ШТА СУ ВОДЕНИ РАСТВОРИ? (СА ПРИМЕРИМА) - ХЕМИЈА - 2025

У водени раствори су раствори који користе воду да се разгради супстанцу. На пример, вода од блата или шећера. Када се хемијска врста раствара у води, то се означава са хемијским називом (ак).

Хидрофилне супстанце које воле воду и многа јонска једињења растварају се или дисоцирају у води. На пример, када се кухињска со или натријум-хлорид растварају у води, дисоцира се на своје јоне да би формирали На + (ак) и Цл- (ак).

Слика 1: водени раствор калијум дихромата.

Хидрофобне (водене) материје углавном се не растварају у води нити формирају водене растворе. На пример, мешање уља и воде не доводи до растварања или дисоцијације.

Многа органска једињења су хидрофобна. Неелектролити се могу растворити у води, али се не раздвајају у јоне и одржавају свој интегритет као молекуле. Примери не-електролита укључују шећер, глицерол, уреа и метилсулфонилметан (МСМ).

Својства водених раствора

Водени раствори често воде струју. Раствори који садрже јаке електролите имају добре електричне проводнике (нпр. Морска вода), док раствори који садрже слабе електролите имају лоше проводнике (нпр. Вода из славине).

Разлог је тај што снажни електролити потпуно дисоцирају у јоне у води, док слаби електролити дисоцирају у потпуности.

Када се хемијске реакције између врста одвијају у воденом раствору, реакције су обично реакције двоструког премештања (које се такође називају метатезама или двоструком супституцијом).

У овој врсти реакције, катион у једном реагенсу заузима место катиона у другом реагенсу, обично формирајући јонску везу. Други начин да се размисли је да реактивни иони „пребаце партнере“.

Реакције у воденом раствору могу резултирати производима растворљивим у води или могу створити талог.

Талог је једињење са малом растворљивошћу које често испадне из раствора као чврста супстанца.

Изрази киселина, база и пХ односе се само на водене растворе. На пример, можете да измерите пХ сока од лимуна или сирћета (две водене растворе) и то су слабе киселине, али не можете добити било какве значајне информације ако тестирате биљно уље са пХ папиром.

Зашто се неке чврсте супстанце растварају у води?

Шећер који користимо за заслађивање кафе или чаја је молекуларна чврста супстанца, у којој се поједини молекули држе заједно помоћу релативно слабих интермолекуларних сила.

Када се шећер раствара у води, слабе везе између појединих молекула сахарозе се прекидају и ти Ц12Х22О11 молекули се ослобађају у раствор.

Слика 1: растварање шећера у води.

Потребна је енергија да би се прекинуле везе између молекула Ц12Х22О11 у сахарози. Потребна је и енергија за прекидање водоничних веза у води која се мора разбити да би се један од ових молекула сахарозе убацио у раствор.

Шећер се раствара у води јер се енергија ослобађа када благо поларни молекули сахарозе формирају интермолекуларне везе са молекулима поларне воде.

Слабе везе које се формирају између раствора и растварача надокнађују енергију потребну за промену структуре и чистог раствора и растварача.

У случају шећера и воде, овај поступак делује тако добро да се до 1800 грама сахарозе може растворити у једној литри воде.

Јонска чврста супстанца (или соли) садрже позитивне и негативне јоне који се држе заједно захваљујући великој сили привлачења између честица са супротним набојима.

Када се једна од тих чврстих материја раствара у води, јони који чине чврсту супстанцу се ослобађају у раствор, где се удружују са молекулима поларног растварача.

Слика 2: Растварање натријум хлорида у води.

НаЦл (и) »На + (ак) + Цл- (ак)

Опћенито можемо претпоставити да се соли дисоцирају на њихове ионе када се растварају у води.

Јонска једињења се растварају у води ако енергија која се ослобађа када интеракције јона са молекулама воде превазилази енергију потребну за прекид јонских веза у чврстој супстанци и енергију потребну за одвајање молекула воде, тако да се јони могу убацити у раствор.

Правила растворљивости

У зависности од растворљивости раствора, постоје три могућа исхода:

1) Ако раствор има мање раствора од максималне количине коју је способна да раствори (његова растворљивост), то је разблажени раствор;

2) ако је количина раствора потпуно иста као и његова растворљивост, то је засићено;

3) Ако постоји више раствора него што је способно за растварање, вишак раствора се одваја од раствора.

Ако овај поступак раздвајања укључује кристализацију, ствара талог. Таложење смањује концентрацију раствора до засићења да би се повећала стабилност раствора.

Следе правила растворљивости за уобичајене јонске чврсте материје. Ако се чини да се два правила међусобно супротстављају, предност има претходно.

1- Соли које садрже елементе групе И (Ли ⁺ , На ⁺ , К ⁺ , Цс ⁺ , Рб ⁺ ) су растворљиве. Постоји мало изузетака од овог правила. Соли садрже амонијум јон (НХ ₄ ⁺ ) су растворљиви.

2- Соли садрже нитрат (НО ₃ ^- ) су генерално растворљиви.

