水溶液 溶媒が水である化学溶液です。溶質は、水分子に囲まれた溶解分子とイオンです。水溶液は (aq ) 化学式の後に。たとえば、水中の塩 (NaCl) の水溶液は NaCl(aq ) または Na+(aq ) + Cl-(aq ）。対照的に、溶媒が水ではない溶液は、非水溶液と呼ばれます。 .
水溶液の例
イオン溶質と共有結合溶質の両方が水に溶解し、水溶液を形成します。水溶液の例:
- 生理食塩水
- 海水
- ワイン
- ウォッカ
- コーラ
- 雨
- アレニウスの酸と塩基の溶液
- 甘いお茶
- 酢
- 尿
非水性溶液の例には、油、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、または水ではない他の溶媒中の任意の溶液が含まれる。物質が水と結合して混合物を形成するが溶解しない場合、水溶液は形成されません。たとえば、砂と水を混ぜても水溶液にはなりません。
水溶液の化学問題の例
学生は、水溶液に関するいくつかの異なる種類の化学の問題に遭遇します。これらは主に、溶解度と集合特性の問題に関係しています。
例:水溶液を形成する溶質は?
- 硝酸ナトリウム (NaNO3 )
- 炭酸カルシウム (CaCO3 )
- 水酸化銀 (AgOH)
- 硫化銅(I) (Cu2 S)
技術的には、これは良い質問ではありません。すべて イオン性化合物は、溶解度が非常に低い場合でも、水溶液を形成します。これは、水のようなイオン性化合物が極性分子であるためです。しかし、このような質問のポイントは、生徒に溶解度の規則を理解してもらうことです。これらの規則に基づいて、硝酸ナトリウムだけが水によく溶けます。ほとんどの炭酸塩、水酸化物、および硫化物は不溶性であり、これらの特定の化合物は規則の例外ではありません.
その他のよくある質問は、集合プロパティに関するものです。凝固点降下や沸点上昇などの集合特性は、水に溶解している粒子の数に依存します。化合物がイオンに解離するほど、またはその濃度が高いほど、沸点が高くなり、凝固点が低くなります。
例:凝固点が最も低い水溶液は?
- 0.1 モル尿素 (CH4 N2 O) ソリューション
- 0.1 molal スクロース (C12 H22 O11 ) ソリューション
- 0.1モルの塩化ナトリウム（NaCl）溶液
- 0.1 molal 塩化カルシウム (CaCl2 ) ソリューション
化合物の凝固点は問題ではないことに注意してください。すべての溶液は同じ濃度であるため、水溶液中で各分子がいくつの粒子に分解されるかを確認する必要があります。尿素とスクロースは共有結合化合物であるため、水に溶けますが、イオンに解離しません。化合物が有機物であるため、これを知っています。これにより、塩化ナトリウムと塩化カルシウムが残ります。これらの化合物は両方ともイオン性で、水に溶けます。それらは、水溶液中でイオンに解離します。しかし、塩化ナトリウムは 2 つのイオンまたは粒子 (Na、Cl) にしか分解されません。一方、塩化カルシウムは 3 つのイオン (Ca、Cl、Cl) に分解されます。したがって、0.1 モル濃度の塩化カルシウム溶液の凝固点が最も低くなります。
例:沸点が最も高い水溶液は?
- 0.1 M NaCl
- 0.1 M スクロース (C12 H22 O11 )
- 0.1 M CaCl2
- 0.1 M AlCl3
凝固点降下の質問とまったく同じように、この問題を解決してください。まず、化合物が水に溶けることを確認します。次に、溶液の濃度を確認します。この場合、4 つの化合物はすべて可溶性であり、濃度値は同じです。最後に、各化合物が水に溶解したときに放出される粒子の数を比較します。スクロースは溶解しますが解離しないため、1 つの粒子のみを形成し、沸点への影響は最小限です。 NaCl は 2 つの粒子 CaCl
参考文献
- Castellan, Gilbert W. (1983). 物理化学 （第3版）。アディソン・ウェズリー。 ISBN 978-0201103861。
- IUPAC (1997)。 "解決"。 化学用語集 （「ゴールドブック」）（第2版）。ブラックウェル科学出版物。 doi:10.1351/goldbook.S05746
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- Zumdahl、Steven S. (1997)。 化学 （第4版）。マサチューセッツ州ボストン:ホートン ミフリン カンパニー。 pp.133–145。 ISBN 9780669417944.
