Apa itu Solusi Berair?

Solusi berair adalah solusi yang menggunakan air untuk memecah suatu zat. Misalnya saja lumpur atau air gula.

Ketika suatu spesies kimia telah larut dalam air, ini dilambangkan dengan menulis (aq) setelah nama kimia (Reid, SF).

Zat hidrofilik (yang suka air) dan banyak senyawa ionik larut atau berdisosiasi dalam air.

Misalnya, ketika garam meja atau natrium klorida larut dalam air, garam itu terdisosiasi menjadi ion-ionnya untuk membentuk Na + (aq) dan Cl- (aq).

Zat hidrofobik (yang takut air) umumnya tidak larut dalam air atau membentuk larutan berair. Misalnya, mencampur minyak dan air tidak menyebabkan pembubaran atau disosiasi.

Banyak senyawa organik bersifat hidrofobik. Non-elektrolit dapat larut dalam air, tetapi jangan terdisosiasi menjadi ion dan mempertahankan integritasnya sebagai molekul.

Contoh non-elektrolit termasuk gula, gliserol, urea dan metilsulfonilmetana (MSM) (Anne Marie Helmenstine, 2017).

Sifat larutan berair

Solusi berair biasanya menghantarkan listrik. Solusi yang mengandung elektrolit yang kuat cenderung menjadi konduktor listrik yang baik (misalnya, air laut), sedangkan solusi yang mengandung elektrolit yang lemah cenderung menjadi konduktor yang buruk (misalnya, air keran).

Alasannya adalah bahwa elektrolit yang kuat terdisosiasi sepenuhnya dalam ion dalam air, sedangkan elektrolit yang lemah terdisosiasi secara tidak lengkap.

Ketika reaksi kimia terjadi antara spesies dalam larutan air, reaksi biasanya reaksi perpindahan ganda (juga disebut metathesis atau substitusi ganda).

Dalam jenis reaksi ini, kation dari satu pereaksi menggantikan kation pada pereaksi lainnya, biasanya membentuk ikatan ionik. Cara berpikir lain adalah ion reaktif "mengubah pasangan."

Reaksi dalam larutan air dapat menimbulkan produk yang larut dalam air atau dapat menghasilkan endapan.

Endapan adalah senyawa dengan kelarutan rendah yang sering berada di luar larutan sebagai padatan (Aqueous Solutions, SF).

Istilah asam, basa dan pH hanya berlaku untuk larutan air. Misalnya, Anda dapat mengukur pH jus lemon atau cuka (dua larutan encer) dan mereka adalah asam lemah, tetapi Anda tidak dapat memperoleh informasi signifikan dari tes minyak sayur dengan kertas pH (Anne Marie Helmenstine, Aqueous Definition, 2017).

Mengapa beberapa padatan larut dalam air?

Gula yang kita gunakan untuk memanis kopi atau teh adalah padatan molekuler, di mana masing-masing molekul disatukan oleh gaya antarmolekul yang relatif lemah.

Ketika gula larut dalam air, ikatan lemah antara molekul sukrosa individu rusak, dan molekul C12H22O11 ini dilepaskan ke dalam larutan.

Energi dibutuhkan untuk memutus ikatan antara molekul C12H22O11 dalam sukrosa. Diperlukan juga energi untuk memutus ikatan hidrogen dalam air yang harus disela untuk memasukkan salah satu molekul sukrosa ini ke dalam larutan.

Gula larut dalam air karena energi dilepaskan ketika molekul sukrosa yang sedikit polar membentuk ikatan antar molekul dengan molekul air polar.

Ikatan lemah yang terbentuk antara zat terlarut dan pelarut mengkompensasi energi yang diperlukan untuk mengubah struktur zat terlarut murni dan pelarut.

Dalam hal gula dan air, proses ini bekerja sangat baik sehingga hingga 1.800 gram sukrosa dapat dilarutkan dalam satu liter air.

Padatan ionik (atau garam) mengandung ion positif dan negatif, yang disatukan berkat kekuatan tarik-menarik yang kuat antara partikel dengan muatan yang berlawanan.

Ketika salah satu padatan ini larut dalam air, ion yang membentuk padatan dilepaskan dalam larutan, di mana mereka terkait dengan molekul pelarut polar (Berkey, 2011).

NaCl (Na) »Na + (aq) + Cl- (aq)

Kita biasanya dapat mengasumsikan bahwa garam berdisosiasi dalam ion mereka ketika mereka larut dalam air.

Senyawa ionik larut dalam air jika energi dilepaskan ketika ion berinteraksi dengan molekul air mengimbangi energi yang diperlukan untuk memutus ikatan ion dalam padatan dan energi yang diperlukan untuk memisahkan molekul air sehingga ion dapat dimasukkan ke dalam air. solusinya (Kelarutan, SF).

