Što se događa kad se ionski spoj otopi u vodi?

Sadržaj

• Rastvaraju li se svi jonski spojevi?
• Kako se otapaju jonski spojevi
• Ioni pretvaraju vodu u elektrolit

••• Neznam / iStock / GettyImages

Jonski spojevi su oni sastavljeni od nasuprot nabijenih atoma, zvanih ioni, raspoređenih u rešetkastu strukturu. Soli, uključujući natrijev klorid (NaCl) - kuhinjsku sol, najpoznatiji su primjeri jonskih spojeva. Kad uronite ionski spoj u vodu, ioni se privlače molekulama vode od kojih svaka nosi polarni naboj. Ako je privlačnost između iona i molekula vode dovoljno velika da prekine veze koje drže ione zajedno, spoj se rastvara. Kad se to dogodi, ioni se disociraju i raspršuju u otopini, a svaki je okružen molekulama vode kako bi se spriječilo da se rekombinira. Dobivena ionska otopina postaje elektrolit, što znači da može provesti struju.

Rastvaraju li se svi jonski spojevi?

Zahvaljujući rasporedu atoma vodika oko kisika, svaka molekula vode nosi polarni naboj. Njegov pozitivan kraj privlače negativni ioni u ionskom spoju, dok negativni kraj privlače pozitivni ioni. Sklonost otapanja spoja u vodi ovisi o jačini veza koje spoj drže zajedno u usporedbi s jačinom koju molekuli vode imaju pojedini ioni. Vrlo topljivi spojevi, poput NaCl, potpuno se raspadaju, dok se spojevi slabe topljivosti, poput olovnog sulfata (PbSO₄) učini to samo djelomično. Spojevi s nepolarnim molekulama se ne otapaju.

Kako se otapaju jonski spojevi

Svaka molekula vode u otopini djeluje poput sićušnog magneta koji stvara silu privlačenja na ione u otapalu. Ako je kombinirana sila svih molekula vode koja okružuje rastvore veća od sile privlačenja između iona, ioni se razdvajaju. Kao i svaki od njih, okružen je molekulima vode, koji je sprečavaju da se rekombinira. Pozitivni i negativni ioni odlaze u otopinu. Kad se sve molekule vode vežu za ione i više nisu dostupne, kaže se da je otopina zasićena, te se više otapalo više neće otapati.

Nisu svi spojevi jednako topljivi. Neki se otapaju samo djelomično, jer koncentracija iona u otopini brzo postiže ravnotežu s neraztopljenim spojem. Konstanta topljivosti K_sp mjeri ovu ravnotežnu točku. Što je K veći_sp, veća je topljivost. Možete naći K_sp određenog spoja gledajući ga u tablice.

Ioni pretvaraju vodu u elektrolit

Prisutnost slobodnih iona u vodi omogućuje vodi provoditi električnu energiju, što je važno za žive organizme. Tekućine u ljudskom tijelu sadrže pozitivne ione poput kalcija, kalija, natrija i magnezija i negativne ione poput klorida, karbonata i fosfata. Ti su ioni toliko vitalni za metabolizam da se moraju napuniti kad tijelo dehidrira vježbanjem ili bolešću. Zbog toga sportaši više vole elektrolitička pića od čiste vode.

Elektrolitička rješenja omogućuju i upotrebu baterija. Čak i suhe stanice sadrže elektrolit, iako je njegova pasta, a ne tekućina. Ioni u elektrolitu teku između anode i katode baterije, puneći ih relativno jedan prema drugom. Kad bateriju povežete s opterećenjem, terminali se prazniju i struja teče.