Innehåll
Joniska föreningar är de som består av motsatt laddade atomer, kallade joner, anordnade i en gitterstruktur. Salter, inklusive natriumklorid (NaCl) - bordsalt - är de mest kända exemplen på joniska föreningar. När du fördjupar en jonisk förening i vatten, dras jonerna till vattenmolekylerna, som var och en har en polär laddning. Om attraktionen mellan jonerna och vattenmolekylerna är tillräckligt stor för att bryta bindningarna som håller jonerna samman, upplöses föreningen. När detta händer, separeras jonerna och sprids i lösning, var och en omgiven av vattenmolekyler för att förhindra att den rekombineras. Den resulterande jonlösningen blir en elektrolyt, vilket innebär att den kan leda elektricitet.
Löses alla joniska föreningar?
Genom arrangemanget av väteatomerna runt syret har varje vattenmolekyl en polär laddning. Dess positiva ände lockas till de negativa jonerna i en jonisk förening, medan den negativa änden lockas till de positiva jonerna. Benägenheten för en förening att upplösas i vatten beror på styrkan hos bindningarna som håller föreningen tillsammans jämfört med styrkan som utövas på de enskilda jonerna av vattenmolekylerna. Mycket lösliga föreningar, såsom NaCl, bryts helt samman, medan föreningar med låg löslighet, såsom blysulfat (PbSO4) gör det bara delvis. Föreningar med icke-polära molekyler löses inte upp.
Hur joniska föreningar löses
Som lösning fungerar varje vattenmolekyl som en liten magnet som skapar en attraktionskraft på jonerna i det lösta ämnet. Om den kombinerade kraften hos alla vattenmolekyler som omger en lösning är mer än dragkraften mellan jonerna, separeras jonerna. Som var och en gör, är den omgiven av vattenmolekyler, som förhindrar att den rekombineras. De positiva och negativa jonerna går in i lösningen. När alla vattenmolekyler har fäst sig till joner och inte fler är tillgängliga sägs lösningen vara mättad, och inte mer av det lösta ämnet kommer att lösa sig.
Inte alla föreningar är lika lösliga. En del upplöses endast delvis eftersom koncentrationen av joner i lösningen snabbt når en jämvikt med den olösta föreningen. Löslighetsproduktens konstant Ksp mäter denna jämviktspunkt. Ju högre Ksp, desto högre löslighet. Du hittar Ksp av en viss förening genom att slå upp den i tabeller.
Joner vänder vatten till en elektrolyt
Närvaron av fria joner i vatten gör att vattnet kan leda elektricitet, vilket är viktigt för levande organismer. Vätskor i människokroppen innehåller positiva joner som kalcium, kalium, natrium och magnesium och negativa joner som klorid, karbonater och fosfater. Dessa joner är så viktiga för ämnesomsättningen att de måste fyllas på när kroppen torkar genom träning eller sjukdom. Det är därför idrottare föredrar elektrolytiska drycker framför rent vatten.
Elektrolytiska lösningar möjliggör också batterier. Även torra celler innehåller en elektrolyt, även om det är en pasta snarare än en vätska. Jonerna i elektrolyten strömmar mellan batteriets anod och katod och laddar dem relativt varandra. När du ansluter batteriet till en last, flyter terminalerna ur och elektricitet flyter.