, sestavljene iz večjih molekul, ki imajo zaradi razporeditve svojih atomov neto naboj. Amoniak (NH)3) je primer druge vrste. Trije vodiki so razporejeni nesimetrično na dušiku, kar ustvarja neto pozitiven naboj na eni strani in negativni na drugi strani.
Ko v vodo vnesete polarno topilo, se molekule vode obnašajo kot drobni magneti, ki jih privlači kovina. Zbirajo se okoli nabitih molekul topljene snovi, dokler sila privlačnosti, ki jo ustvarijo, postane večja od sile vezi, ki drži topilo skupaj. Ko se vsaka raztopljena molekula postopoma razgradi, jo obdajajo molekule vode in ta se raztopi v raztopino. Če je topila trdna, se ta postopek zgodi postopoma. Površinske molekule so prvi, ki izpostavljajo tiste pod njimi molekulam vode, ki še niso povezane.
Če v raztopino odteče dovolj molekul, lahko raztopina nasiči. Dani vsebnik vsebuje končno število molekul vode. Ko se vsi elektrostatično "zataknejo" za raztapljanje atomov ali molekul, se ne bo več raztapljalo. Na tej točki je raztopina nasičena.
Fizični ali kemični postopek?
Fizične spremembe, kot sta zamrzovanje vode ali taljenje ledu, ne spremenijo kemijskih lastnosti spojine, ki je podvržena spremembi, medtem ko kemični postopek ne. Primer kemične spremembe je postopek zgorevanja, pri čemer se kisik kombinira z ogljikom, da nastane ogljikov dioksid. CO2 ima drugačne kemijske lastnosti kot kisik in ogljik, ki se združita, da ga tvorita.
Ni jasno, ali je raztapljanje snovi v vodi fizikalni ali kemični proces. Ko raztopite ionsko spojino, kot je sol, nastala ionska raztopina postane elektrolit z drugačnimi kemijskimi lastnostmi kot čista voda. To bi pomenilo kemični postopek. Po drugi strani pa lahko s fizikalnim postopkom vrenja iz vode vso sol obnovite v prvotni obliki. Ko se večje molekule, kot je sladkor, raztopijo v vodi, molekule sladkorja ostanejo nedotaknjene, raztopina pa ne postane ionska. V takih primerih je raztapljanje bolj očitno fizičen proces.