מה הם פתרונות מימית?

ה תמיסות מימיות הם אותם פתרונות המשתמשים במים כדי לשבור חומר. לדוגמה, בוץ או מים סוכר.

כאשר מינים כימיים מתמוססים במים, זה מסומן על ידי כתיבה (aq) לאחר שם כימי (ריד, S.F.).

חומרים הידרופיליים (אשר אוהב מים) ותרכובות יוניות רבות להמיס או לנתק במים.

לדוגמה, כאשר מלח שולחן או נתרן כלורי מתמוסס במים, הוא מתנתק לתוך יוניו כדי ליצור Na + (aq) ו- Cl- (aq).

חומרים הידרופובי (אשר מפחד מים) בדרך כלל לא להתמוסס במים או בצורת פתרונות מימיים. לדוגמה, ערבוב השמן והמים אינו גורם לפירוק או לדיסוציאציה.

תרכובות אורגניות רבות הן הידרופובי. Non-electrolytes יכול להתמוסס במים, אבל לא לנתק יונים ולשמור על שלמותם כמו מולקולות.

דוגמאות של לא אלקטרוליטים כוללים סוכר, גליצרול, אוריאה methylsulfonylmethane (MSM) (אן מארי Helmenstine, 2017).

תכונות של פתרונות מימיים

פתרונות מימיים בדרך כלל לנהל חשמל. פתרונות המכילים אלקטרוליטים חזקים נוטים להיות מוליכים חשמליים טובים (למשל, מי ים), בעוד פתרונות המכילים אלקטרוליטים חלשים נוטים להיות מוליכים עניים (למשל, מי ברז).

הסיבה לכך היא כי אלקטרוליטים חזקים לנתק לחלוטין יונים במים, בעוד אלקטרוליטים חלשים לנתק לחלוטין..

כאשר תגובות כימיות מתרחשות בין מינים בפתרון מימי, התגובות הן בדרך כלל תגובה כפולה של תזוזה (הנקראות גם מטאזה או החלפה כפולה).

בסוג זה של תגובה, קטיון של מגיב אחד לוקח את המקום עבור קטיון של מגיב אחר, בדרך כלל יוצרים קשר יוניים. דרך נוספת לחשוב היא כי יונים תגובתי "שינוי שותפים".

תגובות בתמיסה מימית יכול לגרום למוצרים כי הם מסיסים במים או יכול לייצר משקע.

משקע הוא תרכובת עם מסיסות נמוכה, כי לעתים קרובות נופל מחוץ לפתרון כמו מוצק (מימית פתרונות, S.F.).

תנאי חומצה, בסיס ו- pH חל רק על פתרונות מימיים. לדוגמא, אפשר למדוד את רמת החומציות של מיץ לימון או חומץ (שתי תמיסות מימיות) והם חומצות חלשות, אבל לא יכול להשיג כל שמן צמחי מידע מבחן משמעותי עם נייר pH (אן מארי Helmenstine, הגדרה מימית, 2017).

למה כמה מוצקים להתמוסס במים?

הסוכר שבו אנו משתמשים כדי להמתיק קפה או תה הוא מוצק מולקולרי, שבו מולקולות בודדות מוחזקות יחד על ידי כוחות intermolecular חלש יחסית.

כאשר הסוכר מתמוסס במים, קשרים חלשים בין מולקולות סוכרוז הפרט להישבר, אלה C12H22O11 מולקולות משתחררים לתוך הפתרון.

אנרגיה נדרשת כדי לשבור את הקשרים בין C12H22O11 מולקולות סוכרוז. זה גם לוקח אנרגיה כדי לשבור את הקשרים מימן במים, כי יש להפריע להכניס אחד המולקולות האלה סוכרוז בפתרון.

סוכר מתמוסס במים כי האנרגיה משתחררת כאשר מולקולות הקוטב מעט של סוכרוז טופס קשרים intermolecular עם מולקולות מים קוטבי.

הקשרים החלשים הנוצרים בין המומס לבין הממס לפצות את האנרגיה הדרושה כדי לשנות את המבנה של המומס הטהור ואת ממס.

