Was passiert, wenn sich eine ionische Verbindung in Wasser auflöst?

Inhalt

• Lösen sich alle ionischen Verbindungen auf?
• Wie sich ionische Verbindungen auflösen
• Ionen verwandeln Wasser in einen Elektrolyten

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Ionenverbindungen bestehen aus entgegengesetzt geladenen Atomen, den Ionen, die in einer Gitterstruktur angeordnet sind. Salze, einschließlich Natriumchlorid (NaCl) - Tafelsalz - sind die bekanntesten Beispiele für ionische Verbindungen. Wenn Sie eine ionische Verbindung in Wasser eintauchen, werden die Ionen von den Wassermolekülen angezogen, die jeweils eine polare Ladung tragen. Wenn die Anziehung zwischen den Ionen und den Wassermolekülen groß genug ist, um die Bindungen aufzubrechen, die die Ionen zusammenhalten, löst sich die Verbindung auf. Wenn dies geschieht, dissoziieren und dispergieren die Ionen in Lösung, wobei jede von Wassermolekülen umgeben ist, um eine Rekombination zu verhindern. Die resultierende ionische Lösung wird zu einem Elektrolyten, was bedeutet, dass sie Elektrizität leiten kann.

Lösen sich alle ionischen Verbindungen auf?

Durch die Anordnung der Wasserstoffatome um den Sauerstoff trägt jedes Wassermolekül eine polare Ladung. Sein positives Ende wird von den negativen Ionen in einer ionischen Verbindung angezogen, während das negative Ende von den positiven Ionen angezogen wird. Die Neigung einer Verbindung, sich in Wasser zu lösen, hängt von der Stärke der Bindungen ab, die die Verbindung zusammenhalten, verglichen mit der Stärke, die die Wassermoleküle auf die einzelnen Ionen ausüben. Gut lösliche Verbindungen wie NaCl brechen vollständig auseinander, schwerlösliche wie Bleisulfat (PbSO 4)₄) nur teilweise. Verbindungen mit unpolaren Molekülen lösen sich nicht auf.

Wie sich ionische Verbindungen auflösen

In Lösung wirkt jedes Wassermolekül wie ein winziger Magnet, der die Ionen im gelösten Stoff anzieht. Wenn die kombinierte Kraft aller Wassermoleküle, die einen gelösten Stoff umgeben, größer ist als die Anziehungskraft zwischen den Ionen, trennen sich die Ionen. Dabei ist es von Wassermolekülen umgeben, die eine Rekombination verhindern. Die positiven und negativen Ionen driften in die Lösung ab. Wenn sich alle Wassermoleküle an Ionen gebunden haben und keine mehr verfügbar sind, wird die Lösung als gesättigt bezeichnet und es löst sich kein gelöster Stoff mehr auf.

Nicht alle Verbindungen sind gleich löslich. Einige lösen sich nur teilweise auf, weil die Konzentration der Ionen in Lösung schnell ein Gleichgewicht mit der ungelösten Verbindung erreicht. Die Löslichkeitsproduktkonstante K_sp misst diesen Gleichgewichtspunkt. Je höher der K_spdesto höher ist die Löslichkeit. Sie finden die K_sp einer bestimmten Verbindung durch Nachschlagen in Tabellen.

Ionen verwandeln Wasser in einen Elektrolyten

Das Vorhandensein von freien Ionen im Wasser ermöglicht es dem Wasser, Elektrizität zu leiten, was für lebende Organismen wichtig ist. Flüssigkeiten im menschlichen Körper enthalten positive Ionen wie Calcium, Kalium, Natrium und Magnesium sowie negative Ionen wie Chlorid, Carbonate und Phosphate. Diese Ionen sind so lebenswichtig für den Stoffwechsel, dass sie wieder aufgefüllt werden müssen, wenn der Körper durch Bewegung oder Krankheit austrocknet. Aus diesem Grund bevorzugen Sportler Elektrolytgetränke gegenüber reinem Wasser.

Elektrolytische Lösungen machen auch Batterien möglich. Sogar Trockenzellen enthalten einen Elektrolyten, obwohl er eher eine Paste als eine Flüssigkeit ist. Die Ionen im Elektrolyten fließen zwischen der Anode und der Kathode der Batterie und laden sie relativ zueinander auf. Wenn Sie die Batterie an eine Last anschließen, entladen sich die Klemmen und es fließt Strom.