O que são soluções aquosas? (Com exemplos) - Ciência - 2023

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As soluções aquosas são aquelas soluções que usam água para quebrar uma substância. Por exemplo, lama ou água com açúcar. Quando uma espécie química se dissolve na água, isso é indicado pela escrita (aq) após o nome químico.

Substâncias hidrofílicas (que amam a água) e muitos compostos iônicos se dissolvem ou se dissociam na água. Por exemplo, quando o sal de cozinha ou o cloreto de sódio se dissolvem na água, ele se dissocia em seus íons para formar Na + (aq) e Cl- (aq).

Substâncias hidrofóbicas (com medo de água) geralmente não se dissolvem em água ou formam soluções aquosas. Por exemplo, misturar óleo e água não leva à dissolução ou dissociação.

Muitos compostos orgânicos são hidrofóbicos. Não eletrólitos podem se dissolver na água, mas não se dissociam em íons e mantêm sua integridade como moléculas. Exemplos de não eletrólitos incluem açúcar, glicerol, ureia e metilsulfonilmetano (MSM).

Propriedades de soluções aquosas

Soluções aquosas geralmente conduzem eletricidade. Soluções contendo eletrólitos fortes tendem a ser bons condutores elétricos (por exemplo, água do mar), enquanto soluções contendo eletrólitos fracos tendem a ser condutores ruins (por exemplo, água da torneira).

A razão é que eletrólitos fortes se dissociam completamente em íons na água, enquanto eletrólitos fracos se dissociam incompletamente.

Quando as reações químicas entre as espécies ocorrem em uma solução aquosa, as reações são geralmente reações de duplo deslocamento (também chamadas de metátese ou substituição dupla).

Nesse tipo de reação, o cátion em um reagente toma o lugar do cátion no outro reagente, normalmente formando uma ligação iônica. Outra maneira de pensar nisso é que os íons reativos "trocam de parceiros".

As reações em solução aquosa podem resultar em produtos que são solúveis em água ou podem produzir um precipitado.

Um precipitado é um composto com baixa solubilidade que freqüentemente sai da solução como um sólido.

Os termos ácido, base e pH aplicam-se apenas a soluções aquosas. Por exemplo, você pode medir o pH do suco de limão ou vinagre (duas soluções aquosas) e eles são ácidos fracos, mas você não pode obter nenhuma informação significativa testando óleo vegetal com papel de pH.

Por que alguns sólidos se dissolvem na água?

O açúcar que usamos para adoçar o café ou o chá é um sólido molecular, no qual as moléculas individuais são mantidas juntas por forças intermoleculares relativamente fracas.

Quando o açúcar se dissolve na água, as ligações fracas entre as moléculas de sacarose individuais são quebradas e essas moléculas C12H22O11 são liberadas na solução.

É necessária energia para quebrar as ligações entre as moléculas C12H22O11 na sacarose. Também é necessária energia para quebrar as ligações de hidrogênio na água, que devem ser quebradas para inserir uma dessas moléculas de sacarose na solução.

O açúcar se dissolve na água porque a energia é liberada quando as moléculas de sacarose ligeiramente polares formam ligações intermoleculares com as moléculas de água polares.

As ligações fracas que se formam entre o soluto e o solvente compensam a energia necessária para alterar a estrutura do soluto puro e do solvente.

No caso do açúcar e da água, esse processo funciona tão bem que até 1.800 gramas de sacarose podem ser dissolvidos em um litro de água.

Sólidos (ou sais) iônicos contêm íons positivos e negativos, que são mantidos juntos graças à grande força de atração entre partículas com cargas opostas.

Quando um desses sólidos se dissolve na água, os íons que constituem o sólido são liberados na solução, onde se associam às moléculas polares do solvente.

NaCl (s) ”Na + (aq) + Cl- (aq)

Em geral, podemos assumir que os sais se dissociam em seus íons quando dissolvidos em água.

Os compostos iônicos se dissolvem na água se a energia liberada quando os íons interagem com as moléculas de água superam a energia necessária para quebrar as ligações iônicas no sólido e a energia necessária para separar as moléculas de água para que os íons possam ser inseridos em a solução.

Regras de solubilidade

Dependendo da solubilidade de um soluto, existem três resultados possíveis:

1) Se a solução tem menos soluto do que a quantidade máxima que é capaz de dissolver (sua solubilidade), é uma solução diluída;

2) Se a quantidade de soluto for exatamente igual à solubilidade, ele está saturado;

3) Se houver mais soluto do que é capaz de dissolver, o excesso de soluto se separa da solução.

Se este processo de separação inclui cristalização, ele forma um precipitado. A precipitação reduz a concentração do soluto à saturação para aumentar a estabilidade da solução.

