Какво се случва, когато йоново съединение се разтвори във вода?

Съдържание

• Разтварят ли се всички йонни съединения?
• Как се разтварят йонични съединения
• Йони превръщат водата в електролит

••• Neznam / iStock / GettyImages

Йонните съединения са тези, съставени от противозарядни атоми, наречени йони, подредени в решетъчна структура. Соли, включително натриев хлорид (NaCl) - трапезна сол - са най-известните примери за йонни съединения. Когато потопите йонно съединение във вода, йоните се привличат към водните молекули, всяка от които носи полярен заряд. Ако привличането между йоните и водните молекули е достатъчно голямо, за да прекъсне връзките, държащи йоните заедно, съединението се разтваря. Когато това се случи, йоните се дисоциират и се разпръскват в разтвор, всеки от които е заобиколен от водни молекули, за да не се рекомбинира. Полученият йонен разтвор се превръща в електролит, което означава, че може да провежда електричество.

Разтварят ли се всички йонни съединения?

По силата на разположението на водородните атоми около кислорода, всяка водна молекула носи поларен заряд. Положителният му край е привлечен от отрицателните йони в йонното съединение, докато отрицателният край е привлечен от положителните йони. Склонността на съединението да се разтваря във вода зависи от силата на връзките, които държат съединението заедно, в сравнение със силата, упражнена върху отделните йони от водните молекули. Силно разтворимите съединения като NaCl се разпадат напълно, докато съединенията с ниска разтворимост, като оловен сулфат (PbSO₄) направете това само частично. Съединенията с неполярни молекули не се разтварят.

Как се разтварят йонични съединения

В разтвор всяка водна молекула действа като мъничък магнит, който създава сила на привличане върху йоните в разтвореното вещество. Ако комбинираната сила на всички водни молекули, заобикалящи разтвореното вещество, е повече от силата на привличане между йони, йоните се разделят. Както всеки прави, той е заобиколен от водни молекули, които му пречат да се рекомбинира. Положителните и отрицателните йони се отделят в разтвора. Когато всички водни молекули са се прикрепили към йони и вече не са налични, се казва, че разтворът е наситен и повече от разтвореното вещество няма да се разтвори.

Не всички съединения са еднакво разтворими. Някои се разтварят само частично, защото концентрацията на йони в разтвор бързо достига равновесие с неразтвореното съединение. Константата на разтворимостта на продукта K_SP измерва тази равновесна точка. Колкото по-висока е К_SP, толкова по-висока е разтворимостта. Можете да намерите K_SP на конкретно съединение, като го разгледате в таблици.

Йони превръщат водата в електролит

Наличието на свободни йони във водата позволява на водата да провежда електричество, което е важно за живите организми. Течностите в човешкото тяло съдържат положителни йони като калций, калий, натрий и магнезий и отрицателни йони като хлорид, карбонати и фосфати. Тези йони са толкова жизненоважни за метаболизма, че трябва да се попълват, когато тялото се дехидратира чрез физически упражнения или болест. Ето защо спортистите предпочитат електролитичните напитки пред чистата вода.

Електролитичните разтвори също правят възможни батерии. Дори сухите клетки съдържат електролит, въпреки че това е паста, а не течност. Йоните в електролитния поток между анода и катода на акумулатора, зареждайки ги един спрямо друг. Когато свържете батерията към товар, клемите се разреждат и електричеството тече.