במקרה של סוכר ומים, תהליך זה עובד כל כך טוב עד 1,800 גרם של סוכרוז יכול להיות מומס ליטר אחד של מים.

מוצקים יוניים (או מלחים) מכילים יונים חיוביים ושליליים, אשר מוחזקים יחד בזכות כוח המשיכה הגדול בין חלקיקים עם חיובים הפוכה.

כאשר אחד מהמוצקים האלה מתמוסס במים, היונים היוצרים את המוצק משתחררים בתמיסה, שם הם קשורים למולקולות ממס קוטביות (Berkey, 2011).

NaCl (ים) "Na + (aq) + Cl- (aq)

אנחנו יכולים להניח בדרך כלל כי מלחי לנתק את היונים שלהם כאשר הם מתמוססים במים.

חומרים יוניים מומסים במים אם האנרגיה המשתחררת כאשר יוני אינטראקציה עם מולקולות מים מפצה את האנרגיה דרושה כדי לשבור את הקשרים יוניים המוצק האנרגיה הדרושה כדי להפריד את מולקולות מים יכולים להיות מוכנסים לתוך יונים הפתרון (מסיסות, SF).

כללי מסיסות

בהתאם מסיסות של מומס, יש שלוש תוצאות אפשריות:

1) אם לפתרון יש פחות מומס מהכמות המקסימלית המסוגלת להתמוסס (מסיסותו), הוא פתרון מדולל;

2) אם כמות המומס היא בדיוק כמות זהה מסיסות שלה, הוא רווי;

3) אם יש יותר מומס ממה שהוא מסוגל להתמוסס, עודף המומס מופרד הפתרון.

אם תהליך ההפרדה הזה כולל התגבשות, הוא יוצר משקע. המשקעים מפחיתים את ריכוז המומס לרוויה על מנת להגביר את היציבות של הפתרון.

להלן כללי מסיסות עבור מוצקים יוניים נפוצים. אם שני כללים נראים סותרים זה את זה, תקדים יש עדיפות (אנטואנט מורסה, 2017).

1 - מלחים המכילים יסודות של קבוצה I (Li⁺, Na⁺, K⁺, Cs⁺, Rb⁺) הם מסיסים. יש כמה יוצאים מן הכלל לכלל זה. מלחים המכילים את יון אמוניום (NH₄⁺) הם גם מסיסים.

2 - מלחים המכילים חנקתי (NO₃^-) הם בדרך כלל מסיסים.

3 - מלחי המכילים Cl -, Br - או - הם בדרך כלל מסיסים. החריגים החשובים לכלל זה הם מלחים אג⁺, Pb2⁺ ו (Hg2)²⁺. אז, AgCl, PbBr₂ ו Hg₂Cl₂ הם אינם פתירים.

4 - רוב מלחי הכסף אינם מסיסים. אגנו₃ ו Ag (C₂ח₃הו₂) הם מלחי מסיסים נפוצים של כסף; כמעט כל האחרים אינם פתירים.

5 - רוב מלחי סולפט הם מסיסים. חריגים חשובים לכלל זה כוללים CaSO₄, BaSO₄, PbSO₄, אג₂SO4 ו- SrSO₄.

6 - רוב מלחי הידרוקסיד הם מסיסים במקצת. מלחי הידרוקסיד של רכיבי הקבוצה I הם מסיסים. מלחי הידרוקסיד של אלמנטים הקבוצה II (Ca, Sr ו Ba) הם מסיסים במקצת.

מלחים של הידרוקסיד מתכת המעבר Al₃⁺ הם לא מסיסים. אז, Fe (OH)₃, אל (OH)₃, Co (OH)₂ הם אינם מסיסים.

7-רוב מתכת sulfides המעבר הם מסיסים מאוד, כולל CDS, FeS, ZnS ו Ag₂ס ארסן, אנטימון, ביסמוט ו סולפידים להוביל הם גם מסיסים.

