תוֹכֶן
תרכובות יוניות הן אלה המורכבות מאטומים טעונים מנוגדים, המכונים יונים, מסודרים במבנה סריג. מלחים, כולל נתרן כלורי (NaCl) - מלח שולחן - הם הדוגמאות הידועות ביותר לתרכובות יוניות. כשאתה טובל תרכובת יונית במים, היונים נמשכים למולקולות המים, שכל אחד מהם נושא מטען קוטבי. אם המשיכה בין היונים למולקולות המים מספיק גדולה כדי לשבור את הקשרים המחזיקים את היונים יחד, המתחם מתמוסס. כאשר זה קורה, היונים מתפזרים ומתפזרים בתמיסה, כל אחד מהם מוקף במולקולות מים כדי למנוע את ההתחברות מחדש. הפיתרון היוני המתקבל הופך לאלקטרוליט, כלומר הוא יכול להוליך חשמל.
האם כל תרכובות היוני מתמוססות?
מתוקף סידור אטומי המימן סביב החמצן, כל מולקולת מים נושאת מטען קוטבי. הסוף החיובי שלה נמשך ליונים השליליים בתרכובת יונית ואילו הסוף השלילי נמשך ליונים החיוביים. הנטייה לתרכובת להתמוסס במים תלויה בחוזק הקשרים המחזיקים את התרכובת יחד לעומת הכוח המופעל על היונים האישיים על ידי מולקולות המים. תרכובות מסיסות מאוד, כמו NaCl, מתפרקות לחלוטין, בעוד שתרכובות בעלות מסיסות נמוכה, כמו עופרת סולפט (PbSO4) לעשות זאת רק באופן חלקי. תרכובות עם מולקולות לא קוטביות לא מתמוססות.
כמה תרכובות איקוניות מתמוססות
בתמיסה, כל מולקולת מים פועלת כמו מגנט זעיר היוצר כוח משיכה על היונים במומס. אם הכוח המשולב של כל מולקולות המים המקיפות מומס הוא יותר מכוח המשיכה בין היונים, היונים נפרדים. כפי שעושה כל אחד מהם, הוא מוקף במולקולות מים, המונעות ממנו להצטרף מחדש. היונים החיוביים והשליליים נסחפים לפיתרון. כאשר כל מולקולות המים נקשרו ליונים ואינן זמינות יותר, נאמר כי התמיסה רוויה, ולא יתמוסס עוד המומס.
לא כל התרכובות מסיסות באותה מידה. חלקם מתמוססים רק באופן חלקי מכיוון שריכוז היונים בתמיסה מגיע במהירות לשיווי משקל עם התרכובת הבלתי מומסת. מוצר המסיסות קבוע Ksp מודד את נקודת שיווי המשקל הזו. ככל שה- K גבוהה יותרsp, המסיסות גבוהה יותר. אתה יכול למצוא את ה- Ksp של מתחם מסוים על ידי חיפוש זה בטבלאות.
יונים הופכים מים לסוללה
נוכחותם של יונים חופשיים במים מאפשרת למים להוליך חשמל, וזה חשוב לאורגניזמים חיים. נוזלים בגוף האדם מכילים יונים חיוביים כמו סידן, אשלגן, נתרן ומגנזיום, ויונים שליליים כמו כלוריד, קרבונט ופוספטים. יונים אלה הם כה חיוניים למטבוליזם, עד כי יש לחדש אותם כאשר הגוף מתייבש באמצעות פעילות גופנית או מחלה. זו הסיבה שספורטאים מעדיפים משקאות אלקטרוליטיים על פני מים טהורים.
פתרונות אלקטרוליטיים מאפשרים גם סוללות. אפילו תאים יבשים מכילים אלקטרוליט, אם כי זה משחה ולא נוזל. היונים באלקטרוליט זורמים בין האנודה לקתודה של הסוללה, ומטענים אותם יחסית זה לזה. כשאתה מחבר את הסוללה לעומס, פריקות המסופים ונפטרים חשמל.