Υδατικό διάλυμα

Ένα υδατικό διάλυμα (aqueous solution ή water solution) είναι ένα διάλυμα στο οποίο ο διαλύτης είναι το νερό. Αυτό φαίνεται κυρίως στις χημικές εξισώσεις προσθέτοντας το (aq) στον σχετικό χημικό τύπο. Για παράδειγμα, ένα διάλυμα αλατιού, γνωστό επίσης ως χλωριούχο νάτριο (NaCl), σε νερό θα αναπαρασταθεί ως . Η λέξη υδατικό σημαίνει ότι αφορά, σχετίζεται με, είναι παρόμοιο με ή διαλυμένο σε νερό. Καθώς το νερό είναι ένας εξαιρετικός διαλύτης και είναι επίσης άφθονο στη φύση, είναι ένας πανταχού παρών διαλύτης στη χημεία. Δεδομένου ότι το νερό χρησιμοποιείται συχνά ως διαλύτης σε πειράματα, η λέξη διάλυμα αναφέρεται σε ένα υδατικό διάλυμα, εκτός εάν προσδιορίζεται ο διαλύτης.

 Ένα μη υδατικό διάλυμα είναι ένα διάλυμα στο οποίο ο διαλύτης είναι υγρό, αλλά δεν είναι νερό.

 Χαρακτηριστικά 
Οι ουσίες που είναι υδρόφοβες (φοβούνται το νερό) δεν διαλύονται καλά στο νερό, ενώ εκείνες που είναι υδρόφιλες (φιλικές προς το νερό) διαλύονται. Ένα παράδειγμα υδρόφιλης ουσίας είναι το χλωριούχο νάτριο. Σε ένα υδατικό διάλυμα τα ιόντα υδρογόνου () και τα ιόντα υδροξειδίου () βρίσκονται σε ισορροπία. Αντίδραση οξέος-βάσης κατά Arrhenius ( = Αυτοϊονισμός νερού (Kw) = 1 x 10−14 στους 298 K).
Τα οξέα και οι βάσεις είναι υδατικά διαλύματα, ως μέρος των ορισμών Arrhenius. Ένα παράδειγμα οξέος Arrhenius είναι το υδροχλώριο (HCl) λόγω της διάσπασης του ιόντος υδρογόνου όταν διαλύεται σε νερό. Το υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) είναι μια βάση Arrhenius επειδή διασπά το ιόν υδροξειδίου όταν διαλύεται σε νερό.

Τα υδατικά διαλύματα μπορεί να περιέχουν, ειδικά στην αλκαλική ζώνη ή όταν έχουν υποβληθεί σε ραδιόλυση, ενυδατωμένο ατομικό υδρογόνο και ενυδατωμένα ηλεκτρόνια.

 Ηλεκτρολύτες 
Τα υδατικά διαλύματα που άγουν αποτελεσματικά το ηλεκτρικό ρεύμα περιέχουν ισχυρούς ηλεκτρολύτες, ενώ εκείνα που άγουν ελάχιστα οφείλονται σε ασθενέστερους ηλεκτρολύτες. Οι πρώτες ουσίες είναι πλήρως, ή τουλάχιστον ουσιαστικά, ιονισμένες στο νερό. Αντίθετα, οι ασθενείς ηλεκτρολύτες εμφανίζουν σχετικά περιορισμένο ιονισμό στο νερό. Η ικανότητα των ιόντων να κινούνται ελεύθερα μέσα σε έναν διαλύτη είναι χαρακτηριστικό ενός υδατικού διαλύματος ισχυρού ηλεκτρολύτη. Οι διαλυμένες ουσίες σε ένα ασθενέστερο διάλυμα ηλεκτρολύτη υπάρχουν ως ιόντα, αλλά μόνο σε μικρό βαθμό.

Οι μη ηλεκτρολύτες, αντίθετα, είναι ουσίες που διαλύονται στο νερό, διατηρώντας όμως τη μοριακή τους ακεραιότητα: δεν διασπώνται σε ιόντα. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τη ζάχαρη, την ουρία, τη γλυκερόλη και μεθυλοσουλφονυλομεθάνιο (methylsulfonylmethane, MSM).

 Αντιδράσεις 
Οι αντιδράσεις σε υδατικά διαλύματα είναι συνήθως αντιδράσεις μετάθεσης. Οι αντιδράσεις μετάθεσης είναι ένας άλλος όρος για διπλή αντικατάσταση, δηλαδή, όταν ένα κατιόν μετατοπίζεται για να σχηματίσει έναν ιοντικό δεσμό με το άλλο ανιόν. Το κατιόν που συνδέεται με το τελευταίο ανιόν θα διασπαστεί και θα συνδεθεί με το άλλο ανιόν.

Μια συνηθισμένη αντίδραση μετάθεσης σε υδατικά διαλύματα είναι η αντίδραση καταβύθισης. Αυτή η αντίδραση συμβαίνει όταν δύο υδατικά διαλύματα ισχυρών ηλεκτρολυτών αναμειγνύονται και παράγουν ένα αδιάλυτο στερεό, γνωστό και ως καθίζηση. Η ικανότητα μιας ουσίας να διαλύεται στο νερό καθορίζεται από το εάν η ουσία μπορεί να ισοφαρίσει ή να υπερβεί τις ισχυρές ελκτικές δυνάμεις που παράγουν τα μόρια του νερού μεταξύ τους. Εάν η ουσία δεν έχει την ικανότητα να διαλύεται στο νερό, τα μόρια σχηματίζουν ένα ίζημα.

Κατά την αναγραφή των εξισώσεων των αντιδράσεων καθίζησης, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί το ίζημα. Για να προσδιοριστεί το ίζημα, πρέπει να συμβουλευτείτε έναν διάγραμμα διαλυτότητας. Οι διαλυτές ενώσεις είναι υδατικές, ενώ οι αδιάλυτες ενώσεις είναι το ίζημα. Μπορεί να μην υπάρχει πάντα ίζημα. Οι πλήρεις ιοντικές εξισώσεις και οι καθαρές ιοντικές εξισώσεις χρησιμοποιούνται για να δείξουν τα διασπασμένα ιόντα σε αντιδράσεις μετάθεσης. Κατά την εκτέλεση υπολογισμών σχετικά με την αντίδραση ενός ή περισσότερων υδατικών διαλυμάτων, πρέπει γενικά να γνωρίζουμε τη συγκέντρωση ή τη γραμμομοριακότητα κατ΄ όγκο των υδατικών διαλυμάτων.

Παραπομπές

Κατηγορία:Χημικές ιδιότητες
Κατηγορία:Διαλύματα