Aturan kelarutan

Tergantung pada kelarutan zat terlarut, ada tiga hasil yang mungkin:

1) jika larutan memiliki lebih sedikit zat terlarut dari jumlah maksimum yang mampu larut (kelarutannya), itu adalah larutan encer;

2) jika jumlah zat terlarut persis jumlah yang sama dengan kelarutannya, ia jenuh;

3) jika ada lebih banyak zat terlarut daripada yang dapat larut, kelebihan zat terlarut dipisahkan dari larutan.

Jika proses pemisahan ini termasuk kristalisasi, itu membentuk endapan. Pengendapan mengurangi konsentrasi zat terlarut ke saturasi untuk meningkatkan stabilitas larutan.

Berikut ini adalah aturan kelarutan untuk padatan ionik umum. Jika dua aturan tampaknya saling bertentangan, preseden memiliki prioritas (Antoinette Mursa, 2017).

1- Garam yang mengandung unsur-unsur Golongan I (Li +, Na +, K +, Cs +, Rb +) larut. Ada beberapa pengecualian untuk aturan ini. Garam yang mengandung ion amonium (NH4 +) juga larut.

2- Garam yang mengandung nitrat (NO 3 -) umumnya larut.

3- Garam yang mengandung Cl -, Br - atau I - pada umumnya larut. Pengecualian penting untuk aturan ini adalah garam halida dari Ag +, Pb2 + dan (Hg2) 2+. Dengan demikian, AgCl, PbBr 2 dan Hg 2 Cl 2 tidak dapat larut.

4 - Kebanyakan garam perak tidak larut. AgNO 3 dan Ag (C 2 H 3 O 2 ) adalah garam perak yang umum larut; Hampir semua yang lain tidak dapat larut.

5- Kebanyakan garam sulfat larut. Pengecualian penting untuk aturan ini termasuk CaSO 4, BaSO 4, PbSO 4, Ag 2 SO4 dan SrSO 4 .

6- Kebanyakan garam hidroksida hanya sedikit larut. Garam hidroksida dari unsur-unsur Golongan I larut. Garam hidroksida dari unsur-unsur Golongan II (Ca, Sr dan Ba) sedikit larut.

Garam logam hidroksida transisi dan Al 3 + tidak larut. Jadi, Fe (OH) 3, Al (OH) 3, Co (OH) 2 tidak larut.

7- Sebagian besar logam transisi sulfida sangat tidak larut, termasuk CdS, FeS, ZnS dan Ag 2 S. Sulfida arsenik, antimon, bismut dan timbal juga tidak larut.

8- Karbonat sering tidak larut. Karbonat kelompok II (CaCO 3, SrCO 3 dan BaCO 3 ) tidak dapat larut, seperti FeCO 3 dan PbCO 3 .

9- Chromate sering tidak larut. Contohnya termasuk PbCrO 4 dan BaCrO 4 .

10- Fosfat seperti Ca 3 (PO 4 ) 2 dan Ag 3 PO 4 sering tidak larut.

11- Fluorida seperti BaF 2, MgF 2 dan PbF 2 sering tidak larut.

Contoh kelarutan dalam larutan berair

Cola, air garam, hujan, larutan asam, larutan basa dan larutan garam adalah contoh larutan berair.

Ketika larutan berair tersedia, endapan dapat diinduksi oleh reaksi presipitasi (Reaksi dalam Solusi Berair, SF).

Reaksi presipitasi kadang-kadang disebut sebagai reaksi "perpindahan ganda". Untuk menentukan apakah endapan akan terbentuk saat pencampuran larutan dua senyawa berair:

  1. Rekam semua ion dalam larutan.
  2. Gabungkan mereka (kation dan anion) untuk mendapatkan semua endapan potensial.
  3. Gunakan aturan kelarutan untuk menentukan kombinasi mana (jika ada) yang tidak larut dan akan mengendap.

Contoh 1: Apa yang terjadi ketika Ba (NO 3 ) 2 (aq) dan Na 2 CO 3 (aq) dicampur?

Ion hadir dalam larutan: Ba2 +, NO 3 -, Na +, CO 3 2-

Endapan potensial: BaCO 3, NaNO3

Aturan Kelarutan: BaCO 3 tidak larut (aturan 5), NaNO 3 larut (aturan 1).

Persamaan kimia lengkap:

Ba (NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 CO 3 (aq) »BaCO 3 (s) + 2NaNO 3 (aq)

Persamaan ionik bersih:

Ba2 + (aq) + CO 3 2- (aq) »BaCO 3 (s)

Contoh 2: Apa yang terjadi ketika Pb (NO 3 ) 2 (aq) dan NH 4 I (aq) dicampur?

Ion hadir dalam solusi: Pb2 +, NO 3 -, NH 4+, I-

Endapan potensial: PbI 2, NH 4 NO 3

Aturan kelarutan: PbI 2 tidak larut (aturan 3), NH 4 NO 3 larut (aturan 1).

Persamaan kimia lengkap: Pb (NO 3 ) 2 (aq) + 2NH 4 I (aq) »PbI 2 (s) + 2NH 4 NO 3 (aq)

Persamaan ionik bersih: Pb2 + (aq) + 2I- (aq) »PbI 2 (s).