Γιατί το αλάτι του βράχου διαλύεται στο νερό;
1. Πολικότητα και αλληλεπιδράσεις ιόντων-διπόλης:
* Το νερό είναι ένα πολικό μόριο: Έχει θετικό τέλος (υδρογόνο) και αρνητικό άκρο (οξυγόνο).
* Το χλωριούχο νάτριο είναι μια ιοντική ένωση: Αποτελείται από θετικά φορτισμένα ιόντα νατρίου (Na+) και αρνητικά φορτισμένα ιόντα χλωριούχου (Cl-).
* αλληλεπιδράσεις ιόντων-διπόλης: Το θετικό άκρο των μορίων του νερού προσελκύει τα αρνητικά φορτισμένα ιόντα χλωριούχου και το αρνητικό άκρο των μορίων νερού προσελκύει τα θετικά φορτισμένα ιόντα νατρίου. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις ξεπερνούν την ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ των ιόντων νατρίου και χλωριούχου στον κρύσταλλο αλατιού.
2. Ενυδάτωση:
* Μόλις διαχωριστούν τα ιόντα, τα μόρια του νερού τους περιβάλλουν, σχηματίζοντας ένα κέλυφος ενυδάτωσης. Αυτό το κέλυφος απομονώνει τα ιόντα μεταξύ τους, εμποδίζοντας τους να ανασυνδυαστούν σε στερεό αλάτι.
3. Εντροπία:
* Η διαδικασία διάλυσης οδηγεί σε αύξηση της εντροπίας (διαταραχή). Το εξαιρετικά οργανωμένο κρυσταλλικό πλέγμα αλατιού διασπάται σε ελεύθερα κινούμενα ιόντα σε διάλυμα. Αυτή η αύξηση στην εντροπία είναι θερμοδυναμικά ευνοϊκή.
4. Ενεργειακές εκτιμήσεις:
* Ενώ το σπάσιμο ιοντικών δεσμών στον κρύσταλλο άλατος απαιτεί ενέργεια (ενδοθερμική διαδικασία), ο σχηματισμός αλληλεπιδράσεων ιόντων-διαδολών με μόρια νερού απελευθερώνει ενέργεια (εξώθερμη διαδικασία). Στην περίπτωση του χλωριούχου νατρίου, η ενέργεια που απελευθερώνεται με ενυδάτωση είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει τους ιοντικούς δεσμούς, καθιστώντας τη συνολική διεργασία ενεργά ευνοϊκή.
Συνοπτικά: Το αλάτι του βράχου διαλύεται στο νερό επειδή η ισχυρή έλξη μεταξύ των μορίων του νερού και των ιόντων στον κρύσταλλο αλατιού ξεπερνά τις ηλεκτροστατικές δυνάμεις που συγκρατούν τον κρύσταλλο μαζί. Αυτή η διαδικασία καθοδηγείται από ένα συνδυασμό αλληλεπιδράσεων ιόντων-διπολικών, ενυδάτωσης και ευνοϊκών αλλαγών εντροπίας.
