Är upplösning av salt i vatten en fysisk eller kemisk förändring?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Detta är en mycket vanlig fråga som kemistudenter på olika nivåer ställs, eftersom den belyser några av de viktigaste egenskaperna hos en provningsprocess och kräver användning av omdöme och kritiskt tänkande för att avgöra vilken typ av förändring det handlar om.

För att hitta svaret måste vi vara tydliga med vad kemiska och fysikaliska processer är, hur vi känner igen dem och exakt vad som händer när vi löser salt i vatten.

Fysiska förändringar kontra kemiska förändringar

Fysiska förändringar definieras som sådana som kan förändra utseendet eller aggregationstillståndet hos ett ämne, men som inte ändrar dess kemiska natur. Det betyder att de är de förändringar där ämnen passerar från en fas till en annan, till exempel från fast till vätska eller från vätska till gas, men deras sammansättning förblir densamma.

Till exempel, när is, som består av vattenmolekyler (H 2 O), smälter, förvandlas den till flytande vatten, som uppenbarligen också består av samma molekyler. De fysiska egenskaperna och utseendet har förändrats radikalt, men de har fortfarande samma sammansättning.

I det här fallet inträffade ingen kemisk reaktion som skulle förändra naturen hos de molekyler som var en del av isen.

Å andra sidan kännetecknas kemiska omvandlingar av förekomsten av en kemisk reaktion som förändrar ämnens struktur eller kemiska natur. Förutom en förändring i det fysiska utseendet kan utseendet av kemiska ämnen som skiljer sig från de ursprungliga observeras.

Till exempel, vid elektrolys av vatten, bryts molekyler isär för att bilda molekylärt väte och syre, så detta är en kemisk förändring.

Hur kan man skilja mellan de två?

En nyckel till att känna igen och särskilja fysiska från kemiska processer är att de förra kan representeras av kemiska ekvationer där reaktanterna och produkterna är olika kemiska ämnen.

Å andra sidan, eftersom fysikaliska processer inte ändrar ämnens natur, kan de återvinnas oförändrade genom andra fysikaliska processer som förångning, destillation, stelning, etc.

Man måste dock vara försiktig i denna analys, eftersom det är möjligt att processer som förångning leder till uppkomsten av en omvänd kemisk process som regenererar den ursprungliga kemikalien. Poängen är att vissa processer är svårare att särskilja än andra, så det är nödvändigt att leta efter ytterligare bevis som stödjer respektive hypotes.

Vad händer när vi löser salt i vatten?

Vanligt bordssalt eller NaCl, är en fast jonförening vid rumstemperatur, som bildas av ett kristallint nätverk av natrium- och kloridjoner. När det löses i vatten separerar detta lösningsmedel jonerna och låser in dem i en slags bur av vattenmolekyler och bildar de solvatiserade jonerna. Denna process kan representeras av följande kemiska ekvation:

saltlösningsreaktion i vatten

En liknande process inträffar när vi löser upp någon stark elektrolyt i vatten. Med blotta ögat ser vi bara att saltkristallerna (fast NaCl) gradvis löses upp tills de försvinner. Det finns dock massor av bevis som tyder på att den kemiska förändringen som representeras av ovanstående ekvation faktiskt inträffade.

Det huvudsakliga beviset ligger i det faktum att fast natriumklorid inte har förmågan att leda elektricitet, eftersom jonerna är fångade i den kristallina strukturen. Men när den löses i vatten leder den resulterande lösningen elektricitet.

För att detta ska ske måste det vara möjligt för de motsatt laddade jonerna att röra sig oberoende av varandra till de två motsatta elektroderna, vilket bara kommer att ske om natrium- och kloridjonerna är effektivt separerade. Om de höll ihop, som i NaCl, skulle partiklarna kännas lika attraherade av båda elektroderna så att de inte skulle röra sig, och genom att inte röra sig skulle det inte bli någon ledning av elektricitet.

Enkelt uttryckt, under upplösningen av NaCl, bryts jonbindningen som håller samman föreningens partiklar, och brytningen av en kemisk bindning är kännetecknet för en kemisk förändring.

Domen: Varför är upplösning av salt i vatten en kemisk process?

Baserat på vad som sades för ett ögonblick sedan är det tydligt att Na + (aq) och Cl (aq) jonerna är olika kemiska arter från NaCl (s) . Av denna anledning innebär upplösningsprocessen en förändring av saltets kemiska natur, varför det klassificeras som en kemisk process.

