Mik azok a vizes oldatok?

az vizes oldatok azok a megoldások, amelyek vizet használnak az anyag lebontására. Például sár vagy cukor víz.

Amikor egy kémiai anyag vízben oldódott, ezt a kémiai név (Reid, S.F.) után írjuk (aq)..

A hidrofil anyagok (amelyek szeretik a vizet) és sok ionos vegyület oldódnak vagy disszociálódnak vízben.

Például amikor asztali sót vagy nátrium-kloridot oldunk vízben, az ionokba disszociál, hogy Na + (aq) és Cl- (aq) képződjön..

A hidrofób anyagok (amelyek félnek a vizet) általában nem oldódnak vízben vagy vizes oldatok formájában. Például az olaj és a víz keverése nem eredményez oldódást vagy disszociációt.

Számos szerves vegyület hidrofób. A nem-elektrolitok vízben oldódhatnak, de nem disszociálnak ionokká és megtartják integritását molekulákként.

Nem elektrolitok például a cukor, glicerin, karbamid és metil-szulfonil-metán (MSM) (Anne Marie Helmenstine, 2017).

A vizes oldatok tulajdonságai

A vizes oldatok általában elektromos áramot vezetnek. Az erős elektrolitokat tartalmazó megoldások általában jó elektromos vezetők (pl. Tengervíz), míg a gyenge elektrolitokat tartalmazó megoldások általában rossz vezetékek (pl. Csapvíz)..

Ennek oka, hogy az erős elektrolitok teljesen ioncserélődnek az ionokban vízben, míg a gyenge elektrolitok hiányosan oszlanak el..

Ha a vizes oldatban a fajok között vegyi reakciók lépnek fel, a reakciók általában kettős eltolódási reakciók (más néven metatézis vagy kettős helyettesítés).

Az ilyen típusú reakcióban az egyik reagens kationja a másik reagens kationjának helyét veszi fel, jellemzően ionkötést képezve. A másik gondolkodásmód az, hogy a reaktív ionok "megváltoztatják a partnereket".

A vizes oldatban lévő reakciók olyan termékeket eredményezhetnek, amelyek vízben oldódnak vagy csapadékot képezhetnek.

A csapadék egy olyan vegyület, amelynek alacsony oldhatósága gyakran kívül esik az oldatban szilárd anyagként (vizes oldat, S.F.)..

A savak, bázisok és pH-értékek csak vizes oldatokra vonatkoznak. Például megmérheti a citromlé vagy ecet pH-ját (két vizes oldat), és ezek gyenge savak, de nem kapnak jelentős információt a pH-papírral végzett növényi olajvizsgálatból (Anne Marie Helmenstine, vizes meghatározás, 2017).

Miért oldódik néhány szilárd anyag vízben?

A kávé vagy tea édesítéséhez használt cukor egy molekuláris szilárd anyag, amelyben az egyes molekulákat viszonylag gyenge intermolekuláris erők tartják össze.

Amikor a cukor vízben oldódik, az egyes szacharózmolekulák közötti gyenge kötések lebomlanak, és ezek a C12H22O11 molekulák felszabadulnak az oldatba.

A szacharózban lévő C12H22O11 molekulák közötti kötések megszakításához energia szükséges. Az is szükséges, hogy a vízben lévő hidrogénkötések megszakadjanak, amelyet meg kell szakítani, hogy a szacharózmolekulák egyikét oldatba helyezzék..

A cukor vízben oldódik, mert az energia felszabadul, amikor a szacharóz enyhén poláris molekulái intermolekuláris kötéseket képeznek poláris vízmolekulákkal.

A gyenge kötések, amelyek az oldott anyag és az oldószer között képződnek, kompenzálják a tiszta oldott anyag és az oldószer szerkezetének megváltoztatásához szükséges energiát..

Cukor és víz esetében ez a folyamat olyan jól működik, hogy akár 1800 gramm szacharózt is feloldhat egy liter vízben..

Az ionos szilárd anyagok (vagy sók) pozitív és negatív ionokat tartalmaznak, amelyek az ellentétes töltésekkel rendelkező részecskék közötti nagy vonzódásnak köszönhetően együttesen tarthatók..

Amikor az egyik szilárd anyag vízben oldódik, a szilárd anyagot képező ionokat oldjuk fel, ahol poláris oldószer-molekulákhoz kapcsolódnak (Berkey, 2011)..

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

Általában feltételezhetjük, hogy a sók vízben oldódva ioncserélődnek.

Az ionos vegyületek vízben oldódnak, ha az energiák felszabadulnak, amikor az ionok kölcsönhatásba lépnek a vízmolekulákkal, kompenzálja az energiát, ami szükséges a szilárd anyag ionkötéseinek megszakításához és a vízmolekulák elválasztásához szükséges energiához, hogy az ionokat a vízbe be lehessen helyezni. az oldat (oldhatóság, SF).

Oldhatósági szabályok

Az oldott anyag oldhatóságától függően három lehetséges eredmény áll rendelkezésre:

1) ha az oldat kevésbé oldódik, mint a feloldódásra képes maximális mennyiség (oldhatósága), hígított oldat;

2) ha az oldott anyag mennyisége pontosan ugyanaz, mint az oldhatósága, akkor telített;

3) ha több oldott anyag van, mint amennyit képes feloldani, a felesleges oldott anyagot elválasztjuk az oldattól.

Ha ez az elválasztási eljárás magában foglalja a kristályosodást, akkor csapadék képződik. A kicsapódás csökkenti az oldott anyag koncentrációját a telítettséghez az oldat stabilitásának növelése érdekében.

