- Egenskaper ved vandige løsninger
- Hvorfor løses noen faste stoffer opp i vann?
- Løselighetsregler
- Eksempler på løselighet i vandige oppløsninger
- Eksempel 1: Hva skjer når Ba (NO
- Eksempel 2: Hva skjer når Pb (NO
- referanser
De vandige løsningene er løsninger som bruker vann for å nedbryte et stoff. For eksempel gjørme eller sukkervann. Når en kjemisk art har løst seg i vann, betegnes dette ved å skrive (aq) etter det kjemiske navnet.
Hydrofile (vannelskende) stoffer og mange ioniske forbindelser oppløses eller dissosieres i vann. For eksempel, når bordsalt eller natriumklorid oppløses i vann, dissosieres det i ionene til dannelse av Na + (aq) og Cl- (aq).
Figur 1: vandig løsning av kaliumdikromat.
Hydrofobe (vann redde) stoffer oppløses vanligvis ikke i vann eller danner vandige oppløsninger. For eksempel fører ikke blanding av olje og vann til oppløsning eller dissosiasjon.
Mange organiske forbindelser er hydrofobe. Ikke-elektrolytter kan oppløses i vann, men de dissosierer ikke til ioner og opprettholder deres integritet som molekyler. Eksempler på ikke-elektrolytter inkluderer sukker, glyserol, urea og metylsulfonylmetan (MSM).
Egenskaper ved vandige løsninger
Vandige løsninger fører ofte strøm. Løsninger som inneholder sterke elektrolytter har en tendens til å være gode elektriske ledere (f.eks. Sjøvann), mens løsninger som inneholder svake elektrolytter har en tendens til å være dårlige ledere (f.eks. Tappevann).
Årsaken er at sterke elektrolytter dissosierer seg fullstendig til ioner i vann, mens svake elektrolytter dissosierer seg ufullstendig.
Når kjemiske reaksjoner mellom arter forekommer i en vandig løsning, er reaksjonene vanligvis doble forskyvningsreaksjoner (også kalt metatese eller dobbel substitusjon).
I denne reaksjonstypen tar kationen i det ene reagenset stedet for kationen i det andre reagenset, og danner vanligvis en ionisk binding. En annen måte å tenke på det er at reaktive ioner "bytter partnere."
Reaksjoner i vandig løsning kan resultere i produkter som er oppløselige i vann eller kan gi et bunnfall.
Et bunnfall er en forbindelse med lav oppløselighet som ofte faller ut av løsningen som et fast stoff.
Begrepene syre, base og pH gjelder bare vandige oppløsninger. For eksempel kan du måle pH på sitronsaft eller eddik (to vandige oppløsninger), og de er svake syrer, men du kan ikke få noen meningsfull informasjon fra testen av vegetabilsk olje med pH-papir.
Hvorfor løses noen faste stoffer opp i vann?
Sukkeret vi bruker til å søte kaffe eller te er et molekylært fast stoff, der individuelle molekyler holdes sammen av relativt svake intermolekylære krefter.
Når sukker løses opp i vann, brytes de svake bindingene mellom individuelle sukrosemolekyler, og disse C12H22O11-molekylene frigjøres til løsning.
Figur 1: oppløsning av sukker i vann.
Det tar energi å bryte bindingene mellom C12H22O11 molekylene i sukrose. Det tar også energi å bryte hydrogenbindingene i vann som må brytes for å sette et av disse sukrosemolekylene i løsning.
Sukker løses opp i vann fordi energi frigjøres når svakt polare sukrosemolekyler danner intermolekylære bindinger med polare vannmolekyler.
De svake bindingene som dannes mellom det løste og løsningsmidlet kompenserer for energien som kreves for å endre strukturen til både det faste løslatet og løsningsmidlet.
Når det gjelder sukker og vann, fungerer denne prosessen så bra at opptil 1800 gram sukrose kan løses i en liter vann.
Ioniske faste stoffer (eller salter) inneholder positive og negative ioner, som holdes sammen takket være den store tiltrekningskraften mellom partikler med motsatte ladninger.
Når et av disse faste stoffene løses opp i vann, frigjøres ionene som utgjør det faste stoffet til oppløsning, hvor de assosieres med de polare løsningsmiddelmolekylene.
Figur 2: Oppløsning av natriumklorid i vann.
NaCl (s) »Na + (aq) + Cl- (aq)
Vi kan generelt anta at salter dissosierer seg i ionene deres når de blir oppløst i vann.
Ioniske forbindelser løses opp i vann hvis energien som frigjøres når ioner interagerer med vannmolekyler oppveier energien som kreves for å bryte ioniske bindinger i det faste stoffet og energien som kreves for å skille vannmolekyler slik at ioner kan settes inn i løsningen.
Løselighetsregler
Avhengig av løseligheten til et oppløst stoff, er det tre mulige utfall:
1) Hvis løsningen har mindre løst stoff enn den maksimale mengden den er i stand til å løse (dens løselighet), er den en fortynnet løsning;
2) Hvis mengden løst stoff er nøyaktig den samme mengden som løseligheten, er den mettet;
3) Hvis det er mer løst stoff enn det som er i stand til å løse seg, skiller det overskytende løst stoffet seg fra løsningen.
Hvis denne separasjonsprosessen inkluderer krystallisering, danner den et bunnfall. Utfelling reduserer konsentrasjonen av oppløsningen til metning for å øke stabiliteten i oppløsningen.
