Hvad sker der, når et stof opløses i vand?

Kemikere siger: "Ligesom opløses som." Denne aforisme refererer til en specifik karakteristik af molekylerne af et opløsningsmiddel og de opløste stoffer, der opløses i det. Denne egenskab er polaritet. Et polært molekyle er en, der har elektriske ladninger, der står imod hinanden; tænk poler, men med positive og negative i stedet for nord og syd. Hvis du kombinerer to stoffer med polære molekyler, kan disse polære molekyler tiltrækkes til hinanden i stedet for resten af ​​dem i de forbindelser, de danner, afhængigt af polaritetenes størrelse. Vandmolekylet (H _{20) er stærkt polært, hvorfor vand er så godt i opløsningsmidler. Denne evne har givet vandet ry for at være et universelt opløsningsmiddel.}

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

Polarvandsmolekyler samler sig om molekylerne af andre polære forbindelser, og Tiltrækningskraften bryder forbindelserne fra hinanden. Vandmolekyler omgiver hvert molekyle, når det bryder væk, og molekylet går i opløsning.

Som småmagneter

Hvert vandmolekyle er en kombination af to hydrogenatomer og et iltstof. Hvis hydrogenatomerne anbragte sig symmetrisk på hver side af oxygenatomet, ville molekylet være elektrisk neutralt. Det er dog ikke hvad der sker. De to hydrogener arrangerer sig klokken 10 og klokken 2, ligesom Mickey Mouse's ører. Dette giver vandmolekylet en netto positiv ladning på hydrogensiden og en negativ ladning på den anden side. Hvert molekyle er som en mikroskopisk magnet tiltrukket af det modsatte pol i det tilstødende molekyle.

Hvordan stoffer opløses

To typer stoffer opløses i vand: ioniske forbindelser, såsom natriumchlorid (NaCl , eller bordsalt) og forbindelser sammensat af større molekyler, der har en nettoladning på grund af arrangementet af deres atomer. Ammoniak (NH _{3) er et eksempel på den anden type. De tre hydrogener er anbragt asymmetrisk på nitrogenet, hvilket skaber en positiv nettoladning på den ene side og den negative på den anden.}

Når du introducerer et polært opløst stof i vand, opfører vandmolekylerne sig som små magneter tiltrukket af metal. De indsamler omkring de opladede molekyler af opløst stof, indtil den tiltrækningskraft, de opretter, bliver større end bindingen, der holder opløsningen sammen. Da hvert opløst molekyle gradvist bryder væk, omgiver vandmolekyler det, og det løber i opløsning. Hvis det opløste stof er et fast stof, sker denne proces gradvist. Overflademolekylerne er de første, der udsætter dem under vandmolekyler, der endnu ikke har bundet.

Hvis nok molekyler drev i opløsning, kan opløsningen nå mætning. En given beholder indeholder et begrænset antal vandmolekyler. Efter at alle er blevet elektrostatisk "fast" for at opløse atomer eller molekyler, vil ikke mere af opløst opløses. På dette tidspunkt er opløsningen mættet.

En fysisk eller kemisk proces?

En fysisk forandring, såsom vandfrysning eller issmeltning, ændrer ikke de kemiske egenskaber af forbindelsen, der gennemgår ændre, mens en kemisk proces gør. Et eksempel på en kemisk ændring er forbrændingsprocessen, hvorved oxygen kombinerer med carbon for at fremstille carbondioxid. CO _{2 har forskellige kemiske egenskaber end ilt og kulstof, der kombinerer for at danne det.}

Det er ikke klart, om opløsning af et stof i vand er en fysisk eller kemisk proces. Når du opløser en ionisk forbindelse, såsom salt, bliver den resulterende ionopløsning en elektrolyt med forskellige kemiske egenskaber end rent vand. Det ville gøre det til en kemisk proces. På den anden side kan du genoprette alt saltet i sin oprindelige form ved hjælp af den fysiske proces at koge fra vandet. Når større molekyler som sukker opløses i vand, forbliver sukkermolekylerne intakte, og opløsningen bliver ikke ionisk. I sådanne tilfælde er opløsning tydeligere en fysisk proces.