Hva er vandige løsninger?

den vandige løsninger er de løsningene som bruker vann for å bryte ned et stoff. For eksempel, gjørme eller sukkervann.

Når en kjemisk art har oppløst seg i vann, betegnes dette ved å skrive (aq) etter det kjemiske navnet (Reid, S.F.).

Hydrofile stoffer (som elsker vann) og mange ioniske forbindelser oppløses eller dissocieres i vann.

For eksempel når bordsalt eller natrium-klorid oppløses i vann, spaltes det til ioner for å danne Na + (aq) og Cl- (aq).

Hydrofobe stoffer (som er redd for vann) oppløses vanligvis ikke i vann eller danner vandige løsninger. For eksempel resulterer blanding av olje og vann ikke i oppløsning eller dissosiasjon.

Mange organiske forbindelser er hydrofobe. Ikke-elektrolytter kan oppløse i vann, men dissocieres ikke i ioner og opprettholder deres integritet som molekyler.

Eksempler på ikke-elektrolytter inkluderer sukker, glyserol, urea og metylsulfonylmetan (MSM) (Anne Marie Helmenstine, 2017).

Egenskaper av vandige løsninger

Vandige løsninger utfører vanligvis strøm. Oppløsninger inneholdende sterke elektrolytter har en tendens til å være gode elektriske ledere (for eksempel sjøvann), mens oppløsninger inneholdende svake elektrolytter har en tendens til å være dårlige ledere (for eksempel, vann fra springen).

Årsaken er at sterke elektrolytter dissocierer helt i ioner i vann, mens svake elektrolytter dissocierer ufullstendig..

Når kjemiske reaksjoner forekommer mellom arter i en vandig oppløsning, er reaksjonene vanligvis dobbelt-forskyvningsreaksjoner (også kalt metates eller dobbeltsubstitusjon).

I denne typen reaksjon tar kationen av ett reagens stedet for kation i det andre reagenset, som typisk danner en ionbinding. En annen måte å tenke på er at reaktive ioner "endrer partnere".

Reaksjoner i vandig oppløsning kan gi opphav til produkter som er oppløselige i vann eller kan produsere et bunnfall.

Et bunnfall er en forbindelse med lav oppløselighet som ofte faller utenfor løsningen som et fast stoff (vandige løsninger, S.F.).

Betegnelsene syre, base og pH gjelder bare for vandige løsninger. For eksempel kan man måle pH i sitronsaft eller eddik (to vandige oppløsninger) og er svake syrer, men kan ikke oppnå noen vesentlig testinformasjon vegetabilsk olje med pH-papir (Anne Marie Helmenstine, Aqueous definisjon, 2017).

Hvorfor oppløser noen faste stoffer i vann?

Sukkeret vi bruker til å søte kaffe eller te er et molekylært fast stoff, hvori enkelte molekyler holdes sammen av relativt svake intermolekylære krefter.

Når sukkeret oppløses i vann, bryter de svake bindingene mellom de enkelte sukrose molekyler ned, og disse C12H22O11 molekylene slippes ut i løsningen.

Energi er nødvendig for å bryte bindingene mellom C12H22O11 molekylene i sukrose. Det tar også energi å bryte hydrogenbindingene i vannet som må avbrytes for å sette inn et av disse sukrose molekylene i oppløsning.

Sukker oppløses i vann fordi energi frigjøres når de litt polare molekylene av sukrose danner intermolekylære bindinger med polar vannmolekyler.

De svake bindingene som dannes mellom løsningsmidlet og løsningsmidlet kompenserer energien som er nødvendig for å endre strukturen til både det rene løsemiddel og løsningsmidlet.

I tilfelle sukker og vann fungerer denne prosessen så godt at opptil 1800 gram sukrose kan oppløses i en liter vann.

De ioniske faste stoffene (eller saltene) inneholder positive og negative ioner som holdes sammen takket være den store tiltrekningskraften mellom partikler med motsatte ladninger.

Når en av disse faste stoffer ble oppløst i vann, blir ioner frigitt den faste oppløsning, som er forbundet med molekyler av polart løsningsmiddel (Berkey, 2011).

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

Vi kan generelt anta at saltene dissocierer i deres ioner når de oppløses i vann.

Ioniske forbindelser som oppløses i vann dersom energien som frigjøres når ionene som kommuniserer med vannmolekyler kompenserer den energi som kreves for å bryte de ioniske bindinger i den faste og den energi som kreves for å separere vannmolekylene for ioner kan føres inn i løsningen (oppløselighet, SF).

Løselighetsregler

Avhengig av løseligheten av et oppløst stoff, er det tre mulige utfall:

1) Hvis løsningen har mindre løsemiddel enn det maksimale mengde som kan oppløses (dets oppløselighet), er det en fortynnet løsning;

2) Hvis mengden løsemiddel er nøyaktig samme mengde som dets oppløselighet, er det mettet;

3) Hvis det er mer løsemiddel enn det er i stand til å oppløses, skilles det overskydende løsemiddel fra løsningen.

Hvis denne separasjonsprosessen inkluderer krystallisering, danner det et bunnfall. Nedbør reduserer konsentrasjonen av løsemiddelet til metning for å øke stabiliteten til oppløsningen.