Følgende er løselighetsreglene for vanlige ioniske faste stoffer. Hvis to regler ser ut til å motsi hverandre, har den forrige foran seg.
1- Saltene som inneholder gruppe I-elementer (Li + , Na + , K + , Cs + , Rb + ) er løselige. Det er få unntak fra denne regelen. Saltene inneholdende ammoniumioner (NH 4 + ) er også oppløselige.
2- Salter som inneholder nitrat (NO 3 - ) er generelt løselig.
3 - Saltene som inneholder Cl -, Br - eller I - er generelt løselige. Viktige unntak fra denne regelen er halogenidsaltene til Ag + , Pb2 + og (Hg2) 2+ . Således, AgCl, PbBr 2 og Hg 2 Cl 2 er uoppløselige.
4- De fleste av sølvsaltene er uoppløselige. AgNO 3 og Ag (C- 2- H 3 O 2 ) er vanlige oppløselige salter av sølv; Praktisk talt alle de andre er uoppløselige.
5 - De fleste av sulfatsaltene er oppløselige. De viktigste unntakene fra denne regelen inkluderer CaSO 4 , BaSO 4 , PbSO 4 , Ag 2 SO 4 og SrSO 4 .
6- De fleste hydroksydsalter er bare svakt oppløselige. Hydroksydsaltene av gruppe I-elementer er oppløselige. Hydroksydsaltene fra gruppe II-elementene (Ca, Sr og Ba) er svakt oppløselige.
Hydroksydsaltene av overgangsmetaller og Al 3 + er uoppløselige. Fe (OH) 3 , Al (OH) 3 , Co (OH) 2 er således ikke løselig.
7- De fleste overgangsmetallsulfider er svært uoppløselige, inkludert CdS, FeS, ZnS og Ag 2 S. Arsen, antimon, vismut og blysulfider er også uoppløselige.
8- Karbonater er ofte uoppløselige. Gruppe II-karbonater (CaCO 3 , SrCO 3 og Baco 3 ) er uløselig, som er FECO 3 og PbCO 3 .
9- Kromater er ofte uoppløselige. Eksempler inkluderer PbCrO 4 og BaCrO 4 .
10- fosfater som Ca 3 (PO 4 ) 2 og Ag 3 PO 4 er ofte uløselig.
11- Fluorider som BaF 2 , MgF 2 og PbF 2 er ofte uoppløselige.
Eksempler på løselighet i vandige oppløsninger
Cola, saltvann, regn, syreoppløsninger, baseløsninger og saltløsninger er eksempler på vandige oppløsninger. Når du har en vandig løsning, kan du indusere et bunnfall ved nedbørreaksjoner.
Utfellingsreaksjoner kalles noen ganger "dobbelt fortrengning" -reaksjoner. For å bestemme om det vil danne et bunnfall når vandige oppløsninger av to forbindelser blandes:
- Registrer alle ioner i løsning.
- Kombiner dem (kation og anion) for å få alle potensielle utfellinger.
- Bruk løselighetsreglene for å bestemme hvilken (om noen) kombinasjon (er) som er uoppløselig og vil utfelle.
Eksempel 1: Hva skjer når Ba (NO
Ioner til stede i løsning: Ba 2+ , NO 3 - , Na + , CO 3 2-
Potensielle utfellinger: Baco 3 , NaNO3
Løselighetsregler: BaCO 3 er uoppløselig (regel 5), NaNO 3 er løselig (regel 1).
Komplett kjemisk ligning:
Ba (NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 CO 3 (aq) »BaCO 3 (s) + 2NaNO 3 (aq)
Netto ionisk ligning:
Ba 2+ (aq) + CO 3 2- (aq) »BaCO 3 (s)
Eksempel 2: Hva skjer når Pb (NO
Ioner som er tilstede i løsningen: Pb 2+ , NO 3 - , NH 4 + , I -
Potensielle utfellinger: PBI 2 , NH 4 NO 3
Løselighetsregler: PBI 2 er uoppløselig (regel 3), NH 4 NO 3 er oppløselig (regel 1).
Komplett kjemisk ligning: Pb (NO 3 ) 2 (aq) + 2NH 4 I (aq) »PbI 2 (s) + 2NH 4 NO 3 (aq)
Netto ionisk ligning: Pb 2+ (aq) + 2I - (aq) »PbI 2 (s).
referanser
- Anne Marie Helmenstine. (2017, 10. mai). Vandig definisjon (vandig løsning). Gjenopprettet fra thoughtco.com.
- Anne Marie Helmenstine. (2017, 14. mai). Vandig løsningsdefinisjon i kjemi. Gjenopprettet fra thoughtco.com.
- Antoinette Mursa, KW (2017, 14. mai). Løselighetsregler. Gjenopprettet fra chem.libretexts.org.
- Vandige løsninger. (SF). Gjenopprettet fra saylordotorg.github.io.
- Berkey, M. (2011, 11. november). Vandige løsninger: Definisjon og eksempler. Gjenopprettet fra youtube.com.
- Reaksjoner i vandig løsning. (SF). Gjenopprettet fra chemistry.bd.psu.edu.
- Reid, D. (SF). Vandig løsning: Definisjon, reaksjon og eksempel. Gjenopprettet fra study.com.
- Oppløselighet. (SF). Gjenopprettet fra chemed.chem.purdue.edu.