Зміст
- TL; DR (Занадто довго; Не читав)
- Як маленькі магніти
- Як речовини розчиняються
- Фізичний чи хімічний процес?
У хіміків є приказка: "Ніби розчиняється як". Цей афоризм відноситься до специфічної характеристики молекул розчинника та розчинених у ньому розчинених речовин. Ця характеристика - полярність. Полярна молекула - це електрична зарядка, протилежна одна одній; мислять полюси, але з позитивом та негативом замість півночі та півдня. Якщо поєднувати дві речовини з полярними молекулами, то ці полярні молекули можуть бути притягнуті одна до одної, а не до решти молекул у сполуках, які вони утворюють, залежно від величини полярності. Молекула води (Н20) сильно полярний, тому вода настільки гарна в розчиненні речовин. Ця здатність дала воді репутацію універсального розчинника.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Полярні молекули води збираються навколо молекул інших полярних сполук, і сила притягання розбиває сполуки на частини. Молекули води оточують кожну молекулу, коли вона відривається, і молекула занурюється в розчин.
Як маленькі магніти
Кожна молекула води - це комбінація двох атомів водню та атома кисню. Якби атоми водню розташовувались симетрично по обидва боки атома кисню, молекула була б електрично нейтральною. Це не те, що відбувається, хоча. Два водню розташовуються в положеннях 10-ти і 2-х оклових годин, дещо схожі на вуха Міккі Мауза. Це дає молекулі води чистий позитивний заряд з боку водню та негативний заряд з іншого боку. Кожна молекула - це як мікроскопічний магніт, притягнутий до протилежного полюса сусідньої молекули.
Як речовини розчиняються
У воді будуть розчинятися два типи речовин: іонні сполуки, такі як хлорид натрію (NaCl або кухонна сіль) та сполуки, що складаються з більших молекул, які мають чистий заряд завдяки розташуванню їх атомів. Аміак (NH3) є прикладом другого типу. Три атоми розташовані асиметрично на азоті, створюючи чистий позитивний заряд з одного боку та негативний - з іншого.
Коли ви вводите у воду полярний розчин, молекули води поводяться як крихітні магніти, залучені до металу. Вони збираються навколо заряджених молекул розчиненого речовини до тих пір, поки сила притягання, яку вони створюють, стане більшою, ніж сила зв’язку, що тримає розчинене речовини разом. Коли кожна молекула розчиненої речовини поступово відшаровується, молекули води оточують її, і вона стікає в розчин. Якщо розчинний розчин твердий, цей процес відбувається поступово. Першими виходять поверхневі молекули, піддаючи молекули води, які ще не зчеплені.
Якщо в розчин потрапить достатня кількість молекул, розчин може досягти насичення. Даний контейнер містить кінцеву кількість молекул води. Після того, як усі вони електростатично «застрягли» для розчинення атомів або молекул, більше розчинного речовини не розчиняться. У цей момент розчин насичується.
Фізичний чи хімічний процес?
Фізичні зміни, такі як замерзання води або танення льоду, не змінюють хімічних властивостей сполуки, яка зазнає зміни, тоді як хімічний процес має місце. Прикладом хімічної зміни є процес горіння, при якому кисень поєднується з вуглецем для отримання вуглекислого газу. СО2 має різні хімічні властивості, ніж кисень та вуглець, які поєднуються для його утворення.
Не зрозуміло, чи є розчинення речовини у воді фізичним чи хімічним процесом. Коли ви розчиняєте іонну сполуку, таку як сіль, отриманий іонний розчин стає електролітом з іншими хімічними властивостями, ніж чиста вода. Це зробило б це хімічним процесом. З іншого боку, ви можете відновити всю сіль у первісному вигляді, використовуючи фізичний процес кипіння води. Коли великі молекули, такі як цукор, розчиняються у воді, молекули цукру залишаються неушкодженими, і розчин не стає іонним. У таких випадках розчинення є чіткішим фізичним процесом.