Гидратация ионов
Гидратация ионов — это взаимодействие ионов, образовавшихся при растворении электролита, с полярными молекулами воды. В результате вокруг каждого иона формируется гидратная оболочка, поэтому в растворе ионы движутся не изолированно, а вместе с присоединёнными молекулами воды.
Как происходит гидратация
Молекула воды полярна: атом кислорода имеет частичный отрицательный заряд, а атомы водорода — частичный положительный. Поэтому при растворении кристалла молекулы воды ориентируются около ионов: кислород обращается к катионам, а водороды — к анионам. Такое взаимодействие ослабляет притяжение ионов в кристаллической решётке и способствует механизму электролитической диссоциации.
В этой жазбалар \(\mathrm{M^{z+}}\) — катион, \(n\) — условное число молекул воды в его ближайшем окружении. Для аниона ориентация молекул воды обратная. В школьных уравнениях диссоциации обычно записывают просто свободные ионы, хотя в действительности в воде они гидратированы: например, \(\mathrm{Na^+}\) существует преимущественно как гидратированный ион.
При растворении хлорида натрия кристалл распадается на ионы: \(\mathrm{NaCl \rightarrow Na^+ + Cl^-}\). Молекулы воды окружают оба иона: атомы кислорода ориентируются к \(\mathrm{Na^+}\), а атомы водорода — к \(\mathrm{Cl^-}\). Поэтому ионы равномерно распределяются в растворе и участвуют в движении ионов в растворе.
Гидратация — это взаимодействие ионов именно с водой. Сольватация — более общее понятие: взаимодействие частиц с молекулами любого растворителя. Поэтому гидратацию считают частным случаем сольватации. Гидратация также не является новой электролитической диссоциацией: она сопровождает разделение частиц и их существование в растворе.
Как ориентируются молекулы воды около аниона \(\mathrm{Cl^-}\)?
Главное
- Гидратация — взаимодействие ионов с полярными молекулами воды.
- Катионы притягивают к себе атомы кислорода воды, анионы — атомы водорода.
- В растворе ионы окружены гидратными оболочками, хотя в уравнениях их обычно записывают как простые ионы.