Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Nagu väikesed magnetid
- Kuidas ained lahustuvad
- Füüsikaline või keemiline protsess?
Keemikutel on ütlus: "Nagu lahustub nagu." See aforism viitab lahusti molekulide ja selles lahustuvate lahustunud ainete eripärale. See omadus on polaarsus. Polaarmolekul on molekul, millel on üksteisele vastanduvad elektrilaengud; mõtle poolused, kuid põhja ja lõuna asemel on positiivsed ja negatiivsed. Kui ühendada kaks ainet polaarsete molekulidega, võivad need polaarsed molekulid sõltuvalt polaarsuste suurusest olla üksteise vastu meelitatud kui ülejäänud moodustunud ühendites. Veemolekul (H20) on tugevalt polaarne, seetõttu on vesi nii hea ainete lahustamiseks. See võime on andnud veele universaalse lahusti maine.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Polaarsed veemolekulid kogunevad teiste polaarsete ühendite molekulide ümber ja tõmbejõud purustab ühendid. Veemolekulid ümbritsevad igat molekuli, kuna see laguneb ja molekul triivib lahusesse.
Nagu väikesed magnetid
Iga veemolekul on kahe vesinikuaatomi ja hapnikuaatomi kombinatsioon. Kui vesinikuaatomid paikneksid sümmeetriliselt hapnikuaatomi mõlemal küljel, oleks molekul elektriliselt neutraalne. Seda aga ei juhtu. Kaks vesinikku paigutuvad 10- ja 2-asendisse, sarnaselt Miki-Hiire kõrvadega. See annab veemolekulile positiivse netolaengu vesiniku poolel ja negatiivse laengu teisel küljel. Iga molekul on nagu mikroskoopiline magnet, mis tõmbab külgneva molekuli vastaspooluse külge.
Kuidas ained lahustuvad
Vees lahustuvad kahte tüüpi ained: ioonilised ühendid, näiteks naatriumkloriid (NaCl või lauasool) ja ühendid, mis koosnevad suurematest molekulidest, mille netolaeng on tingitud nende aatomite paigutusest. Ammoniaak (NH3) on näide teisest tüübist. Need kolm vesinikku on lämmastiku osas asümmeetriliselt paigutatud, luues ühelt poolt positiivse ja teiselt poolt negatiivse laengu.
Kui sisestate vette polaarse lahustunud aine, käituvad veemolekulid nagu pisikesed magnetid, mida metall meelitab. Nad koguvad lahustunud aine laetud molekulide ümber, kuni nende tekitatud tõmbejõud muutub suuremaks kui lahust koos hoidva sideme oma. Kuna iga lahustunud molekul järk-järgult laguneb, ümbritsevad seda veemolekulid ja see triivib lahusesse. Kui lahustunud aine on tahke aine, toimub see protsess järk-järgult. Pinnamolekulid lähevad esimestena, paljastades nende all olevad veemolekulid, mis pole veel seotud.
Kui lahusesse tilgub piisavalt molekule, võib lahus küllastuda. Antud mahutis on piiratud arv veemolekule. Pärast kõigi nende aatomite või molekulide lahustumist elektrostaatiliselt "kinni" ei lahustu enam ühtegi lahustunud ainet. Sel hetkel on lahus küllastunud.
Füüsikaline või keemiline protsess?
Füüsikalised muutused, näiteks vee külmumine või jää sulamine, ei muuda muutuse all oleva ühendi keemilisi omadusi, samas kui keemiline protsess seda teeb. Keemilise muutuse näiteks on põlemisprotsess, mille käigus hapnik ühendab süsinikuga süsinikdioksiidi. CO2 sellel on erinevad keemilised omadused kui hapnikul ja süsinikul, mis selle moodustamiseks ühendab.
Ei ole selge, kas aine lahustamine vees on füüsikaline või keemiline protsess. Ioonse ühendi, näiteks soola lahustamisel muutub saadud ioonilahus elektrolüüdiks, millel on erinevad keemilised omadused kui puhas vesi. See muudaks selle keemiliseks protsessiks. Teisest küljest saate kogu soola algkujul taastada, kasutades selleks vee keetmise füüsilist protsessi. Kui suuremad molekulid, näiteks suhkur, lahustuvad vees, jäävad suhkru molekulid puutumatuks ja lahus ei muutu ioonseks. Sellistel juhtudel on lahustumine selgemalt füüsiline protsess.