science >> Wetenschap >  >> Chemie

Waarom is zout water zwaarder dan kraanwater?

Zout water kan worden beschreven als zwaarder dan leidingwater, op voorwaarde dat dit wordt begrepen als "per volume-eenheid" water. Wetenschappelijk is een volume zout water zwaarder dan een gelijk volume kraanwater, omdat zout water een hogere dichtheid heeft dan kraanwater. Kraanwater is relatief zuiver, en bevat meestal kleine hoeveelheden minerale zouten en kleinere hoeveelheden organisch materiaal. Wateroplossingen die sterk geconcentreerd zijn in opgeloste zouten hebben dichtheden die veel groter zijn dan zuiver of kraanwater.

Dichtheid en soortelijk gewicht

Dichtheid en soortelijk gewicht zijn termen die de concentratie van een stof naar massa beschrijven. Dichtheid wordt gedefinieerd als de massa van een stof per volume-eenheid, meestal uitgedrukt in gram per kubieke centimeter. De dichtheid van zuiver water bij 39 graden Fahrenheit is bijvoorbeeld 1 gram per kubieke centimeter en de gemiddelde dichtheid van zeewater is ongeveer 1,027 gram per kubieke centimeter. Specifieke zwaartekracht, die wordt gedefinieerd als de verhouding van de dichtheid van een stof tot de dichtheid van water, is een meting die in veel wetenschappelijke toepassingen wordt gebruikt. Voor de meeste stoffen zijn dichtheid en soortelijk gewicht bijna identiek bij kamertemperatuur.

Oplosbaarheid van zouten

De verklaring voor de hogere dichtheid van zout water is te vinden in de gewichtsformules van zoutverbindingen. Water is samengesteld uit de relatief lichte atomen waterstof en zuurstof, die atoomgewichten respectievelijk een en 16 hebben. De meeste zouten zijn samengesteld uit zwaardere metaalatomen, zoals natrium, magnesium en kalium, die respectievelijk een atoomgewicht van 23, 24 en 39 hebben. De metaalatomen kunnen gebonden zijn aan andere zware atomen, zoals chloor, broom en jodium, die respectievelijk een atoomgewicht van 35, 80 en 127 hebben. Zouten dissociëren in ionen (geladen atomen) wanneer opgelost in water. De watermoleculen coördineren rond de zware ionen zodat het volume van de oplossing weliswaar maar in mindere mate stijgt dan het gewicht van de oplossing.

Dichtheid van zoutoplossingen

Honderden chemische verbindingen zijn geclassificeerd als zouten. Sommige zouten, zoals natriumchloride en kaliumjodide, zijn bij kamertemperatuur zeer goed oplosbaar in water. Vele andere, zoals bariumsulfaat en calciumfosfaat, zijn praktisch onoplosbaar zelfs bij hogere temperaturen. De maximale dichtheid van een zoutoplossing hangt af van het formulegewicht van het zout, de natuurlijke oplosbaarheid of "oplosbaarheidsproductconstante" van het zout en de temperatuur.

Zwevend effect van zout water

Voorwerpen ondergedompeld in zout water hebben een grotere neiging om te drijven dan in zuiver of kraanwater, dat wil zeggen dat ze meer drijfvermogen hebben. Dit effect komt voort uit de grotere drijvende of opwaartse kracht die op objecten wordt uitgeoefend door zout water vanwege de grotere dichtheid. De drijvende kracht uitgeoefend op ondergedompelde objecten door vloeistoffen is geïmpliceerd in het Principe van Archimedes, dat stelt dat elk object dat volledig of gedeeltelijk ondergedompeld is in een vloeistof zijn eigen gewicht van vloeistof verplaatst. Een object ondergedompeld in kraanwater ervaart een grotere "zwaarte" dan in zout water omdat het een lager gewicht aan leidingwater verdringt.