Введение
Раствор, в котором растворителем является вода. Водный раствор – это раствор, в котором растворителем является вода. Обычно это указывается в химических уравнениях добавлением (aq) к соответствующей химической формуле. Например, раствор поваренной соли, также известный как хлорид натрия (NaCl), в воде будет представлен как Na⁺(aq) + Cl⁻(aq). Слово «водный» (происходящее от латинского aqua) означает относящийся к воде, связанный с водой, подобный воде или растворенный в воде. Поскольку вода является отличным растворителем и широко распространена в природе, она является повсеместным растворителем в химии. Так как вода часто используется в качестве растворителя в экспериментах, под словом «раствор» подразумевается водный раствор, если не указан другой растворитель. Неводный раствор – это раствор, в котором растворителем является жидкость, отличная от воды.
An aqueous solution is a solution in which the solvent is water. It is mostly shown in chemical equations by appending (aq) to the relevant chemical formula. For example, a solution of table salt, also known as sodium chloride (NaCl), in water would be represented as |Na+(aq) + Cl−(aq). The word aqueous (which comes from aqua) means pertaining to, related to, similar to, or dissolved in, water. As water is an excellent solvent and is also naturally abundant, it is a ubiquitous solvent in chemistry. Since water is frequently used as the solvent in experiments, the word solution refers to an aqueous solution, unless the solvent is specified. A non aqueous solution is a solution in which the solvent is a liquid, but is not water.
Характеристики
Вещества, которые являются гидрофобными ("боящимися воды"), плохо растворяются в воде, в то время как гидрофильные ("любящие воду") – хорошо. Примером гидрофильного вещества является хлорид натрия. В водном растворе ионы водорода (H+) и гидроксид-ионы (OH−) находятся в аррениусовском равновесии ([H+][OH−] = Kw = 1 x 10−14 при 298 К). Кислоты и основания являются водными растворами, согласно определениям Аррениуса. Примером кислоты Аррениуса является хлорид водорода (HCl) из-за диссоциации иона водорода при растворении в воде. Гидроксид натрия (NaOH) является основанием Аррениуса, поскольку он диссоциирует на ионы гидроксида при растворении в воде. Водные растворы могут содержать, особенно в щелочной среде или при воздействии радиационного расщепления, гидратированный атомный водород и гидратированные электроны.
Электролиты
Водные растворы, эффективно проводящие электрический ток, содержат сильные электролиты, а те, которые проводят плохо, считаются слабыми электролитами. Сильные электролиты – это вещества, которые полностью ионизируются в воде, в то время как слабые электролиты демонстрируют лишь небольшую степень ионизации в воде. Способность ионов свободно перемещаться в растворителе является характеристикой водного раствора сильного электролита. Вещества, растворённые в слабом электролите, присутствуют в виде ионов, но в небольшом количестве. Неэлектролиты – это вещества, которые растворяются в воде, сохраняя при этом свою молекулярную структуру (не распадаясь на ионы). Примерами служат сахар, мочевина, глицерин и метилсульфонилметан (МСМ).
Реакции
Реакции в водных растворах обычно являются реакциями метатезиса. Реакции метатезиса – это другое название для реакций двойного замещения; то есть, когда катион переходит к другому аниону, образуя с ним ионную связь. Катион, первоначально связанный с другим анионом, диссоциирует и образует связь с новым анионом. Распространенным примером реакции метатезиса в водных растворах является реакция осаждения. Эта реакция происходит при смешивании двух водных растворов сильных электролитов, в результате чего образуется нерастворимое твердое вещество, также известное как осадок. Способность вещества растворяться в воде определяется тем, может ли оно преодолеть или сравниться по силе с сильными силами притяжения, возникающими между молекулами воды. Если вещество не способно растворяться в воде, его молекулы образуют осадок. При записи уравнений реакций осаждения необходимо определить, какой именно осадок образуется. Для этого необходимо обратиться к таблице растворимости. Растворимые соединения находятся в водном состоянии, а нерастворимые – образуют осадок. Осадок может образовываться не всегда. Полные ионные и чистые ионные уравнения используются для отображения диссоциированных ионов в реакциях метатезиса. При проведении расчетов, связанных с взаимодействием одного или нескольких водных растворов, как правило, необходимо знать концентрацию или молярность этих растворов.