8. פחמתי הם לעתים קרובות מסיס. פחמתי של הקבוצה השנייה (CaCO₃, SrCO₃ ו באקו₃) הם מסיסים, כמו גם FeCO₃ ו PbCO₃.

9 - כרומטים הם לרוב בלתי מסיסים. דוגמאות כוללות PbCrO₄ ואת BaCrO₄.

10 - פוספטים כגון Ca₃(PO₄)₂ ו Ag₃PO₄ הם לעתים קרובות מסיסים.

11 - פלואורידים כמו BaF₂, MGF₂ ו PbF₂ הם לעתים קרובות מסיסים.

דוגמאות של מסיסות בפתרונות מימיים

קולה, מלח מים, גשם, פתרונות חומצה, פתרונות בסיס ופתרונות מלח הם דוגמאות של פתרונות מימיים.

כאשר יש לך פתרון מימית, משקע יכול להיות המושרה על ידי תגובות משקעים (תגובות ב תמיסה מימית, S.F.).

תגובות משקעים מכונים לעיתים תגובות "עקירה כפולה". כדי לקבוע אם משקע ייווצר כאשר מערבבים פתרונות מימיים של שני תרכובות:

1. רשום את כל היונים בתמיסה.
2. שלב אותם (קטיון ואניון) כדי לקבל את כל המשקעים הפוטנציאליים.
3. השתמש בכללי מסיסות כדי לקבוע אילו (אם בכלל) שילוב (ים) הוא לא מסיס ו יזרז.

דוגמה 1: מה קורה כאשר אתה מערבב Ba (NO)₃)_2(aq) ו Na₂CO_{3 (aq)}?

יונים נוכח הפתרון: Ba²⁺, לא₃^-, Na⁺, CO₃^2-

פוטנציאל משקעים: BaCO₃, NaNO3

כללי מסיסות: BaCO₃ הוא מסיס (כלל 5), NaNO₃ זה מסיס (כלל 1).

משוואה כימית שלמה:

Ba (NO₃)₂(aq) + Na₂CO₃(aq) "BaCO₃(ים) + 2NNO₃ (aq)

משוואה יונית נטו:

Ba²⁺_(aq) + CO₃^2-_(aq) "באקו_{3 (ים)}

דוגמה 2: מה קורה כאשר Pb הוא מעורב (NO₃)₂ (aq) ו- NH₄אני (aq)?

יונים נוכח הפתרון: Pb²⁺, לא₃^-, NH₄⁺, אני^-

פוטנציאליים משקעים: PbI₂, NH₄לא₃

כללי מסיסות: PbI₂ הוא מסיס (כלל 3), NH₄לא₃ זה מסיס (כלל 1).

משוואה כימית שלמה: Pb (NO₃)_{2 (aq)} + 2NH₄אני_(aq) "PbI_{2 (ים)} + 2NH₄לא_{3 (aq)}

משוואה יונית נטו: Pb²⁺_(aq) + 2I^-_(aq) "PbI_{2 (ים).}

הפניות

1. אן מארי הלמנשטיין. (2017, 10 במאי). מימית הגדרה (מימית פתרון). מקורו באתר Thinkco.com.
2. אן מארי הלמנשטיין. (2017, 14 במאי). מימית פתרון הגדרה בכימיה. מקורו באתר Thinkco.com.
3. אנטואנט מורסה, ק 'וו (2017, 14 במאי). כללי מסיסות מאוחזר מ chem.libretexts.org.
4. מימית פתרונות. (S.F.). משוחזר מ saylordotorg.github.io.
5. Berkey, M. (2011, 11 בנובמבר). מימית פתרונות: הגדרה ודוגמאות. מאוחסן מ- youtube.com.
6. תגובות ב תמיסה מימית. (S.F.). מתוך chemistry.bd.psu.edu.
7. Reid, D. (S.F.). תמיסה מימית: הגדרה, תגובה ודוגמה. מקורו באתר המחקר.
8. מסיסות. (S.F.). נלקח מתוך chemed.chem.purdue.edu.