Τι συμβαίνει όταν προστίθεται αλάτι στο νερό;
Η θέα του συνηθισμένου αλατιού διαλυμένου στο νερό είναι, κατά πάσα πιθανότητα, εξ ολοκλήρου οικεία σε εσάς, καθώς το φαινόμενο κυριαρχεί κυριολεκτικά στον κόσμο. Πάνω από τα δύο τρίτα της επιφάνειας της Γης καλύπτεται από ωκεάνιο νερό, το οποίο είναι κυρίως αλατούχο ή «αλμυρό» χαρακτήρα. ("Sal" είναι η λατινική λέξη για το αλάτι.)
Το επιτραπέζιο αλάτι αποτελείται από την ιοντική ένωση χλωριούχο νάτριο, που αποτελείται από τα χημικά στοιχεία νάτριο και χλώριο. Πιθανότατα μάθατε από ακούσιο παιχνίδι στο τραπέζι της κουζίνας ως παιδί ότι αν ρίξετε αλάτι σε ένα ποτήρι καθαρό νερό, το αλάτι εξαφανίζεται μετά από λίγο. Όσο περισσότερο αλάτι προσθέτετε, τόσο περισσότερος χρόνος διαρκεί και μπορεί να χρειαστεί λίγο ανακίνηση ή ανακάτεμα για να επιτευχθεί.
Στερεά διαλύονται σε έναν υγρό διαλύτη (συνήθως νερό σε πειράματα χημείας) δημιουργήστε ένα διάλυμα και η διάλυση αλατιού στο νερό είναι ένα κλασικό παράδειγμα του πώς συμπεριφέρεται μια πολική διαλυμένη ουσία σε έναν πολικό διαλύτη όπως το H2 O. Στην πορεία, θα πάρετε ένα συνοδευτικό όξινης-βάσης χημείας για να ολοκληρώσετε τη "γεύση" της εμπειρίας του θαλασσινού νερού!
Αλάτι και νερό:Τα βασικά
Νερό (H2 O) αποτελείται από τα στοιχεία υδρογόνο (που συμβολίζονται με H στον περιοδικό πίνακα στοιχείων ) και οξυγόνο (Ο) σε μοριακή αναλογία 2 προς 1. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν δύο άτομα Η για κάθε άτομο Ο στο νερό. Επειδή, ωστόσο, ένα οξυγόνο είναι περίπου 16 φορές πιο μάζα από ένα άτομο υδρογόνου, το μόριο του νερού είναι σχεδόν τα εννέα δέκατα του οξυγόνου κατά μάζα.
Το νερό είναι ένα στερεό σε θερμοκρασίες κάτω από 0 °C, ένα υγρό μεταξύ 0 °C και 100 °C και ένα αέριο (υδροατμός) σε θερμοκρασίες άνω των 100 °C. Είναι πολικό, που σημαίνει ότι παρόλο που δεν έχει καθαρό φορτίο, μέρη του (σε αυτήν την περίπτωση το άτομο οξυγόνου) είναι ελαφρώς αρνητικά λόγω της υψηλότερης πυκνότητας ηλεκτρονίων, αφήνοντας άλλα τμήματα (σε αυτήν την περίπτωση τα άτομα υδρογόνου) ελαφρώς θετικά.
Το επιτραπέζιο αλάτι (χλωριούχο νάτριο ή NaCl) είναι μια ιοντική ένωση, που σημαίνει ότι ο δεσμός που σχηματίζει προκύπτει από τη δωρεά ενός ηλεκτρονίου από ένα άτομο (εδώ, Na) σε ένα άλλο (Cl), παρά από την κατανομή ηλεκτρονίων που παρατηρείται σε ομοιοπολικό δεσμούς. Αυτό καθιστά τον δεσμό εξαιρετικά ηλεκτραρνητικό, οι συνέπειες του οποίου όταν το NaCl διαλυθεί στο νερό θα γίνουν σύντομα εμφανείς.
Αντιδρά το NaCl με το νερό;
Οι οξυδερκείς αναγνώστες μπορεί να αναρωτηθούν γιατί το γνωστό HCl οξύ χημικών εργαστηρίων, το υδροχλωρικό οξύ, δεν σχηματίζεται όταν το NaCl τοποθετείται στο νερό. Η πιθανή αντίδραση είναι
NaCl + H2 O → NaOH + HCl
Αν και αυτή η αντίδραση θα μπορούσε να προχωρήσει θεωρητικά, είναι εξαιρετικά δυσμενής ενεργειακά. Αυτό συμβαίνει επειδή το HCl είναι πολύ ισχυρότερο οξύ από το νερό και ευτυχώς αποβάλλει το πρωτόνιό του σε διαλύματα με οξύτητα πολύ μεγαλύτερη από αυτή του νερού, το οποίο έχει ουδέτερο pH 7. Επίσης, το υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) είναι μια πολύ ισχυρή βάση που θα καταβροχθίσει ούτως ή άλλως αυξήστε τα απελευθερωμένα ιόντα H, παράγοντας νερό.
Επομένως, το βέλος στην παραπάνω εξίσωση θα πρέπει να δείχνει στο άλλο κατεύθυνση, καθώς αυτό ευνοεί τη θερμοδυναμική της λύσης.
Διαλυμένο αλάτι στο νερό:μοριακές αλληλεπιδράσεις
Ήδη σημειώθηκε η πολικότητα τόσο του μορίου του νερού, το οποίο μπορείτε να φανταστείτε σε σχήμα μπούμερανγκ, όσο και του μορίου NaCl, που μοιάζει περισσότερο με έναν κοντό αλτήρα.
Όταν το επιτραπέζιο αλάτι τοποθετείται στο νερό, το ελαφρώς ηλεκτροθετικό τμήμα νατρίου έλκεται από το ελαφρώς ηλεκτραρνητικό τμήμα οξυγόνου των μορίων του νερού. Ταυτόχρονα, το ελαφρώς ηλεκτραρνητικό τμήμα χλωρίου του NaCl έλκεται από το ελαφρώς ηλεκτροθετικό τμήμα υδρογόνου του νερού.
Σε καμία περίπτωση δεν δημιουργείται αληθινός δεσμός, αλλά οι έλξεις δημιουργούν μια "διελκυστίνδα" στην οποία οι ιοντικοί δεσμοί του NaCl και οι ομοιοπολικοί δεσμοί του H2 Τα O είναι και τα δύο στραγγισμένα.
Οι ισχυρότεροι ομοιοπολικοί δεσμοί του νερού (οι οποίοι επίσης συγκρατούνται γενικά με δεσμούς υδρογόνου μεταξύ μόρια νερού) κερδίζουν και το NaCl αποσπάται, με τα ιόντα Na+ και Cl να τοποθετούνται χαλαρά στη θέση τους ανάμεσα στο άθικτο H2 Ω μόρια. Στη συνέχεια, το NaCl διαλύεται .