Sett på ett annat sätt är dissociationsprocesser uppenbarligen kemiska processer, och eftersom upplösningen av salter i vatten innebär dissociation av föreningen till dess beståndsdelar joner, så är de nödvändigtvis kemiska processer.

Varför anser vissa att upplösningen av salt är en fysisk process?

Allt verkar ganska klart efter att ha tittat på det för ett ögonblick sedan. Så varför uppstår tvivel? Anledningen är att, som vi har sett vid andra tillfällen, allt inte är svart och vitt. Det visar sig att det också finns andra argument som talar för att processen är rent fysisk och inte kemisk.

Till att börja med finns det faktum att varken natriumkatjonen eller kloridanjonen genomgår någon förändring i den elektroniska strukturen av deras valensskal under upplösning. Detta tolkas av många människor som frånvaron av en kemisk förändring. Även om detta är en viktig punkt, måste man komma ihåg att jonbindning inte involverar delade elektroner mellan joner, så att bryta denna typ av bindning påverkar inte den elektroniska fördelningen av jonerna.

Å andra sidan använder många också argumentet att salt lätt kan återvinnas genom att förånga vatten, vilket är helt sant. Men att en process är reversibel innebär inte på något sätt att den nödvändigtvis är fysisk. Faktum är att väldigt många kemiska processer, inklusive dissociationsreaktioner, är reversibla processer. Å andra sidan är inte alla fysiska processer reversibla.

Några sista ord om diskussionen

I kraft av alla argument för och emot fortsätter diskussionen om arten av upplösningsprocessen av salter, och det är bra att det gör det, eftersom det får kemistudenter att tänka och analysera bevisen ur en synvinkel. se.

Problemet som orsakar så mycket förvirring är att vi ofta tenderar att tänka på joniska föreningar på samma sätt som vi tänker på kovalenta föreningar, som om de vore diskreta molekyler (av NaCl, till exempel), när de i själva verket inte är det.

Att prata om att bryta en jonbindning är inte som att prata om att bryta en kovalent bindning, även om båda är kemiska bindningar.

När det gäller molekylära föreningar håller den kovalenta bindningen endast samman de atomer som utgör varje molekyl. De kohesiva krafterna som håller samman molekyler i fast och flytande tillstånd är intermolekylära krafter. Dessa är de interaktioner som bryts eller återskapas i fysiska processer.

Å andra sidan, i joniska föreningar finns det varken intramolekylära eller intermolekylära krafter, eftersom det inte finns några molekyler. Jonbindningen representerar den enda kohesiva kraften som håller ihop alla joner i kristallgittret, så att bryta dessa krafter när man löser ett salt är ungefär som vad som händer när vi bryter intermolekylära krafter när vi smälter ett molekylärt fast ämne eller förångar det. (båda fysiska processer).

Därför talar vi om en gråzon. Det som i slutändan är viktigt är inte om denna process är fysisk eller kemisk eller inte, eller vem som vinner argumentet. Det viktiga här är att diskussion genereras och att eleverna lär sig att försvara sina synpunkter och förstå andras synpunkter.

Anmärkning om andra upplösningsprocesser

Det bör noteras att det faktum att saltupplösningsprocessen är en kemisk process inte nödvändigtvis innebär att alla upplösningsprocesser också är kemiska. Detta gäller endast för elektrolyter som dissocierar i lösning, eftersom dissociationsprocessen är en kemisk förändring.

Å andra sidan, när vi löser molekylära lösta ämnen som inte joniserar, till exempel när vi löser socker i vatten, eller oktan i bensen, bryts inte de lösta molekylerna eller bildar någon kemisk bindning mellan atomerna som utgör dem. Av denna anledning är dessa upplösningsprocesser fysiska processer.

Referenser

Brown, T. (2021). Kemi: The Central Science (11:e upplagan). London, England: Pearson Education.

Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Chemistry (10: e upplagan ). New York, NY: MCGRAW-HILL.

Klassificering av materien: Materiens egenskaper. Hämtad från https://www.clevelandmetroschools.org/

Fysikaliska och kemiska egenskaper. (2020, 30 oktober). Hämtad från https://espanol.libretexts.org/@go/page/1795

-Annons-

Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados

Vad betyder LD50?

vad är borax