3- Соле које садрже Цл -, Бр - или И - су генерално растворљиве. Важни изузеци од овог правила су халогенидне соли Аг ⁺ , Пб2 ⁺ и (Хг2) ²⁺ . Тако АгЦл, ПбБр ₂ и Хг ₂ Цл ₂ су нерастворни.

4- Већина соли сребра је нерастворљива. Агно ₃ анд Аг (Ц ₂ Х ₃ О ₂ ) су заједнички растворљиве соли сребра; Скоро сви остали су нерастворљиви.

5- Већина сулфатних соли је растворљива. Главни изузеци од овог правила укључују ЦаСО ₄ , БаСО ₄ , ПбСО ₄ , Аг ₂ СО 4 и СрСО ₄ .

6- Већина хидроксидних соли је само мало растворљива. Хидроксидне соли елемената групе И су растворљиве. Хидроксидне соли елемената групе ИИ (Ца, Ср и Ба) су мало растворљиве.

Хидроксида соли прелазних метала и Ал ₃ ⁺ су нерастворни. Дакле, Фе (ОХ) ₃ , Ал (ОХ) ₃ , Цо (ОХ) ₂ нису растворљиви.

7- Већина прелазних метала сулфида су веома нерастворни, укључујући ЦДС, Фес, ЗнС и Аг ₂ С. Сулфиди арсена, антимона, бизмута и олово су нерастворни.

8- Карбонати су често нерастворљиви. Карбонати групе ИИ (ЦаЦО ₃ , СрЦО ₃ и БаЦО ₃ ) су нерастворљиви, као и ФеЦО ₃ и ПбЦО ₃ .

9- Хромати су често нерастворљиви. Примери укључују ПбЦрО ₄ и БаЦрО ₄ .

10- Фосфати попут Ца ₃ (ПО ₄ ) ₂ и Аг ₃ ПО ₄ често нерастворни.

11- Флуориди као што су БаФ ₂ , МГФ ₂ и Пбф ₂ често нерешив.

Примери растворљивости у воденим растворима

Кола, слана вода, киша, кисели раствори, базни раствори и раствори соли су примери водених раствора. Када имате водени раствор, можете изазвати талог реакцијама таложења.

Реакције падавина понекад се називају и реакцијама "двоструког расељавања". Да би се утврдило да ли ће се формирати талог када се помешају водени раствори два једињења:

1. Забиљежите све јоне у раствору.
2. Комбинујте их (катион и анион) да бисте добили све потенцијалне талоге.
3. Помоћу правила растворљивости одредите која (ако постоји) комбинација је нерастворљива и таложиће се.

Пример 1: Шта се дешава када Ба (НЕ)

Иони у раствору: Ба ²⁺ , НО ₃ ^- , На ⁺ , ЦО ₃ ^2-

Потенцијални талог: БаЦО ₃ , НаНО3

Растворљивост Правила: Бацо ₃ је нерастворљив (правило 5) Нано ₃ је растворљив (правило 1).

Комплетна хемијска једначина:

Ба (НО ₃ ) ₂ (ак) + На ₂ ЦО ₃ (ак) »БаЦО ₃ (с) + 2НаНО ₃ (ак)

Нето јонска једначина:

Ба ²⁺ _(ак) + ЦО ₃ ^2- _(ак) »БаЦО ₃

Пример 2: Шта се дешава када је Пб (НО

Јона у раствору: Пб ²⁺ , НО ₃ ^- , НХ ₄ ⁺ , И ^-

Потенцијални талози: ПбИ ₂ , НХ ₄ НО ₃

Растворљивости правила: ПбИ ₂ нерастворљива (правило 3), НХ ₄ НО ₃ растворан (правило 1).

Комплетна хемијска једначина: Пб (НО ₃ ) _{2 (ак)} + 2НХ ₄ И _(ак) »ПбИ _{2 (с)} + 2НХ ₄ НО _{3 (ак)}

Нето јонска једначина: Пб ²⁺ _(ак) + 2И ^- _(ак) »ПбИ _{2 (с).}

Референце

1. Анне Марие Хелменстине. (2017, 10. маја). Водена дефиниција (водени раствор). Опоравак од тхинкцо.цом.
2. Анне Марие Хелменстине. (2017, 14. маја). Дефиниција воденог раствора у хемији. Опоравак од тхинкцо.цом.
3. Антоинетте Мурса, КВ (2017, 14. маја). Правила растворљивости Опоравак са цхем.либретектс.орг.
4. Водени раствори. (СФ). Опоравак од саилордоторг.гитхуб.ио.
5. Беркеи, М. (2011, 11. новембра). Водена решења: дефиниција и примери. Опоравак са иоутубе.цом.
6. Реакције у воденом раствору. (СФ). Опоравак од цхемистри.бд.псу.еду.
7. Реид, Д. (СФ). Водени раствор: дефиниција, реакција и пример. Опоравак од студи.цом.
8. Растворљивост. (СФ). Опоравак од цхемед.цхем.пурдуе.еду.