เกิดอะไรขึ้นเมื่อสารประกอบไอออนิกละลายในน้ำ

เนื้อหา

• สารประกอบไอออนิกทั้งหมดละลายหรือไม่
• สารประกอบไอออนิกละลายอย่างไร
• ไอออนเปลี่ยนน้ำให้เป็นอิเล็กโทรไลต์

••• Neznam / iStock / GettyImages

สารประกอบไอออนิกคือสารประกอบที่ประกอบด้วยอะตอมที่มีประจุตรงข้ามเรียกว่าไอออนจัดเรียงในโครงสร้างแบบตาข่าย เกลือรวมถึงโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) - เกลือแกง - เป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุดของสารประกอบไอออนิก เมื่อคุณจุ่มสารประกอบไอออนิกในน้ำอิออนจะถูกดึงดูดไปที่โมเลกุลของน้ำซึ่งแต่ละประจุจะมีประจุเป็นขั้ว หากแรงดึงดูดระหว่างไอออนและโมเลกุลของน้ำนั้นดีพอที่จะทำลายพันธะที่จับไอออนไว้ด้วยกันสารประกอบนั้นก็จะละลาย เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นไอออนจะแยกตัวออกและกระจายตัวในสารละลายซึ่งล้อมรอบด้วยโมเลกุลของน้ำเพื่อป้องกันไม่ให้รวมตัวกันใหม่ สารละลายอิออนที่เป็นผลลัพธ์จะกลายเป็นอิเล็กโทรไลต์ซึ่งหมายความว่ามันสามารถนำไฟฟ้าได้

สารประกอบไอออนิกทั้งหมดละลายหรือไม่

โดยอาศัยการจัดเรียงอะตอมไฮโดรเจนรอบ ๆ ออกซิเจนโมเลกุลของน้ำแต่ละชนิดจะมีประจุเป็นขั้ว ปลายด้านบวกของมันถูกดึงดูดไปยังประจุลบในสารประกอบไอออนิกในขณะที่ปลายด้านลบจะถูกดึงดูดไปยังประจุบวก ความชอบของสารประกอบที่จะละลายในน้ำขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของพันธะที่ยึดสารประกอบเข้าด้วยกันเมื่อเทียบกับความแรงที่กระทำต่อไอออนแต่ละตัวโดยโมเลกุลของน้ำ สารประกอบที่ละลายได้สูงเช่น NaCl สลายตัวอย่างสมบูรณ์ในขณะที่สารประกอบที่มีความสามารถในการละลายต่ำเช่นตะกั่วซัลเฟต (PbSO)₄) ทำเพียงบางส่วนเท่านั้น สารประกอบที่มีโมเลกุลที่ไม่มีขั้วจะไม่ละลาย

สารประกอบไอออนิกละลายอย่างไร

ในการแก้ปัญหาโมเลกุลของน้ำแต่ละอันทำหน้าที่เหมือนแม่เหล็กเล็ก ๆ ที่สร้างแรงดึงดูดของไอออนในตัวถูกละลาย หากแรงรวมของโมเลกุลน้ำทั้งหมดที่ล้อมรอบตัวถูกละลายมากกว่าแรงดึงดูดระหว่างไอออนไอออนจะแยกออกจากกัน อย่างที่แต่ละคนทำมันถูกล้อมรอบด้วยโมเลกุลของน้ำซึ่งจะป้องกันไม่ให้รวมตัวกันอีกครั้ง ไอออนบวกและลบลอยออกไปในสารละลาย เมื่อโมเลกุลของน้ำทั้งหมดได้ยึดติดกับไอออนและไม่สามารถหาได้อีกต่อไปสารละลายดังกล่าวจะอิ่มตัวและไม่มีตัวละลายใด ๆ ละลาย

สารประกอบบางชนิดไม่สามารถละลายได้อย่างเท่าเทียมกัน บางส่วนละลายได้เพียงบางส่วนเท่านั้นเนื่องจากความเข้มข้นของไอออนในสารละลายจะไปถึงจุดสมดุลกับสารประกอบที่ไม่ละลาย ค่าคงที่การละลายของผลิตภัณฑ์ K_SP วัดจุดสมดุลนี้ ยิ่งค่า K สูงขึ้น_SPความสามารถในการละลายสูงขึ้น คุณสามารถค้นหา K_SP ของสารประกอบเฉพาะโดยค้นหาในตาราง

ไอออนเปลี่ยนน้ำให้เป็นอิเล็กโทรไลต์

การปรากฏตัวของไอออนอิสระในน้ำช่วยให้น้ำสามารถนำกระแสไฟฟ้าซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิต ของเหลวในร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยไอออนบวกเช่นแคลเซียมโพแทสเซียมโซเดียมและแมกนีเซียมและไอออนลบเช่นคลอไรด์คาร์บอเนตและฟอสเฟต ไอออนเหล่านี้มีความสำคัญต่อเมแทบอลิซึมที่จะต้องเติมเมื่อร่างกายขาดน้ำผ่านการออกกำลังกายหรือความเจ็บป่วย นี่คือเหตุผลที่นักกีฬาต้องการเครื่องดื่มเกลือแร่กับน้ำบริสุทธิ์

โซลูชั่นไฟฟ้ายังทำให้แบตเตอรี่เป็นไปได้ แม้แต่เซลล์แห้งก็ยังมีอิเล็กโทรไลต์ถึงแม้ว่ามันจะวางมากกว่าของเหลว อิออนในอิเล็กโทรไลต์ไหลระหว่างขั้วบวกและแคโทดของแบตเตอรี่ชาร์จประจุเทียบกับกันและกัน เมื่อคุณเชื่อมต่อแบตเตอรี่เข้ากับโหลดเทอร์มินัลจะคายประจุและกระแสไฟไหล