Inhoud
Water staat bekend als het universele oplosmiddel omdat het meer stoffen oplost dan welke andere vloeistof dan ook. Het kan dit doen omdat watermoleculen een elektrische lading hebben die sterk genoeg is om de moleculaire bindingen van de stoffen die het oplost te verstoren. Een dergelijke stof is natriumchloride (NaCl) of keukenzout. Wanneer u zout in water doet, scheiden de natrium- en chloorionen zich af en hechten ze zich aan afzonderlijke watermoleculen. De resulterende oplossing wordt een elektrolyt, wat betekent dat het in staat is elektriciteit te geleiden.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Water bestaat uit polaire moleculen die natrium- en chloorionen aantrekken. De attractie verstoort de kristalstructuur van natriumchloor en produceert een oplossing van vrije ionen bekend als een elektrolyt.
De structuur van de watermolecule
In plaats van symmetrisch aan weerszijden van het zuurstofatoom te zijn geplaatst, worden de twee waterstofatomen in een watermolecuul aangetrokken tot de posities van 10 en 2 uur, net als bij Mickey Mouses-oren. De asymmetrie produceert een polair molecuul met een netto positieve lading aan de waterstofzijde en een negatieve aan de zuurstofzijde. Deze polariteit maakt water niet alleen tot een goed oplosmiddel, het is ook verantwoordelijk voor verschijnselen als microgolfverwarming. Wanneer microgolven door water gaan, richten de polaire moleculen zich op het stralingsveld en beginnen te trillen. Het is de warmte die wordt gegenereerd door deze trillingen die je eten verwarmt.
Hoe zout oplost
Natriumchloride is een ionisch kristal. Natriumionen dragen een positieve lading, terwijl chloorionen een negatieve lading dragen, en de twee vormen van nature een roosterstructuur. Wanneer je zout in water doet, neigen de positieve ionen naar de negatieve kanten van de watermoleculen, terwijl de negatieve ionen naar de andere kanten bewegen. Op deze manier verstoort elk watermolecuul de roosterstructuur en het resultaat is een oplossing van vrije ionen gesuspendeerd in water.
Oplossing vindt sneller plaats als u de oplossing beweegt door te roeren of te schudden, omdat de toevoeging van mechanische energie vrije ionen verspreidt en meer ongeëvenaarde watermoleculen toegang krijgen tot het zout. Op een bepaald punt raakt de oplossing verzadigd, wat betekent dat alle watermoleculen aan ionen zijn gehecht. Zout zal niet meer oplossen in een verzadigde oplossing.
Een sterke elektrolyt
Een elektrolyt is een oplossing waarin positieve ionen, anionen genoemd, en negatieve ionen of kationen vrij kunnen bewegen. Vanwege deze bewegingsvrijheid kan een elektrolyt elektriciteit geleiden. Een natriumchloride-oplossing is een sterke elektrolyt omdat alle ionen uit het zout oplossen - ervan uitgaande dat de oplossing niet verzadigd is - en er geen neutrale NaCl-moleculen overblijven om de geleiding te verzwakken.
Het vermogen van zout water om elektriciteit te geleiden hangt af van de concentratie natrium- en chloorionen en van de afwezigheid van onzuiverheden. Hoewel zeewater bijvoorbeeld elektriciteit kan geleiden, geleidt zeewater niet alleen elektriciteit, evenals zuiver zout water dat dezelfde zoutconcentratie heeft, omdat zeewater tal van andere mineralen en andere onzuiverheden bevat die als elektrische isolatoren werken.