Hvad er vandige løsninger?

den vandige opløsninger er de løsninger, der bruger vand til at nedbryde et stof. For eksempel, mudder eller sukkervand.

Når en kemisk art er opløst i vand, betegnes dette ved at skrive (aq) efter det kemiske navn (Reid, S.F.).

Hydrofile stoffer (som elsker vand) og mange ioniske forbindelser opløses eller dissocieres i vand.

Når bordsalt eller natriumchlorid opløses i vand, dissocieres det til sine ioner for at danne Na + (aq) og Cl- (aq).

Hydrofobe stoffer (som er bange for vand) opløses generelt ikke i vand eller danner vandige opløsninger. For eksempel resulterer blanding af olie og vand ikke i opløsning eller dissociation.

Mange organiske forbindelser er hydrofobe. Ikke-elektrolytter kan opløse i vand, men dissocieres ikke i ioner og opretholder deres integritet som molekyler.

Eksempler på ikke-elektrolytter indbefatter sukker, glycerol, urinstof og methylsulfonylmethan (MSM) (Anne Marie Helmenstine, 2017).

Egenskaber af vandige opløsninger

Vandige opløsninger udfører normalt elektricitet. Opløsninger, der indeholder stærke elektrolytter tendens til at være gode elektriske ledere (fx havvand), mens opløsninger, der indeholder svage elektrolytter tendens til at være dårlige ledere (f.eks postevand).

Årsagen er, at stærke elektrolytter dissocierer fuldstændigt i ioner i vand, mens svage elektrolytter dissocierer ufuldstændigt..

Når kemiske reaktioner forekommer mellem arter i en vandig opløsning, er reaktionerne sædvanligvis dobbeltfordelingsreaktioner (også kaldet metates eller dobbelt substitution).

I denne type reaktion tager kationen af ​​et reagens stedet for kationen i det andet reagens, hvilket typisk danner en ionbinding. En anden måde at tænke på er, at reaktive ioner "ændrer partnere".

Reaktioner i vandig opløsning kan give anledning til produkter, som er opløselige i vand eller kan frembringe et bundfald.

Et bundfald er en forbindelse med en lav opløselighed, der ofte falder uden for opløsningen som et faststof (vandige opløsninger, S.F.).

Betegnelserne syre, base og pH gælder kun for vandige opløsninger. For eksempel kan man måle pH citronsaft eller eddike (to vandige opløsninger) og er svage syrer, men kan ikke opnå nogen væsentlig testinformation vegetabilsk olie med pH-papir (Anne Marie Helmenstine, Vandig Definition, 2017).

Hvorfor opløses nogle faste stoffer i vand?

Det sukker, vi bruger til at sød kaffe eller te, er et molekylært faststof, hvori individuelle molekyler holdes sammen ved relativt svage intermolekylære kræfter.

Når sukkeret opløses i vand, brydes de svage bindinger mellem de enkelte sucrose molekyler ned, og disse C12H22O11 molekyler frigives i opløsningen.

Der kræves energi for at bryde bindingerne mellem C12H22O11 molekylerne i saccharose. Det tager også energi at bryde brintbindingerne i vandet, der skal afbrydes for at indsætte et af disse saccharose molekyler i opløsning.

Sukker opløses i vand, fordi energi frigives, når de lidt polære molekyler af saccharose danner intermolekylære bindinger med polære vandmolekyler.

De svage bindinger, der danner mellem opløsningsmidlet og opløsningsmidlet, kompenserer den energi, der er nødvendig for at ændre strukturen af ​​både det rene opløste stof og opløsningsmidlet.

I tilfælde af sukker og vand fungerer denne proces så godt, at op til 1800 gram saccharose kan opløses i en liter vand.

De ioniske faste stoffer (eller salte) indeholder positive og negative ioner, som holdes sammen takket være den store tiltrækningskraft mellem partikler med modsatte ladninger.

Når et af disse faste stoffer opløses i vand, frigives de ioner, der danner det faste stof, i opløsning, hvor de er forbundet med polære opløsningsmiddelmolekyler (Berkey, 2011).

NaCl (s) "Na + (aq) + Cl- (aq)

Vi kan generelt antage at saltene dissocierer i deres ioner, når de opløses i vand.

Ioniske forbindelser opløses i vand, hvis energien frigives, når ionerne interagerer med vandmolekyler kompenserer den nødvendige energi til at bryde de ioniske bindinger i faste og den nødvendige energi til at adskille vandmolekylerne for kan indsættes ioner ind opløsningen (opløselighed, SF).

Opløselighed regler

Afhængigt af opløseligheden af ​​et opløst stof er der tre mulige resultater:

1) Hvis opløsningen har mindre opløst end det maksimale mængde, der kan opløses (dets opløselighed), er det en fortyndet opløsning;

2) Hvis mængden af ​​opløst stof er nøjagtigt det samme som dets opløselighed, er det mættet;

3) Hvis der er mere opløst end det er i stand til at opløse, adskilles det overskydende opløst stof fra opløsningen.

Hvis denne separationsproces indbefatter krystallisation, danner den et bundfald. Udfældningen reducerer koncentrationen af ​​opløsningsmidlet til mætning for at forøge opløsningens stabilitet.

Følgende er opløselighedsreglerne for fælles ioniske faste stoffer. Hvis to regler synes at være i modstrid med hinanden, har præcedens prioritet (Antoinette Mursa, 2017).

