¿De dónde viene la energía, cuando los iones Na + y Cl- se disuelven de un cristal de NaCl en agua?

Cuando el cloruro de sodio se disuelve en agua, deben ocurrir dos cosas. Primero, el cristal tiene que ser desgarrado por las moléculas de agua que interactúan con los iones individuales del cristal de sal. Las moléculas de agua comienzan a disminuir los niveles de energía de los iones en relación con sus estados de energía de cristal de sal originales, al interactuar a través de interacciones dipolo-ion. Como una molécula de agua es una molécula polar, tiene cargas parciales negativas y positivas, que pueden usarse para estabilizar iones. Los cationes de sodio están rodeados por las moléculas de agua, primero el átomo de oxígeno, mientras que los aniones de cloruro están rodeados primero por el átomo de hidrógeno. El entorno de los iones ayuda a reducir la energía de los iones originales, lo suficiente como para que el cristal se rompa gradualmente y se vuelva menos estable a medida que se disuelve en agua. Las moléculas de agua agregan energía de solvatación a los iones de cristal, y esta energía es suficiente para superar la energía de red natural del cristal. Si la sal está demasiado unida, las moléculas de agua no pueden superar la energía de la red y no romperán el cristal. Si las moléculas de agua no pueden producir suficiente energía de solvatación a través de interacciones dipolo, el cristal no se desmoronará en el agua. En el caso del cloruro de sodio, la energía de solvatación obtenida por las moléculas de agua que interactúan con los iones individuales de sodio y cloruro es más que suficiente para superar la energía que mantiene los iones juntos en el cristal antes de la disolución. Por lo tanto, la energía utilizada para romper un cristal de sal proviene de la energía adicional de las interacciones dipolo-ion proporcionadas por las moléculas de agua. Las formas solvatadas de iones de sodio y cloruro en el agua son más estables que el cristal que permanece intacto, rodeado de agua. Esta estabilidad es reversible, porque cuando no hay suficientes moléculas de agua alrededor para rodear los iones de sal, el cristal se reforma lentamente o en parte permanece disuelto. Así es como extraemos la sal a través de la evaporación del agua de mar, porque las moléculas de agua se van y permiten que los iones de sal vuelvan a unirse. Si intentamos este proceso con un solvente diferente que carece de cargas parciales fuertes, como el hexano, encontramos que la sal se mantiene como un cristal, porque la energía de solvatación proporcionada por el hexano no es suficiente para romper el cristal. Intenta rodear el cristal de sal, pero no es capaz de estabilizar los iones lo suficiente, favoreciendo un cristal intacto.