Di Kevin Beck Aggiornato il 30 agosto 2022
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Quando cospargi del sale da cucina in un bicchiere d'acqua, assisti a un balletto chimico quotidiano che governa anche i nostri oceani, che coprono più di due terzi della superficie terrestre.
Il sale da cucina è il composto ionico cloruro di sodio (NaCl) , fatto di atomi di sodio e cloro. Nel momento in cui i cristalli toccano l'acqua, il sale “scompare” mentre i suoi ioni si disperdono nel liquido. Più sale aggiungi, più tempo impiegherà la soluzione a raggiungere l'equilibrio, spesso richiedendo una leggera agitazione per favorire il processo.
L'acqua (H₂O) è una molecola semplice ma straordinaria:due atomi di idrogeno legati a un atomo di ossigeno, dando un rapporto molare 2:1. Poiché l’ossigeno è circa sedici volte più pesante dell’idrogeno, l’acqua è composta per circa il 90% da ossigeno in massa. È solido sotto 0°C, liquido tra 0°C e 100°C e vapore sopra 100°C. Sebbene elettricamente neutra, l'acqua è polare:l'ossigeno trasporta una leggera carica negativa mentre gli idrogeni trasportano una leggera carica positiva.
NaCl è ionico, formato quando il sodio dona un elettrone al cloro, creando un legame altamente elettronegativo. Quando disciolti, gli ioni Na⁺ e Cl⁻ interagiscono con le molecole di acqua polare.
Alcuni potrebbero chiedersi se il cloruro di sodio possa produrre acido cloridrico nell'acqua. La reazione teorica è:
NaCl + H₂O ⇌ NaOH + HCl
In pratica, questa reazione è energeticamente sfavorevole. L'acido cloridrico è un acido molto più forte dell'acqua, che è neutra (pH=7). Qualsiasi H⁺ rilasciato verrebbe immediatamente neutralizzato da NaOH, la base forte formata. Termodinamicamente, l'equilibrio si trova molto a sinistra, quindi NaCl si dissolve semplicemente senza formare HCl.
Il processo di dissoluzione è guidato dalle attrazioni elettrostatiche:gli ioni Na⁺ sono attratti dalle estremità dell’ossigeno delle molecole di H₂O, mentre gli ioni Cl⁻ sono attratti dalle estremità dell’idrogeno. Queste interazioni creano un “tiro alla fune” che supera i legami ionici di NaCl. I legami covalenti più forti dell'acqua e la sua rete di legami idrogeno poi separano il sale, lasciando gli ioni solvatati dalle molecole d'acqua circostanti.
