Hvad sker der, når en ionisk forbindelse opløses i vand?

Indhold

• Opløses alle ioniske forbindelser?
• Hvordan ioniske forbindelser opløses
• Ioner vender vand ind i en elektrolyt

••• Neznam / iStock / GettyImages

Ioniske forbindelser er de sammensat af modsat ladede atomer, kaldet ioner, arrangeret i en gitterstruktur. Salte, inklusive natriumchlorid (NaCl) - bordsalt - er de bedst kendte eksempler på ioniske forbindelser. Når du fordyber en ionisk forbindelse i vand, tiltrækkes ioner af vandmolekylerne, som hver har en polær ladning. Hvis tiltrækningen mellem ionerne og vandmolekylerne er stor nok til at bryde bindingerne, der holder ionerne sammen, opløses forbindelsen. Når dette sker, dissosierer ionerne og spredes i opløsning, der hver er omgivet af vandmolekyler for at forhindre, at det rekombineres. Den resulterende ioniske opløsning bliver en elektrolyt, hvilket betyder, at den kan lede elektricitet.

Opløses alle ioniske forbindelser?

I kraft af arrangeringen af ​​hydrogenatomer omkring iltet bærer hvert vandmolekyle en polær ladning. Dens positive ende tiltrækkes af de negative ioner i en ionforbindelse, mens den negative ende tiltrækkes af de positive ioner. Højden for en forbindelse til at opløses i vand afhænger af styrken af ​​bindingerne, der holder forbindelsen sammen sammenlignet med styrken, der udøves på de enkelte ioner af vandmolekylerne. Meget opløselige forbindelser, såsom NaCl, brydes fuldstændigt fra hinanden, mens forbindelser med lav opløselighed, såsom bly sulfat (PbSO₄) gør det kun delvist. Forbindelser med ikke-polære molekyler opløses ikke.

Hvordan ioniske forbindelser opløses

I opløsning fungerer hvert vandmolekyle som en lille magnet, der skaber en tiltrækningskraft på ionerne i opløsningen. Hvis den kombinerede kraft af alle vandmolekyler, der omgiver et opløst stof, er mere end tiltrækningskraften mellem ionerne, skilles ionerne. Som hver enkelt gør det, er det omgivet af vandmolekyler, som forhindrer det i at rekombineres. De positive og negative ioner løber ud i løsningen. Når alle vandmolekyler har bundet sig til ioner og ikke mere er tilgængelige, siges opløsningen at være mættet, og ikke mere af opløsningen vil opløses.

Ikke alle forbindelser er lige så opløselige. Nogle opløses kun delvist, fordi koncentrationen af ​​ioner i opløsning hurtigt når en ligevægt med den uopløste forbindelse. Opløselighedsproduktets konstante K_sp måler dette ligevægtspunkt. Jo højere K_sp, jo højere opløselighed. Du kan finde K_sp af en bestemt forbindelse ved at slå den op i tabeller.

Ioner vender vand ind i en elektrolyt

Tilstedeværelsen af ​​frie ioner i vand giver vandet mulighed for at lede elektricitet, hvilket er vigtigt for levende organismer. Væsker i den menneskelige krop indeholder positive ioner som calcium, kalium, natrium og magnesium og negative ioner som chlorid, carbonater og fosfater. Disse ioner er så vigtige for stofskiftet, at de skal genopfyldes, når kroppen dehydrerer gennem træning eller sygdom. Dette er grunden til atleter foretrækker elektrolytiske drikkevarer frem for rent vand.

Elektrolytiske løsninger muliggør også batterier. Selv tørre celler indeholder en elektrolyt, skønt det er en pasta snarere end en væske. Iionerne i elektrolytten strømmer mellem anode og katode i batteriet og oplader dem i forhold til hinanden. Når du tilslutter batteriet til en belastning, løber terminalerne ud og strømmen strømmer.