1- Salte indeholdende elementer i gruppe I (Li⁺, na⁺, K⁺, Cs⁺, Rb⁺) er opløselige. Der er få undtagelser fra denne regel. Saltene indeholdende ammoniumionen (NH₄⁺) er også opløselige.

2- Salte indeholdende nitrat (NO₃^-) er generelt opløselige.

3- Saltene indeholdende Cl-, Br- eller I- er generelt opløselige. De vigtige undtagelser fra denne regel er Aghalogenidsalte⁺, PB2⁺ og (Hg2)²⁺. Så, AgCl, PbBr₂ og Hg₂cl₂ de er uopløselige.

4- De fleste sølvsalte er uopløselige. AgNOs₃ og Ag (C₂H₃O₂) er almindelige opløselige salte af sølv; Næsten alle andre er uopløselige.

5- De fleste sulfatsalte er opløselige. Vigtige undtagelser fra denne regel omfatter CaSO₄, BaSO₄, PbSO₄, Ag₂SO4 og SrSO₄.

6- De fleste hydroxidsalte er kun lidt opløselige. Hydroxidsaltene af gruppe I-elementerne er opløselige. Hydroxidsaltene af gruppe II-elementerne (Ca, Sr og Ba) er lidt opløselige.

Saltene af overgangsmetalhydroxid og Al₃⁺ De er uopløselige. Så, Fe (OH)₃, Al (OH)₃, Co (OH)₂ de er ikke opløselige.

7- De fleste overgangsmetalsulfider er meget uopløselige, herunder CdS, FeS, ZnS og Ag₂S. Arsen-, antimon-, vismut- og blysulfider er også uopløselige.

8- Karbonaterne er ofte uopløselige. Carbonaterne fra gruppe II (CaCO₃, SrCO₃ og BaCO₃) er uopløselige, ligesom FeCO₃ og PbCO₃.

9- Chromater er ofte uopløselige. Eksempler indbefatter PbCrO₄ og BaCrO₄.

10-phosphater såsom Ca₃(PO₄)₂ og Ag₃PO₄ de er ofte uopløselige.

11-fluorider, såsom BaF₂, MgF₂ og PbF₂ de er ofte uopløselige.

Eksempler på opløselighed i vandige opløsninger

Cola, saltvand, regn, syreopløsninger, basisopløsninger og saltopløsninger er eksempler på vandige opløsninger.

Når du har en vandig opløsning, kan et bundfald induceres ved udfældningsreaktioner (reaktioner i vandig opløsning, S.F.).

Nedbørsreaktioner omtales undertiden som "dobbeltforskydning" reaktioner. For at bestemme, om et bundfald vil danne ved blanding af vandige opløsninger af to forbindelser:

1. Optag alle ionerne i opløsning.
2. Kombiner dem (kation og anion) for at opnå alle mulige bundfald.
3. Brug opløselighedsreglerne til at bestemme hvilken (hvis nogen) kombination (er) er uopløselig og vil udfælde.

Eksempel 1: Hvad sker der, når blanding Ba (NO₃)_2(Aq) og Na₂CO_{3 (aq)}?

Ioner til stede i opløsning: Ba²⁺, NO₃^-, na⁺, CO₃^2-

Potentielle udfældninger: BaCO₃, NaNO3

Opløselighedsregler: BaCO₃ er uopløselig (regel 5), NaNO₃ det er opløseligt (regel 1).

Komplet kemisk ligning:

Ba (nr₃)₂(aq) + Na₂CO₃(aq) "BaCO₃(s) + 2NaNO₃ (Aq)

Net ionisk ligning:

Ba²⁺_(Aq) + CO₃^2-_(Aq) "Baco_{3 (s)}

Eksempel 2: Hvad sker der, når Pb er blandet (NO₃)₂ (aq) og NH₄I (aq)?

Ioner til stede i opløsning: Pb²⁺, NO₃^-, NH₄⁺, jeg^-

Potentielle præcipitater: PbI₂, NH₄NO₃

Opløselighedsregler: PbI₂ er uopløseligt (regel 3), NH₄NO₃ det er opløseligt (regel 1).

Komplet kemisk ligning: Pb (NO₃)_{2 (aq)} + 2NH₄jeg_(Aq) "BNP_{2 (s)} + 2NH₄NO_{3 (aq)}

Net ionisk ligning: Pb²⁺_(Aq) + 2I^-_(Aq) "BNP_{2 (s).}

referencer

1. Anne Marie Helmenstine. (2017, maj 10). Vandig definition (vandig opløsning). Hentet fra thoughtco.com.
2. Anne Marie Helmenstine. (2017, maj 14). Vandig opløsningsdefinition i kemi. Hentet fra thoughtco.com.
3. Antoinette Mursa, K. W. (2017, maj 14). Opløselighedsregler Hentet fra chem.libretexts.org.
4. Vandige opløsninger. (S.F.). Genvundet fra saylordotorg.github.io.
5. Berkey, M. (2011, november 11). Vandige løsninger: Definition og eksempler. Hentet fra youtube.com.
6. Reaktioner i vandig opløsning. (S.F.). Genvundet fra chemistry.bd.psu.edu.
7. Reid, D. (S.F.). Vandig opløsning: Definition, reaktion og eksempel. Hentet fra study.com.
8. Opløselighed. (S.F.). Hentet fra chemed.chem.purdue.edu.