Mis on vesilahused?

The vesilahused on need lahendused, mis kasutavad vett aine lagundamiseks. Näiteks muda või suhkru vesi.

Kui keemiline aine on vees lahustunud, märgitakse see keemilise nimetuse (Reid, S.F.) abil kirjalikult (aq)..

Hüdrofiilsed ained (mis armastavad vett) ja paljud ioonsed ühendid lahustuvad või dissotsieeruvad vees.

Näiteks, kui lauasool või naatriumkloriid lahustub vees, laguneb see oma ioonidesse, moodustades Na + (aq) ja Cl- (aq)..

Hüdrofoobsed ained (mis kardavad vett) ei lahustu üldiselt vees ega vesilahustes. Näiteks ei põhjusta õli ja vee segamine lahustumist ega dissotsiatsiooni.

Paljud orgaanilised ühendid on hüdrofoobsed. Mitteelektrolüütid võivad vees lahustuda, kuid ei lagune ioonideks ja säilitavad nende terviklikkuse molekulidena.

Mitteelektrolüütide näideteks on suhkur, glütserool, uurea ja metüülsulfonüülmetaan (MSM) (Anne Marie Helmenstine, 2017).

Vesilahuste omadused

Tavaliselt juhivad vesilahused elektrit. Tugevaid elektrolüüte sisaldavad lahused kipuvad olema head elektrijuhtmed (nt merevesi), kuid nõrku elektrolüüte sisaldavad lahused kipuvad olema kehvad juhtmed (nt kraanivesi)..

Põhjuseks on see, et tugevad elektrolüüdid eralduvad ioonides vees täielikult, samas kui nõrgad elektrolüüdid lagunevad puudulikult..

Kui keemilised reaktsioonid esinevad liikide vahel vesilahuses, on reaktsioonid tavaliselt kahekordsed reaktsioonid (mida nimetatakse ka metateesiks või topeltasenduseks)..

Sellise reaktsiooni puhul võtab ühe reagendi katioon teise katses oleva katiooni, mis tavaliselt moodustab ioonse sideme. Teine mõtteviis on see, et reaktiivsed ioonid "muudavad partnereid".

Reaktsioonid vesilahuses võivad tekitada tooteid, mis on vees lahustuvad või võivad tekitada sademe.

Sade on madala lahustuvusega ühend, mis sageli jääb tahke aine lahusest välja (vesilahused, S.F.)..

Terminid happed, alus ja pH kehtivad ainult vesilahuste suhtes. Näiteks saate mõõta sidrunimahla või äädika pH-d (kaks vesilahust) ja need on nõrgad happed, kuid pH-paberiga taimse õli testist ei saa olulist teavet (Anne Marie Helmenstine, vesilahus, 2017).

Miks mõned tahked ained vees lahustuvad?

Kohvi või tee magustamiseks kasutatav suhkur on molekulaarne tahke aine, milles üksikud molekulid on suhteliselt nõrgad intermolekulaarsed jõud..

Kui suhkur lahustub vees, lagunevad nõrgad sidemed üksikute sahharoosimolekulide vahel ja need C12H22O11 molekulid vabastatakse lahusesse.

C12H22O11 molekulide vaheliste sidemete katkestamiseks sahharoos on vaja energiat. Samuti kulub energiat, et murda vesiniksidemed vees, mis tuleb katkestada, et sisestada üks neist sahharoosimolekulidest lahusesse.

Suhkur lahustub vees, sest energia vabaneb, kui sahharoosi kergelt polaarsed molekulid moodustavad molekulaarseid sidemeid polaarsete veemolekulidega.

Nõrgad sidemed, mis moodustavad lahuse ja lahusti vahel, kompenseerivad nii puhta soluudi kui ka lahusti struktuuri muutmiseks vajalikku energiat..

Suhkru ja vee puhul toimib see protsess nii hästi, et ühe liitri vees võib lahustada kuni 1800 grammi sahharoosi..

Ioonsed tahked ained (või soolad) sisaldavad positiivseid ja negatiivseid ioone, mida hoitakse koos tänu suurtele ligitõmbejõududele vastupidiste laengutega osakeste vahel..

Kui üks neist tahketest ainetest lahustub vees, vabanevad tahke aine moodustavad ioonid lahuses, kus nad on seotud polaarsete lahustimolekulidega (Berkey, 2011).

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

Me võime üldiselt eeldada, et soolad lahustuvad vees lahustudes oma ioonides.

Ioonsed ühendid lahustuvad vees, kui energia vabaneb, kui ioonid koosmõjus veemolekulidega kompenseerivad energiat, mis on vajalik tahkes ioonsidemete purustamiseks ja vee molekulide eraldamiseks vajaliku energia saamiseks, nii et ioone saab vee sisse viia. lahus (lahustuvus, SF).

Lahustuvuseeskirjad

Olenevalt soluuti lahustuvusest on kolm võimalikku tulemust:

1) kui lahusel on vähem lahustunud kui maksimaalne lahustuvus (selle lahustuvus), on see lahjendatud lahus;

2) kui lahustunud aine kogus on täpselt sama, mis tema lahustuvus, on see küllastatud;

3) kui lahustunud aine on rohkem lahustunud, eraldatakse lahusest liigne lahustunud aine.

Kui see eraldusprotsess hõlmab kristallimist, moodustab see sademe. Sade vähendab lahuse kontsentratsiooni küllastumiseks, et suurendada lahuse stabiilsust.

Järgnevalt kirjeldatakse tavaliste ioonide tahke aine lahustuvuse reegleid. Kui kaks reeglit näivad üksteisega vastuolus olevat, on pretsedent prioriteet (Antoinette Mursa, 2017).