Følgende er løselighetsreglene for vanlige ioniske faste stoffer. Hvis to regler ser ut til å motsette seg hverandre, har precedenten prioritet (Antoinette Mursa, 2017).

1- Salter som inneholder elementer i Gruppe I (Li⁺, na⁺, K⁺, cs⁺, rb⁺) er oppløselige. Det er få unntak fra denne regelen. Saltene som inneholder ammonium-ionet (NH₄⁺) er også oppløselige.

2- Salter inneholdende nitrat (NO₃^-) er generelt oppløselige.

3- Saltene som inneholder Cl-, Br- eller I - er generelt oppløselige. De viktige unntakene til denne regelen er Aghalogenidsalter⁺, PB2⁺ og (Hg2)²⁺. Så, AgCl, PbBr₂ og Hg₂cl₂ de er uoppløselige.

4- De fleste sølvsalter er uoppløselige. AgNO₃ og Ag (C₂H₃O₂) er vanlige oppløselige salter av sølv; Nesten alle andre er uoppløselige.

5- De fleste sulfatsalter er oppløselige. Viktige unntak fra denne regelen inkluderer CaSO₄, BaSO₄, PbSO₄, Ag₂SO4 og SrSO₄.

6- De fleste hydroksydsalter er bare lite oppløselige. Hydroksydsalter av gruppe I-elementene er oppløselige. Hydroksydsalter av gruppe II-elementene (Ca, Sr og Ba) er lettoppløselige.

Salgene av overgangsmetallhydroksyd og Al₃⁺ De er uoppløselige. Så, Fe (OH)₃, Al (OH)₃, Co (OH)₂ de er ikke oppløselige.

7- De fleste overgangsmetallsulfider er svært uoppløselige, inkludert CdS, FeS, ZnS og Ag₂S. Arsen, antimon, vismut og blysulfider er også uoppløselige.

8- Karbonatene er ofte uoppløselige. Karbonatene i gruppe II (CaCO₃, SrCO₃ og BaCO₃) er uoppløselige, slik som FeCO₃ og PbCO₃.

9- Kromater er ofte uoppløselige. Eksempler inkluderer PbCrO₄ og BaCrO₄.

10-fosfater som Ca₃(PO₄)₂ og Ag₃PO₄ de er ofte uoppløselige.

11-fluorider som BaF₂, MGF₂ og PbF₂ de er ofte uoppløselige.

Eksempler på oppløselighet i vandige løsninger

Cola, saltvann, regn, syreoppløsninger, baseløsninger og saltløsninger er eksempler på vandige løsninger.

Når du har en vandig løsning, kan et bunnfall bli indusert ved utfellingsreaksjoner (Reaksjoner i vandig løsning, S.F.).

Nedbørsreaksjoner blir noen ganger referert til som "dobbelt forskyvning" reaksjoner. For å bestemme om et bunnfall vil danne når man blander vandige oppløsninger av to forbindelser:

1. Noter alle ioner i oppløsning.
2. Kombiner dem (kation og anion) for å oppnå alle potensielle utfellinger.
3. Bruk løselighetsreglene for å bestemme hvilken (hvis noen) kombinasjon (er) er uoppløselig og vil utfelle.

Eksempel 1: Hva skjer når du blander Ba (NO)₃)_2(Aq) og Na₂CO_{3 (aq)}?

Ioner tilstede i løsning: Ba²⁺, NO₃^-, na⁺, CO₃^2-

Potensielle nedbør: BaCO₃, NaNO3

Løselighetsregler: BaCO₃ er uoppløselig (regel 5), NaNO₃ det er løselig (regel 1).

Komplett kjemisk ligning:

Ba (NO₃)₂(aq) + Na₂CO₃(aq) "BaCO₃(s) + 2NaNO₃ (Aq)

Netto ionisk ligning:

Ba²⁺_(Aq) + CO₃^2-_(Aq) "Baco_{3 (s)}

Eksempel 2: Hva skjer når Pb er blandet (NO₃)₂ (aq) og NH₄Jeg (aq)?

Ioner tilstede i oppløsning: Pb²⁺, NO₃^-, NH₄⁺, jeg^-

Potensielle nedbør: PbI₂, NH₄NO₃

Løselighetsregler: PbI₂ er uoppløselig (regel 3), NH₄NO₃ det er løselig (regel 1).

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

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

referanser

1. Anne Marie Helmenstine. (2017, mai 10). Vandig definisjon (vandig løsning). Hentet fra thoughtco.com.
2. Anne Marie Helmenstine. (2017, mai 14). Vandig løsningsdefinisjon i kjemi. Hentet fra thoughtco.com.
3. Antoinette Mursa, K. W. (2017, 14. mai). Løselighetsregler Hentet fra chem.libretexts.org.
4. Vandige løsninger. (S.F.). Gjenopprettet fra saylordotorg.github.io.
5. Berkey, M. (2011, 11. november). Vandige løsninger: Definisjon og eksempler. Hentet fra youtube.com.
6. Reaksjoner i vandig løsning. (S.F.). Hentet fra chemistry.bd.psu.edu.
7. Reid, D. (S.F.). Vandig løsning: Definisjon, Reaksjon og Eksempel. Hentet fra study.com.
8. Oppløselighet. (S.F.). Hentet fra chemed.chem.purdue.edu.