Vad är vattenlösningar? (Med exempel)

De vattenlösningar är de lösningar som använder vatten för att sönderdela ett ämne. Till exempel lera eller sockervatten. När en kemisk art har lösts upp i vatten, betecknas detta genom att skriva (aq) efter det kemiska namnet.

Hydrofila (vattenälskande) ämnen och många jonföreningar löses upp eller dissocieras i vatten. När exempelvis bordssalt eller natriumklorid löses upp i vatten, dissocieras det i dess joner för att bilda Na + (aq) och Cl- (aq).

Hydrofoba (vattenfarliga) ämnen löses vanligtvis inte i vatten eller bildar vattenlösningar. Blandning av olja och vatten leder till exempel inte till upplösning eller dissociation.

Många organiska föreningar är hydrofoba. Icke-elektrolyter kan lösas upp i vatten, men de dissocieras inte i joner och bibehåller sin integritet som molekyler. Exempel på icke-elektrolyter inkluderar socker, glycerol, karbamid och metylsulfonylmetan (MSM).

Egenskaper hos vattenhaltiga lösningar

Vattenlösningar leder ofta elektricitet. Lösningar som innehåller starka elektrolyter tenderar att vara bra elektriska ledare (t.ex. havsvatten), medan lösningar som innehåller svaga elektrolyter tenderar att vara dåliga ledare (t.ex. kranvatten).

Anledningen är att starka elektrolyter dissocierar helt i joner i vatten, medan svaga elektrolyter dissocierar ofullständigt..

När kemiska reaktioner mellan arter uppträder i en vattenlösning är reaktionerna vanligtvis dubbelförskjutningsreaktioner (även kallad metates eller dubbel substitution)..

I denna typ av reaktion tar katjonen i ett reagens platsen för katjonen i det andra reagenset och bildar typiskt en jonbindning. Ett annat sätt att tänka på är att reaktiva joner "byter partner".

Reaktioner i vattenhaltig lösning kan ge produkter som är lösliga i vatten eller kan producera en fällning..

En fällning är en förening med låg löslighet som ofta faller ur lösningen som ett fast ämne..

Termerna syra, bas och pH gäller endast vattenhaltiga lösningar. Du kan till exempel mäta pH i citronsaft eller vinäger (två vattenlösningar) och de är svaga syror, men du kan inte få någon meningsfull information från testet av vegetabilisk olja med pH-papper..

Varför löses vissa fasta ämnen i vatten?

Det socker vi använder för att söta kaffe eller te är ett molekylärt fast ämne, i vilket enskilda molekyler hålls samman av relativt svaga intermolekylära krafter..

När socker löses upp i vatten bryts de svaga bindningarna mellan enskilda sackarosmolekyler och dessa C12H22O11-molekyler frigörs i lösning..

Det tar energi att bryta bindningarna mellan C12H22O11-molekylerna i sackaros. Det tar också energi att bryta vätebindningarna i vatten som måste brytas för att sätta in en av dessa sackarosmolekyler i lösningen..

Socker löses upp i vatten eftersom energi frigörs när något polära sackarosmolekyler bildar intermolekylära bindningar med polära vattenmolekyler..

De svaga bindningarna som bildas mellan lösningsmedlet och lösningsmedlet kompenserar för den energi som krävs för att ändra strukturen hos både den rena lösningen och lösningsmedlet..

När det gäller socker och vatten fungerar denna process så bra att upp till 1800 gram sackaros kan lösas i en liter vatten..

Joniska fasta ämnen (eller salter) innehåller positiva och negativa joner, som hålls samman tack vare den stora attraktionskraften mellan partiklar med motsatta laddningar.

När ett av dessa fasta ämnen löses upp i vatten släpps jonerna som utgör det fasta ämnet i lösning, där de associeras med de polära lösningsmedelsmolekylerna..

NaCl (s) ”Na + (aq) + Cl- (aq)

Vi kan i allmänhet anta att salter dissocieras i sina joner när de löses i vatten..

Joniska föreningar löses upp i vatten om den energi som frigörs när jonerna interagerar med vattenmolekylerna uppväger den energi som krävs för att bryta jonbindningar i det fasta ämnet och den energi som krävs för att separera vattenmolekylerna så att jonerna kan införas i lösningen.

Löslighetsregler

Beroende på lösligheten hos en löst substans finns det tre möjliga resultat:

1) Om lösningen har mindre löst ämne än den maximala mängden den kan lösa upp (dess löslighet) är det en utspädd lösning;

2) Om mängden löst ämne är exakt samma mängd som dess löslighet är den mättad;

3) Om det finns mer löst ämne än vad som kan lösas, skiljer sig överskottet av lösningen från lösningen.

Om denna separationsprocess innefattar kristallisation bildar den en fällning. Nederbörd minskar koncentrationen av löst ämne till mättnad för att öka lösningens stabilitet..

Följande är löslighetsreglerna för vanliga joniska fasta ämnen. Om två regler tycks motsäga varandra, har den föregående företräde.