1 - soolad, mis sisaldavad I rühma elemente (Li⁺, Na⁺, K⁺, Cs⁺, Rb⁺) on lahustuvad. Sellest reeglist on vähe erandeid. Soolad, mis sisaldavad ammooniumiooni (NH₄⁺) on samuti lahustuvad.

2) Nitraate sisaldavad soolad (NO. \ T₃^-) on üldiselt lahustuvad.

3- Soolad, mis sisaldavad Cl-, Br- või I-rühma, on üldiselt lahustuvad. Olulised erandid sellest reeglist on Ag-halogeniidsoolad⁺, Pb2⁺ ja (Hg2)²⁺. Niisiis, AgCl, PbBr₂ ja Hg₂Cl₂ nad on lahustumatud.

4- Enamik hõbedasooli on lahustumatud. AgNO₃ ja Ag (C₂H₃O₂) on hõbeda tavalised lahustuvad soolad; Peaaegu kõik teised on lahustumatud.

5- Enamik sulfaatsooli on lahustuvad. Olulised erandid sellest reeglist on CaSO₄, BaSO₄, PbSO₄, Ag₂SO4 ja SrSO₄.

6- Enamik hüdroksiidisoolasid on ainult vähelahustuvad. I rühma elementide hüdroksiidisoolad on lahustuvad. II rühma elementide (Ca, Sr ja Ba) hüdroksiidisoolad on veidi lahustuvad.

Siirdemetallhüdroksiidi ja Al-i soolad₃⁺ Nad on lahustumatud. Nii, Fe (OH)₃, Al (OH)₃, Co (OH)₂ nad ei ole lahustuvad.

7- Enamik siirdemetallide sulfide on väga lahustumatud, kaasa arvatud CdS, FeS, ZnS ja Ag₂S. Arseen, antimon, vismut ja pliisulfiidid on samuti lahustumatud.

8- Karbonaadid on sageli lahustumatud. II rühma karbonaadid (CaCO₃, SrCO₃ ja BaCO₃) on lahustumatud nagu FeCO₃ ja PbCO₃.

9-kroomid on sageli lahustumatud. Näited hõlmavad PbCrO₄ ja BaCrO₄.

10-fosfaadid nagu Ca₃(PO₄)₂ ja Ag₃PO₄ nad on sageli lahustumatud.

11-fluorid nagu BaF₂, MgF₂ ja PbF₂ nad on sageli lahustumatud.

Vesilahustes lahustuvuse näited

Kool, soolane vesi, vihm, happelahused, baaslahused ja soolalahused on näited vesilahustest.

Kui teil on vesilahus, võib sadenemisreaktsioonidega tekitada sade (reaktsioonid vesilahuses, S.F.)..

Sadestusreaktsioone nimetatakse mõnikord "topeltsihke" reaktsiooniks. Et määrata, kas kahe ühendi vesilahuste segamisel tekib sade:

1. Registreerige kõik ioonid lahuses.
2. Ühendage need (katioon ja anioon), et saada kõik võimalikud sademed.
3. Kasutage lahustuvuse eeskirju, et määrata, milline (kui üldse) kombinatsioon (id) on lahustumatu ja sadestub.

Näide 1: Mis juhtub Ba (NO) segamisel₃)_2(aq) ja Na₂CO_{3 (aq)}?

Lahuses olevad ioonid: Ba²⁺, EI₃^-, Na⁺, CO₃^2-

Potentsiaalsed sademed: BaCO₃, NaNO3

Lahustuvuseeskirjad: BaCO₃ on lahustumatu (reegel 5), NaNO₃ see on lahustuv (reegel 1).

Täielik keemiline võrrand:

Ba (NO₃)₂(aq) + Na₂CO₃(aq) "BaCO₃(s) + 2NNNO₃ (aq)

Netoonivõrrand:

Ba²⁺_(aq) + CO₃^2-_(aq) "BaCO_{3 (s)}

Näide 2: Mis juhtub, kui Pb on segatud (NO₃)₂ (aq) ja NH₄I (aq)?

Lahustes sisalduvad ioonid: Pb²⁺, EI₃^-, NH₄⁺, I^-

Potentsiaalsed sademed: PbI₂, NH₄EI₃

Lahustuvuseeskirjad: PbI₂ on lahustumatu (reegel 3), NH₄EI₃ see on lahustuv (reegel 1).

Täielik keemiline võrrand: Pb (NO₃)_{2 (aq)} + 2NH₄I_(aq) "PbI_{2 (s)} + 2NH₄EI_{3 (aq)}

Netoonivõrrand: Pb²⁺_(aq) + 2I^-_(aq) "PbI_{2 (s).}

Viited

1. Anne Marie Helmenstine. (2017, 10. mai). Vesilahus (vesilahus). Välja otsitud arvutustest.
2. Anne Marie Helmenstine. (2017, 14. mai). Vesilahuse määratlus keemias. Välja otsitud arvutustest.
3. Antoinette Mursa, K. W. (2017, 14. mai). Lahustuvuseeskirjad Välja otsitud kem.libretexts.org.
4. Vesilahused. (S.F.). Taastati alates saylordotorg.github.io.
5. Berkey, M. (2011, 11. november). Vesilahused: määratlus ja näited. Välja otsitud saidilt youtube.com.
6. Reaktsioonid vesilahuses. (S.F.). Välja otsitud keemia.bd.psu.edu.
7. Reid, D. (S.F.). Vesilahus: määratlus, reaktsioon ja näide. Välja otsitud uuringust.com.
8. Lahustuvus. (S.F.). Välja otsitud chemed.chem.purdue.edust.