Mis juhtub, kui ioonne ühend lahustub vees?

Sisu

• Kas kõik ioonilised ühendid lahustuvad?
• Kuidas ioonühendid lahustuvad
• Ioonid muudavad vee elektrolüüdiks

••• Neznam / iStock / GettyImages

Ioonühendid on need, mis koosnevad vastandlaenguga aatomitest, mida nimetatakse ioonideks ja mis on paigutatud võrestruktuuri. Soolad, sealhulgas naatriumkloriid (NaCl) - lauasool - on ioonühendite tuntumad näited. Ioonse ühendi kastmisel vette tõmbuvad ioonid veemolekulide külge, millest igaüks kannab polaarset laengut. Kui ioonide ja veemolekulide vaheline atraktsioon on ioonide koos hoidvate sidemete purustamiseks piisavalt suur, lahustub ühend. Kui see juhtub, dissotsieeruvad ioonid ja hajuvad lahuses, ümbritsedes veemolekulidega, et vältida selle rekombineerumist. Saadud ioonlahusest saab elektrolüüt, mis tähendab, et see võib juhtida elektrit.

Kas kõik ioonilised ühendid lahustuvad?

Vesinikuaatomite paigutuse tõttu hapniku ümber on igal veemolekulil polaarlaeng. Selle positiivne ots tõmbab ioonse ühendi negatiivseid ioone, negatiivne ots aga positiivseid ioone. Ühendi kalduvus vees lahustuda sõltub ühendit koos hoidvate sidemete tugevusest võrreldes tugevusega, mida veemolekulid avaldavad üksikutele ioonidele. Hästi lahustuvad ühendid, näiteks NaCl, lagunevad täielikult, samas kui madala lahustuvusega ühendid, näiteks pliisulfaat (PbSO₄) tehke seda ainult osaliselt. Mittepolaarsete molekulidega ühendid ei lahustu.

Kuidas ioonühendid lahustuvad

Lahuses toimib iga veemolekul nagu väike magnet, mis tekitab lahustunud ioonidele tõmbejõu. Kui kõigi lahustunud aine ümbritsevate veemolekulide ühendatud jõud on suurem kui ioonide vaheline tõmbejõud, eralduvad ioonid. Nagu igaüks, on see ümbritsetud veemolekulidega, mis takistavad selle rekombineerumist. Positiivsed ja negatiivsed ioonid triivivad lahusesse. Kui kõik veemolekulid on ioonidega kinnitunud ja neid enam pole, loetakse lahus küllastunuks ja enam lahustunud ainet ei lahustu.

Kõik ühendid ei lahustu võrdselt. Mõned lahustuvad ainult osaliselt, kuna ioonide kontsentratsioon lahuses saavutab lahustumata ühendiga kiiresti tasakaalu. Lahustuvusprodukti konstant K_sp mõõdab seda tasakaalupunkti. Mida kõrgem on K_sp, seda suurem on lahustuvus. Leiate K_sp konkreetse ühendi, vaadates seda tabelites.

Ioonid muudavad vee elektrolüüdiks

Vabade ioonide sisaldus vees võimaldab vees juhtida elektrit, mis on elusorganismide jaoks oluline. Inimkeha vedelikud sisaldavad positiivseid ioone nagu kaltsium, kaalium, naatrium ja magneesium ning negatiivseid ioone nagu kloriid, karbonaadid ja fosfaadid. Need ioonid on ainevahetuse jaoks nii olulised, et neid tuleb täiendada, kui keha dehüdreerub treeningu või haiguse tõttu. Seetõttu eelistavad sportlased elektrolüütilisi jooke puhtale veele.

Elektrolüütilised lahendused võimaldavad ka patareisid. Isegi kuivad elemendid sisaldavad elektrolüüti, ehkki see on pigem pasta kui vedelik. Elektrolüütide ioonid voolavad aku anoodi ja katoodi vahel, laadides neid üksteise suhtes. Kui ühendate aku laadimisega, siis klemmid tühjenevad ja elekter voolab.