1- Salter som innehåller grupp I-element (Li⁺, Na⁺, K⁺, Cs⁺, Rb⁺) är lösliga. Det finns få undantag från denna regel. Salter innehållande ammoniumjonen (NH₄⁺) är också lösliga.

2- Salter innehållande nitrat (NO₃^-) är i allmänhet lösliga.

3- Salterna som innehåller Cl -, Br - eller I - är i allmänhet lösliga. Viktiga undantag från denna regel är halogenidsalterna av Ag⁺, Pb2⁺ och (Hg2)^två+. Således AgCl, PbBr_två och Hg_tvåCl_två de är olösliga.

4- De flesta silversalterna är olösliga. AgNO₃ och Ag (C_tvåH₃ELLER_två) är vanliga lösliga salter av silver; Praktiskt taget alla andra är olösliga.

5- De flesta sulfatsalterna är lösliga. Viktiga undantag från denna regel inkluderar CaSO₄, Baso₄, PbSO₄, Ag_tvåSO4 och SrSO₄.

6- De flesta hydroxidsalter är bara svagt lösliga. Hydroxidsalter av grupp I-element är lösliga. Hydroxidsalter av grupp II-element (Ca, Sr och Ba) är svagt lösliga.

Hydroxidsalterna av övergångsmetaller och Al₃ ⁺ de är olösliga. Således Fe (OH)₃, Al (OH)₃, Co (OH)_två de är inte lösliga.

7- De flesta övergångsmetallsulfider är mycket olösliga, inklusive CdS, FeS, ZnS och Ag_tvåS. Arsenik, antimon, vismut och blysulfider är också olösliga.

8- Karbonater är ofta olösliga. Grupp II-karbonater (CaCO₃, SrCO₃ och BaCO₃) är olösliga, liksom FeCO₃ och PbCO₃.

9- Kromater är ofta olösliga. Exempel inkluderar PbCrO₄ och BaCrO₄.

10- Fosfater såsom Ca₃(PO₄)_två och Ag₃PO₄ är ofta olösliga.

11- Fluorider såsom BaF_två, MgF_två och PbF_två är ofta olösliga.

Exempel på löslighet i vattenlösningar

Cola, saltvatten, regn, syralösningar, baslösningar och saltlösningar är exempel på vattenlösningar. När du har en vattenlösning kan du framkalla en fällning genom utfällningsreaktioner.

Nederbördsreaktioner kallas ibland "dubbelförskjutnings" -reaktioner. För att bestämma om en fällning kommer att bildas när vattenlösningar av två föreningar blandas:

1. Registrera alla joner i lösningen.
2. Kombinera dem (katjon och anjon) för att få alla potentiella fällningar.
3. Använd löslighetsreglerna för att bestämma vilken (om någon) kombination (er) som är olöslig och kommer att fällas ut.

Exempel 1: Vad händer när Ba (NO₃)_{två (aq)} och Na_tvåCO_{3 (aq)}?

Joner närvarande i lösning: Ba^två+, INTE₃^-, Na⁺, CO₃^två-

Potentiella fällningar: BaCO₃, NaNO3

Löslighetsregler: BaCO₃ är olöslig (regel 5), NaNO₃ är löslig (regel 1).

Komplett kemisk ekvation:

Bad₃)_två(aq) + Na_tvåCO₃(aq) ”BaCO₃(s) + 2NaNO₃ (aq)

Netjonisk ekvation:

Ba^två+_(aq) + CO₃^två-_(aq) ”BaCO_{3 (s)}

Exempel 2: Vad händer när Pb (NO₃)_två (aq) och NH₄I (aq)?

Joner närvarande i lösning: Pb^två+, INTE₃^-, NH₄⁺, Jag^-

Potentiella fällningar: PbI_två, NH₄INTE₃

Löslighetsregler: PbI_två är olöslig (regel 3), NH₄INTE₃ är löslig (regel 1).

Komplett kemisk ekvation: Pb (NO₃)_{2 (aq)} + 2NH₄Jag_(aq) ”PbI_{2 (s)} + 2NH₄INTE_{3 (aq)}

Netjonisk ekvation: Pb^två+_(aq) + 2I^-_(aq) ”PbI_{2 (s).}

Referenser

1. Anne Marie Helmenstine. (2017, 10 maj). Vattenhaltig definition (vattenlösning). Återställd från thoughtco.com.
2. Anne Marie Helmenstine. (2017, 14 maj). Vattenlösningsdefinition i kemi. Återställd från thoughtco.com.
3. Antoinette Mursa, K. W. (2017, 14 maj). Löslighetsregler. Återställd från chem.libretexts.org.
4. Vattenlösningar. (S.F.). Återställd från saylordotorg.github.io.
5. Berkey, M. (2011, 11 november). Vattenhaltiga lösningar: definition och exempel. Återställd från youtube.com.
6. Reaktioner i vattenlösning. (S.F.). Återställd från chemistry.bd.psu.edu.
7. Reid, D. (S.F.). Vattenlösning: Definition, reaktion och exempel. Återställd från study.com.
8. Löslighet. (S.F.). Återställd från chemed.chem.purdue.edu.