## Rol van het oplosmiddel (1)

#### De rol van watermoleculen / polariteit

Watermoleculen spelen een essentiële rol in de splitsing in ionen. Water is een sterk polair oplosmiddel. Een watermolecuul is een dipoolmolecuul; het heeft een positieve en een negatieve kant:

In een oplossing van keukenzout (NaCl) trekken de positieve Na+-ionen de negatieve kanten van watermoleculen aan. De negatieve Cl--ionen trekken de positieve kanten van watermoleculen aan. Deze aantrekkende krachten noemen we de ion-dipoolbinding. Ten gevolge van de ion-dipoolbinding omringen watermoleculen de ionen. Ze schermen de ionen als het ware af:

Een gehydrateerd Na+-ion en een gehydrateerd Cl--ion
Notatie: Na+(aq) en Cl-(aq)

Daarmee is ook duidelijk wat de rol van water is bij het oplossen van een zoutkristal:

#### Animaties van het oplossen van een zout in water

Audiovisuele presentatie (YouTube) van het oplossen van NaCl (macroniveau en microniveau). Engelstalig.

Video 'Zouten oplossen en indampen'

Sieger Kooij (scheikundeleraar bovenbouw havo/vwo) laat zien hoe zouten oplossen in water en legt ook uit hoe je dit proces kunt beschrijven met een oplosvergelijking. Ook laat hij zien hoe je het indampen van een zout beschrijft met een indampvergelijking. In deze video komt ook even de term 'hydratatie' aan de orde. Deze term beschrijven we onder de video, samen met de term 'solvatatie'.

zouten (3)

Solvatatie en hydratatie

Een belangrijke voorwaarde voor het oplossen van zouten is dus dat het oplosmiddel sterk polair is. Zo lossen sommige zouten ook op in ethanol of in vloeibare ammoniak. De moleculen van deze oplosmiddelen hebben een sterke dipool. We spreken in dit geval van solvatatie: het verschijnsel waarbij oplosmiddelmoleculen een ion omringen. Speciaal bij water noemen we dit proces hydratatie.

Solvatatie

Solvatatie berust op de ion-dipoolbinding. Stel bijvoorbeeld dat de afstand tussen de plus-lading van de dipool en de plus-lading van een positief ion tweemaal zo groot is als de afstand tussen de min-lading van de dipool en de plus-lading van het ion. Dan is, volgens de wet van Coulomb, de afstotende kracht vier maal zo klein als de aantrekkende kracht. Netto is er dus een aantrekkende kracht tussen het positieve ion en het dipoolmolecuul, ondanks het feit dat het dipoolmolecuul als geheel elektrisch ongeladen is.

Hydratatie

Hydratatie is een bijzonder geval van solvatatie. Water is een goed oplosmiddel voor ionogene stoffen door het grote dipoolmoment van de watermoleculen en de hoge diëlektrische constante. Deze laatste kan worden gezien als een 'verzwakkingsfactor' van de aantrekkingskracht tussen de gehydrateerde ionen in de oplossing.

De omvang van ionen bepaalt het aantal watermoleculen om een ion: meer dan zes passen er meestal niet omheen. De notatie Cu2+(aq) betekent in feite: Cu2+(aq) = [Cu(H2O)6]2+. In woorden: een complex ion dat is samengesteld uit een koper(II)ion en zes watermoleculen. Omdat het aantal watermoleculen van een gehydrateerd koper(II)ion meestal niet van belang is, kiezen we voor de korte schrijfwijze Cu2+(aq).