2.2 สารในแหล่งน้ำธรรมชาติ

น้ำในแหล่งน้ำธรรมชาติเป็นน้ำที่ไม่บริสุทธิ์มีสารอื่นเจือปนซึ่งอาจเป็นสารโคเวเลนต์เช่นแก้ลออกซิเจน (O, แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO,) และสารที่อยู่ในรูปของไอออนเช่นโซเดียมไอออป (Na) คลอไรด์ไอออน (CI) ไอออนทั้งสองชนิดนี้มีปริมาณมากในน้ำทะเลและเมื่อระเหยน้ำออกจะได้เกลือแกงหรือโซเดียมคลอไรด์ (NaCI) ซึ่งเป็นสารประกอบไอออนิก (ionic Compound)

2.2.1 สารประกอบไอออนิก

 สารประกอบไอออนิกประกอบด้วยไอออนบวกที่ยึดเหนี่ยวกับไอออนลบด้วยพันธะเคมีที่เรียกว่าพันธะไอออนิก (ionic bond) โดยไอออนบวกและไอออนลบจัดเรียงตัวสลับต่อเนื่องกันไปใน 3 มิติเกิดเป็นผลึกของแข็ง ในอัตราส่วนของไอออนที่ทำให้สารประกอบไอออนิกเป็นกลางทางไฟฟ้า

เนื่องจากสารประกอบไอออนิกเกิดจากการจัดเรียงตัวของไอออนที่เป็นองค์ประกอบต่อเนื่องเป็นไปใน 3 มิติโดยไม่สามารถหาขอบเขตได้แน่นอนจึงไม่จัดเป็นโมเลกุลและไม่สามารถเขียนตาโมเลกุลได้ดังนั้นสูตรเคมีของสารประกอบไอออนิกจึงเขียนแสดงอัตราส่วนอย่างต่ำของไอออนซึ่งเป็นราวสุตรเอมพิริคัล (empirical formula) การเขียนสูตรเอมพิริคัลทำได้โดยเขียนสัญลักษณ์ธาตุที่เป็นไอออนบวกไว้ข้างหน้าแล้วตามด้วยสัญกษาไชาตุที่เป็นไอออนลบและเขียนตัวเลขห้อยท้ายสัญลักษณ์ธาตุแต่ละชนิดเพื่อแสดงอัตราส่วนอย่างต่ำของจํานวนไอออนในการรวมตัวโดยไม่ต้องเขียนแสดงเลข 1 เช่นโซเดียมคลอไรด์ (NaCI) เป็นสูตรเคมีของเกลือแกงที่แสดงว่า Na รวมตัวกับ CI ด้วยอัตราส่วนอย่างต่ำ 1: 1

    

เนื่องจากสารประกอบไอออนิกเป็นกลางทางไฟฟ้าดังนั้นสูตรเอมพริคัสต้องประกอบด้วยจำนวนไอออนบวกและไอออนลบที่รวมตัวอัตราส่วนอย่างต่ำที่ทำให้ผลรวมของประจุเป็นศูนย์ดังตัวอย่างในตาราง

นอกจากนี้การเขียนสูตรเอมพิริคัลของสารประกอบไอออนิกยังอาจทำได้โดยการไขว้ตัวเลขประจุของไอออนแล้วทำตัวเลขให้เป็นอัตราส่วนอย่างต่ำดังตัวอย่าง

2.2.2การเปลี่ยนสถานะของสารประกอบไอออน

สารประกอบไอออนิกที่อยู่ในสถานะของแข็งไอออนบวกและไอออนลบจะจัดเรียงตัวสลับต่อเนื่องกันไปใน 3 มิติโดยไอออนต่างชนิดกันจะดึงดูดกันด้วยพันธะไอออนิกซึ่งเป็นแรงทางไฟฟ้าและไอออนแต่ละชนิดไม่สามารถเคลื่อนที่ได้เมื่อสารประกอบไอออนิกได้รับความร้อนพันธะไอออนิกบางส่วนจะถูกทำลายทำให้ไอออนบวกและไอออนลบเคลื่อนที่ได้มากขึ้นหากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นถึงจุดหลอมเหลวจะเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวและเมื่อได้รับความร้อนต่อไปจนมีอุณหภูมิถึงจุดเดือดจะเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊สการเปลี่ยนสถานะของสารประกอบไอออนิกจากของแข็งเป็นของเหลวหรือแก๊สต้องทำลายพันธะไอออนิกซึ่งมีความแข็งแรงมากกว่าแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของสารโคเวเลนต์มากดังนั้นจุดหลอมเหลวและจุดเดือดของสารประกอบไอออนิกจึงสูงกว่าสารโคเวเลนต์