A seguir estão as regras de solubilidade para sólidos iônicos comuns. Se duas regras parecem se contradizer, a precedente tem precedência.

1- Os sais que contêm elementos do Grupo I (Li⁺, N / D⁺, K⁺, Cs⁺, Rb⁺) são solúveis. Existem poucas exceções a esta regra. Sais contendo o íon amônio (NH₄⁺) também são solúveis.

2- Sais contendo nitrato (NO₃^–) são geralmente solúveis.

3- Os sais que contêm Cl-, Br- ou I- são geralmente solúveis. Exceções importantes a esta regra são os sais de haleto de Ag⁺, Pb2⁺ e (Hg2)²⁺. Assim, AgCl, PbBr₂ e Hg₂Cl₂ eles são insolúveis.

4- A maioria dos sais de prata são insolúveis. AgNO₃ e Ag (C₂H₃OU₂) são sais solúveis comuns de prata; Praticamente todos os outros são insolúveis.

5- A maioria dos sais de sulfato são solúveis. Exceções importantes a esta regra incluem CaSO₄, BaSO₄, PbSO₄, Ag₂SO4 e SrSO₄.

6- A maioria dos sais hidróxidos são apenas ligeiramente solúveis. Os sais de hidróxido de elementos do Grupo I são solúveis. Os sais hidróxidos dos elementos do Grupo II (Ca, Sr e Ba) são ligeiramente solúveis.

Os sais de hidróxido de metais de transição e Al₃⁺ eles são insolúveis. Assim, Fe (OH)₃, Al (OH)₃, Co (OH)₂ eles não são solúveis.

7- A maioria dos sulfetos de metais de transição são altamente insolúveis, incluindo CdS, FeS, ZnS e Ag₂S. Os sulfetos de arsênio, antimônio, bismuto e chumbo também são insolúveis.

8- Os carbonatos são freqüentemente insolúveis. Carbonatos do Grupo II (CaCO₃, SrCO₃ e BaCO₃) são insolúveis, assim como FeCO₃ e PbCO₃.

9- Os cromatos são freqüentemente insolúveis. Exemplos incluem PbCrO₄ e BaCrO₄.

10- Fosfatos como Ca₃(PO₄)₂ e Ag₃PO₄ eles são freqüentemente insolúveis.

11- Fluoretos como BaF₂, MgF₂ e PbF₂ eles são freqüentemente insolúveis.

Exemplos de solubilidade em soluções aquosas

Cola, água salgada, chuva, soluções ácidas, soluções básicas e soluções salinas são exemplos de soluções aquosas. Quando você tem uma solução aquosa, pode induzir um precipitado por reações de precipitação.

As reações de precipitação são algumas vezes chamadas de reações de "duplo deslocamento". Para determinar se um precipitado se formará quando as soluções aquosas de dois compostos forem misturadas:

Registre todos os íons na solução.
Combine-os (cátion e ânion) para obter todos os precipitados potenciais.
Use as regras de solubilidade para determinar qual (se houver) combinação (ões) é insolúvel e irá precipitar.

Exemplo 1: O que acontece quando Ba (NÃO₃)₂_(aq)e Na₂CO_{3 (aq)}?

Íons presentes na solução: Ba²⁺, NÃO₃^–, N / D⁺, CO₃^2-

Precipitados potenciais: BaCO₃, NaNO3

Regras de solubilidade: BaCO₃ é insolúvel (regra 5), NaNO₃ é solúvel (regra 1).

Equação química completa:

Banheiro₃)₂(aq) + Na₂CO₃(aq) ”BaCO₃(s) + 2NaNO₃(aq)

Equação iônica líquida:

BA²⁺_(aq) + CO₃^2-_(aq) ”BaCO_{3 (s)}

Exemplo 2: O que acontece quando Pb (NÃO₃)₂ (aq) e NH₄Eu (aq)?

Íons presentes na solução: Pb²⁺, NÃO₃^–, NH₄⁺, EU^–

Precipitados potenciais: PbI₂, NH₄NÃO₃

Regras de solubilidade: PbI₂ é insolúvel (regra 3), NH₄NÃO₃ é solúvel (regra 1).

Equação química completa: Pb (NO₃)_{2 (aq)} + 2NH₄Eu_(aq) ”PbI_{2 (s)} + 2NH₄NÃO_{3 (aq)}

Equação iônica líquida: Pb²⁺_(aq) + 2I^–_(aq) ”PbI_{2 (s).}

Referências

Anne Marie Helmenstine. (2017, 10 de maio). Definição Aquosa (Solução Aquosa). Recuperado de thinkingco.com.
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