תוֹכֶן
לכימאים יש אמירה: "כמו מתמוסס כמו." אפוריזם זה מתייחס למאפיין ספציפי של מולקולות של ממס ולמומסים שיתמוססו בו. מאפיין זה הוא קוטביות. מולקולה קוטבית היא כזו שיש לה מטענים חשמליים המתנגדים זה לזה; חושבים קטבים אבל עם חיובי ושלילי במקום צפון ודרום. אם אתה משלב שני חומרים עם מולקולות קוטביות, מולקולות קוטביות אלו יכולות להימשך זו אל זו ולא לשאר החומרים בתרכובות שהם יוצרים, תלוי בעוצמת הקוטביות. מולקולת המים (H20) הוא קוטבי חזק, וזו הסיבה שהמים כל כך טובים במסת חומרים. יכולת זו העניקה למים את המוניטין של היותה ממס אוניברסאלי.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
מולקולות מים קוטביות נאספות סביב מולקולות של תרכובות קוטביות אחרות, וכוח המשיכה מפרק את התרכובות. מולקולות מים מקיפות כל מולקולה כשהיא מתנתקת, והמולקולה נסחפת לתמיסה.
כמו מגנטים קטנים
כל מולקולת מים היא שילוב של שני אטומי מימן ואטום של חמצן. אם אטומי המימן היו מסדרים את עצמם באופן סימטרי משני צדי אטום החמצן, המולקולה הייתה ניטרלית חשמלית. אבל זה לא מה שקורה. שתי ההידרוגנים מסדרים את עצמם בעמדות 10 ו -2 השעונים, קצת כמו אוזני מיקי מאוס. זה נותן למולקולת המים מטען חיובי נטו בצד המימן ומטען שלילי בצד השני. כל מולקולה דומה למגנט מיקרוסקופי הנמשך לקוטב הנגדי של המולקולה הסמוכה.
איך חומרים מתמוססים
שני סוגים של חומרים יתמוססו במים: תרכובות יוניות, כמו נתרן כלורי (NaCl, או מלח שולחן) ותרכובות המורכבות ממולקולות גדולות יותר שיש להן מטען נטו בגלל סידור האטומים שלהם. אמוניה (NH3) הוא דוגמא מהסוג השני. שלושת ההידרוגנים מסודרים בצורה לא סימטרית על החנקן, ויוצרים מטען חיובי נטו בצד אחד ושלילי מצד שני.
כשמכניסים מים מומסים קוטב למים, מולקולות המים מתנהגות כמו מגנטים זעירים שנמשכים למתכת. הם אוספים סביב המולקולות הטעונות של המומס עד שכוח המשיכה שהם יוצרים הופך להיות גדול מזה של הקשר המחזיק את המומס יחד. כאשר כל מולקולת מומסת מתפרקת בהדרגה, מולקולות מים מקיפות אותה והיא נסחפת לתמיסה. אם המומס הוא מוצק, תהליך זה קורה בהדרגה. מולקולות פני השטח הן הראשונות לעבור, וחושפות את אלה שמתחת למולקולות מים שטרם נקשרו.
אם מספיק מולקולות נסחפות לתמיסה, הפיתרון יכול להגיע לרוויה. מיכל נתון מכיל מספר סופי של מולקולות מים. לאחר שכולם "נתקעו" אלקטרוסטסטית למומסים של אטומים או מולקולות, לא יתמוססו עוד המומסים. בשלב זה הפתרון רווי.
תהליך פיזי או כימי?
שינוי פיזי, כמו הקפאת מים או התכה קרח, אינו משנה את התכונות הכימיות של התרכובת שעוברת את השינוי, ואילו תהליך כימי אכן מבצע זאת. דוגמה לשינוי כימי היא תהליך הבעירה, לפיו חמצן משתלב עם פחמן לייצור פחמן דו חמצני. שיתוף2 יש תכונות כימיות שונות מהחמצן והפחמן שמשתלבים יחד ליצירתו.
לא ברור אם המסת חומר במים היא תהליך פיזי או כימי. כשממיסים תרכובת יונית, כמו מלח, הפתרון היוני שנוצר הופך לאלקטרוליט בעל תכונות כימיות שונות מאשר מים טהורים. זה יהפוך את זה לתהליך כימי. מצד שני, אתה יכול לשחזר את כל המלח בצורתו המקורית באמצעות התהליך הפיזי של הרתחת המים. כאשר מולקולות גדולות יותר כמו סוכר מתמוססות במים, מולקולות הסוכר נשארות שלמות, והתמיסה אינה הופכת להיות יונית. במקרים כאלה פירוק הוא בבירור תהליך פיזי.