Відокремте рідини сіллю! Науковий американський

Солоний науковий проект

американський

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Зареєструватися "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Ключові поняття
Хімія
Рішення
Змішуваність
Полярність
Розчинність

Вступ
Ви, напевно, знаєте, що деякі рідини, такі як олія та вода, не змішуються між собою. Якщо перелити їх в ту саму ємність, вони утворюватимуть окремі шари рідини, один на одному. Інші рідини, наприклад, спирт і вода, що стирається, можна змішувати між собою. Але чи знали ви, що як тільки обидві ці рідини змішаються, ви зможете розділити їх знову на два різні шари? Як ти можеш це зробити? Відповідь може здивувати вас - сіллю! У цій діяльності ви дізнаєтесь, як це працює.

Передумови
Коли дві рідини можна змішувати між собою, вони “змішуються” - вони утворюють щось, що називається однорідним розчином, що означає, що ви більше не можете розрізнити дві рідини. На відміну від них, коли їх не можна змішувати, вони “не змішуються” - вони утворюють два окремі шари, які називаються гетерогенним розчином. Щоб мати змогу змішуватися, молекули обох рідин повинні мати змогу притягувати одна одну. Молекули, які є полярними (тобто їх електричний заряд розподіляється нерівномірно, тому вони мають більш позитивну і негативну сторони), як правило, утворюють водневі зв’язки, тоді як неполярні молекули (які мають рівний баланс заряду) не схильні утворювати такі зв’язки. Оскільки молекули води є полярними, будь-яка рідина, яка не має полярних молекул - наприклад, нафта - зазвичай не змішується з водою.

Молекули спирту, що натирається, мають полярну і неполярну частини, а це означає, що вони здатні утворювати водневі зв’язки з водою і, отже, здатні змішуватися з нею. Але як можна розірвати ці зв’язки, щоб розділити обидві рідини після їх змішування? До суміші потрібно додати щось, що конкурує зі спиртом у зв’язуванні з молекулами води. Одна речовина, яка може це зробити, - це сіль. Сіль є іонною сполукою, тобто вона є речовиною, що складається з електрично заряджених молекул, які називаються іонами. Коли іонні сполуки розчиняються у воді, окремі іони відокремлюються і оточуються молекулами води - процес, який називається сольватацією. Оскільки сольові іони заряджені, вони набагато краще розчиняються в полярному розчиннику, який також трохи більше заряджений, ніж неполярний розчинник. З цієї причини іони солі привертають молекули води набагато сильніше, ніж молекули спирту, оскільки алкоголь менш полярний, ніж вода. Це означає, що коли багато солі, всі молекули води будуть зв’язуватися з іонами солі, не залишаючи жодної, щоб утворювати водневі зв’язки з молекулами спирту. В результаті спирт стає незмішуваним з водою і починає утворювати окремий шар. Цей процес називається "засоленням" або "сольовим поділом фаз".