Indhold
Vand er kendt som det universelle opløsningsmiddel, fordi det opløser flere stoffer end nogen anden væske. Det kan gøre dette, fordi vandmolekyler har en elektrisk ladning, der er stærk nok til at forstyrre molekylære bindinger af de stoffer, den opløser. Et sådant stof er natriumchlorid (NaCl) eller bordsalt. Når du lægger salt i vand, adskiller natrium- og klorionerne sig og fastgør sig til de enkelte vandmolekyler. Den resulterende løsning bliver en elektrolyt, hvilket betyder, at det er i stand til at lede elektricitet.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Vand består af polære molekyler, der tiltrækker natrium- og klorioner. Tiltrækningen forstyrrer krystalstrukturen i natriumchlor og producerer en opløsning af frie ioner kendt som en elektrolyt.
Strukturen af vandmolekylen
I stedet for at være symmetrisk arrangeret på hver side af iltatomet, tynger de to hydrogenatomer i et vandmolekyle til de 10 åbne og 2 åbne positioner, ligesom Mickey Mouses ører. Asymmetrien producerer et polært molekyle med en nettopositiv ladning på hydrogensiden og en negativ på iltsiden. Denne polaritet gør ikke kun vand til et godt opløsningsmiddel, det er også ansvarligt for sådanne fænomener som mikrobølgeopvarmning. Når mikrobølger passerer gennem vand, justeres de polære molekyler med strålingsfeltet og begynder at vibrere. Det er den varme, der genereres af disse vibrationer, der varmer din mad.
Hvordan salt opløses
Natriumchlorid er en ionisk krystal. Natriumioner har en positiv ladning, mens klorioner har en negativ en, og de to danner naturligvis en gitterstruktur. Når du lægger salt i vand, tynger de positive ioner mod de negative sider af vandmolekylerne, mens de negative ioner bevæger sig mod de andre sider. På denne måde forstyrrer hvert vandmolekyle gitterstrukturen, og resultatet er en opløsning af frie ioner, der er suspenderet i vand.
Opløsning sker hurtigere, hvis du omrører opløsningen ved omrøring eller omrystning, fordi tilsætning af mekanisk energi spreder frie ioner og giver flere umættede vandmolekyler adgang til saltet. På et bestemt tidspunkt bliver opløsningen mættet, hvilket betyder, at alle vandmolekyler er bundet til ioner. Ikke mere salt opløses i en mættet opløsning.
En stærk elektrolyt
En elektrolyt er en løsning, hvor positive ioner, kaldet anioner og negative ioner eller kationer, er i stand til at bevæge sig frit. På grund af denne bevægelsesfrihed kan en elektrolyt lede elektricitet. En natriumchloridopløsning er en stærk elektrolyt fordi alle ioner fra saltet opløses - forudsat at opløsningen ikke er mættet - og ingen neutrale NaCl-molekyler er tilbage til at svække konduktansen.
Saltvandets evne til at lede elektricitet afhænger af koncentrationen af natrium- og klorioner samt af fraværet af urenheder. Selvom havvand f.eks. Kan lede elektricitet, ledes havvand ikke elektricitet såvel som rent saltvand, der har den samme saltkoncentration, fordi havvand indeholder en række andre mineraler og andre urenheder, der fungerer som elektriske isolatorer.