A következőkben ismertetjük a közönséges ionos szilárd anyagok oldhatósági szabályait. Ha úgy tűnik, hogy két szabály ellentmond egymásnak, a precedens elsőbbséget élvez (Antoinette Mursa, 2017).

1. Az I. csoport elemeit tartalmazó sók (Li⁺, na⁺, K⁺, Cs⁺, Rb⁺) oldhatóak. Kevés kivétel van e szabály alól. Az ammóniumionot (NH.) Tartalmazó sók₄⁺) szintén oldhatók.

2) Nitrátot tartalmazó sók (NO. \ T₃^-) általában oldhatóak.

3- A Cl-, Br- vagy I-csoportot tartalmazó sók általában oldhatók. A szabály alóli kivételek az Ag-halogenid-sók⁺, PB2⁺ és (Hg2)²⁺. Tehát AgCl, PbBr₂ és Hg₂Cl₂ oldhatatlanok.

4- A legtöbb ezüst só oldhatatlan. ezüst-nitrát₃ és Ag (C₂H₃O₂) az ezüst általánosan oldható sói; Szinte minden más oldhatatlan.

5- A legtöbb szulfát só oldható. Fontos kivételek e szabály alól a CaSO₄, bárium-szulfát₄, PbSO₄, Ag₂SO4 és SrSO₄.

6- A legtöbb hidroxid só csak kis mértékben oldódik. Az I. csoportba tartozó elemek hidroxid sói oldhatók. A II. Csoport elemei (Ca, Sr és Ba) hidroxid sói enyhén oldódnak.

Az átmenetifém-hidroxid és az Al sói₃⁺ Ezek oldhatatlanok. Tehát, Fe (OH)₃, Al (OH)₃, Co (OH)₂ nem oldódnak.

7- A legtöbb átmenetifém-szulfid nagy mértékben oldhatatlan, köztük a CdS, FeS, ZnS és Ag₂S. Arzén, antimon, bizmut és ólom-szulfidok szintén oldhatatlanok.

8- A karbonátok gyakran oldhatatlanok. A II. Csoport karbonátjai (CaCO₃, SrCO₃ és BaCO₃) oldhatatlanok, mint a FeCO₃ és PbCO₃.

9- A kromátok gyakran oldhatatlanok. Ilyenek például a PbCrO₄ és BaCrO₄.

10 - Foszfátok, mint például Ca₃(PO₄)₂ és Ag₃PO₄ gyakran oldhatatlanok.

11-fluoridok, mint például a BaF₂, MgF₂ és PbF₂ gyakran oldhatatlanok.

Példák a vizes oldatokban való oldhatóságra

A vizes oldatok példái a kóla, a sós víz, az eső, a savoldatok, az alapoldatok és a sóoldatok.

Ha vizes oldata van, kicsapódási reakcióval kiválhatunk csapadékot (reakciók vizes oldatban, S.F.)..

A csapadékreakciókat néha "kettős elmozdulás" -nak nevezik. Annak megállapítására, hogy két vegyület vizes oldatának keverése során csapadék képződik-e:

1. Jegyezze fel az összes iont az oldatban.
2. Kombinálja őket (kation és anion), hogy minden potenciális csapadékot kapjon.
3. Használja az oldhatósági szabályokat annak meghatározására, hogy melyik (ha van) kombináció (i) oldhatatlan és kicsapódik.

1. példa: Mi történik, ha Ba (NO)₃)_2(AQ) és Na₂CO_{3 (aq)}?

Az oldatban lévő ionok: Ba²⁺, NO₃^-, na⁺, CO₃^2-

Lehetséges csapadékok: BaCO₃, NaNO3

Oldhatósági szabályok: BaCO₃ oldhatatlan (5. szabály), NaNO₃ oldható (1. szabály).

Teljes kémiai egyenlet:

Ba (NO₃)₂(aq) + Na₂CO₃(aq) "BaCO₃+ 2NaNO₃ (AQ)

Nettó ionegyenlet:

Ba²⁺_(AQ) + CO₃^2-_(AQ) „Baco_{3 (s)}

2. példa: Mi történik, ha a Pb keveredik (NO₃)₂ (aq) és NH₄I (aq)?

Az oldatban lévő ionok: Pb²⁺, NO₃^-, NH₄⁺, én^-

Potenciális csapadék: PbI₂, NH₄NO₃

Oldhatósági szabályok: PbI₂ oldhatatlan (3. szabály), NH₄NO₃ oldható (1. szabály).

Teljes kémiai egyenlet: Pb (NO₃)_{2 (aq)} + 2NH₄én_(AQ) „A GDP_{2 (s)} + 2NH₄NO_{3 (aq)}

Nettó ionegyenlet: Pb²⁺_(AQ) + 2I^-_(AQ) „A GDP_{2 (s).}

referenciák

1. Anne Marie Helmenstine. (2017. május 10.). Vizes meghatározás (vizes oldat). A gondolat.hu-ból származik.
2. Anne Marie Helmenstine. (2017. május 14.). A vizes oldat meghatározása a kémia területén. A gondolat.hu-ból származik.
3. Antoinette Mursa, K. W. (2017. május 14.). Oldhatósági szabályok A kem.libretexts.org-ból származik.
4. Vizes oldatok. (S. F.). A saylordotorg.github.io.
5. Berkey, M. (2011, november 11.). Vizes oldatok: meghatározás és példák. A youtube.com webhelyről származik.
6. Reakciók vizes oldatban. (S. F.). A kémia.bd.psu.edu.
7. Reid, D. (S.F.). Vizes oldat: meghatározás, reakció és példa. Letöltve a study.com webhelyről.
8. Oldékonyság. (S. F.). A chemed.chem.purdue.edu fájlból származik.