Back to chapter

4.8:

Reacties in Waterige Oplossingen

JoVE Core
Química
É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo.  Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
JoVE Core Química
Chemical Reactions in Aqueous Solutions

Idiomas

COMPARTILHAR

Veel chemische reacties vinden plaats in waterige oplossingen. Deze reacties vallen in 3 hoofdcategorieën:bezinking, zuur-base en redox reactie. Bij een typische precipitatiereactie komen opgeloste kationen en anionen samen om een onoplosbare ionische verbinding te vormen die uit de oplossing neerslaat.Zo leidt de reactie tussen waterig kaliumchloride en waterig zilvernitraat tot bezinking van onoplosbaar zilverchloride. Bij een zuur-base-reactie neutraliseren het zuur en de base elkaar, zoals wanneer een proton uit een zuur en een OH-ion uit een base reageren om water te vormen. De tegenionen reageren typisch om een zout te vormen.Waterstofbromide reageert bijvoorbeeld met kaliumhydroxide om water en kaliumbromide te geven. Bij een oxidatie-reductie-of redox-reactie worden elektronen overgedragen van de ene reactant naar de andere. Een kaliumatoom verliest bijvoorbeeld één elektron aan een chlooratoom wanneer ze worden gecombineerd om kaliumchloride te vormen.Wanneer een chemische reactie plaatsvindt in een waterige oplossing, lossen in water oplosbare moleculaire vaste stoffen op als intacte moleculen, terwijl in water oplosbare ionische vaste stoffen bestaan als gescheiden ionen. Ionische vaste stoffen die niet in water oplosbaar zijn, blijven onopgelost. Bij het schrijven van vergelijkingen voor reacties die optreden in waterige oplossing, moet de aard van de opgeloste stof worden aangegeven.Denk maar eens aan de neerslagreactie tussen waterig lood nitraat en waterig natriumjodide om vast lood jodide en waterig natriumnitraat te vormen. De gebalanceerde vergelijking wordt de moleculaire vergelijking genoemd omdat de volledige neutrale formules van de verbindingen worden geschreven alsof ze bestaan als moleculen of hele eenheden in oplossing. In water oplosbare ionische verbindingen zoals lood nitraat, natriumjodide en natriumnitraat bestaan als ionen in oplossing, terwijl in water onoplosbaar lood jodide bestaat als een ionische vaste stof.De moleculaire vergelijking kan daarom worden herschreven als een complete ionische vergelijking, die oplosbare ionsoorten laat zien als vrije ionen in oplossing. De ionen die in identieke vormen aan beide zijden van de volledige ionvergelijking verschijnen, worden tribune-ionen genoemd. Als tribune-ionen worden weggestreept, blijft de netto ionische vergelijking over, die alleen de ionen en moleculen omvat die daadwerkelijk aan de reactie deelnemen.

4.8:

Reacties in Waterige Oplossingen

Chemical substances interact in many different ways. Certain chemical reactions exhibit common patterns of reactivity. Due to the vast number of chemical reactions, it becomes necessary to classify them based on the observed patterns of interaction.

Water is a good solvent that can dissolve many substances. For this reason, many chemical reactions take place in water. Such reactions are called aqueous reactions. The three most common types of aqueous reactions are precipitation, acid-base, and oxidation-reduction.

Reactions in Aqueous Solutions 

A precipitation reaction involves the exchange of ions between ionic compounds in aqueous solution to form an insoluble salt or a precipitate. In an acid-base reaction, an acid reacts with a base, and the two neutralize each other, producing salt and water. An oxidation–reduction reaction involves the transfer of electrons between reacting species. The reactant that loses electrons is said to be oxidized, and the reactant that gains electrons is said to be reduced.

Equations for Aqueous Reactions 

When ions are involved, there are various ways of representing the reactions that take place in aqueous media, each with a different level of detail. To understand this, let us take an example of a precipitation reaction. The reaction is between aqueous solutions of ionic compounds, like BaCl2 and AgNO3. The products of the reaction are aqueous Ba(NO3)2 and solid AgCl. 

Eq1

This balanced equation is called a molecular equation. Molecular equations provide stoichiometric information to make quantitative calculations and also helps identify the reagents used and the products formed. However, molecular equations do not provide the details of the reaction process in solution; that is, it does not indicate the different ionic species that are present in solution. 

Ionic compounds such as BaCl2, AgNO3, and Ba(NO3)2 are water-soluble. They dissolve by dissociating into their constituent ions, and their ions are homogeneously dispersed in solution. 

Eq2

Eq3

Eq4

Since AgCl is an insoluble salt, it does not dissociate into ions and stays in solution as a solid. Considering the above factors, a more realistic representation of the reaction would be:  

Eq5

This is the complete ionic equation in which all dissolved ions are explicitly represented.  

This complete ionic equation indicates two chemical species that are present in identical form on both sides, Ba2+ (aq) and NO3− (aq). These are called spectator ions. The presence of these ions is required to maintain charge neutrality. Since they are neither chemically nor physically changed by the process, they may be eliminated from the equation. 

Eq6

Eq7

This equation can be further simplified to give: 

Eq8

This is the net ionic equation. It indicates that solid silver chloride may be produced from dissolved chloride and silver ions, regardless of the source of these ions.  

This text is adapted from OpenStax Chemistry 2e, Section 4.1: Writing and Balancing Chemical Equations.