Uzziniet, ko ūdens nozīmē ķīmijā

Ūdens ir termins, ko izmanto, lai aprakstītu sistēmu, kas ietver ūdens. Vārds ūdens tiek lietots arī, lai aprakstītu risinājums vai maisījums kurā šķīdinātājs ir ūdens. Kad ķīmiskā suga ir izšķīdināta ūdenī, to apzīmē ar rakstiem (aq) pēc ķīmiskā nosaukuma.

Hidrofīlas (ūdeni mīlošas) vielas un daudzas citas jonu savienojumiizšķīst vai izdalīties ūdenī. Piemēram, kad galda sāli vai nātrija hlorīdu izšķīdina ūdenī, tas sadalās tā jonos, veidojot Na⁺(aq) un Cl^-(aq). Hidrofobiski (Ūdensbaidīgas) vielas parasti neizšķīst ūdenī vai neveidojas ūdens šķīdumos. Piemēram, eļļas un ūdens sajaukšana neizraisa izšķīšanu vai disociāciju. Daudzi organiski savienojumi ir hidrofobiski. Neelektrolīti var izšķīst ūdenī, bet tie nesadalās jonos un saglabā molekulu integritāti. Neelektrolītu piemēri ir cukurs, glicerīns, urīnviela un metilsulfonilmetāns (MSM).

Ūdens šķīdumi bieži vada elektrību. Šķīdumiem, kas satur stiprus elektrolītus, parasti ir labi elektrības vadītāji (piemēram, jūras ūdenim), savukārt šķīdumiem, kas satur vājus elektrolītus, parasti ir slikti vadītāji (piemēram, krāna ūdenim). Iemesls ir tāds, ka stiprie elektrolīti ūdenī pilnīgi izkliedējas par joniem, savukārt vājie elektrolīti nepilnīgi izkliedējas.

Ja ūdens šķīdumā starp sugām notiek ķīmiskas reakcijas, reakcijas parasti ir dubultā pārvietošana (ko sauc arī par metatēzi vai divkāršu aizvietošanu) reakcijas. Šāda veida reakcijās katjonu no viena reaģenta veido katjona vieta otrā reaģenta formā, parasti veidojot jonu saiti. Vēl viens veids, kā par to domāt, ir tas, ka reaģējošie joni "apmainās ar partneriem".

Reakcijas ūdens šķīdumā var izraisīt ūdenī šķīstošus produktus vai arī tos var radīt nogulsnes. Nogulsnes ir savienojums ar mazu šķīdību, kas bieži izkrīt no šķīduma kā cieta viela.

Apzīmējumi skābe, bāze un pH attiecas tikai uz ūdens šķīdumiem. Piemēram, jūs varat izmērīt citronu sulas vai etiķa (divi ūdens šķīdumi) pH, un tie ir vāji skābi, taču, pārbaudot augu eļļu ar pH papīru, jūs nevarat iegūt nozīmīgu informāciju.

Tas, vai viela veido ūdens šķīdumu vai nav, ir atkarīgs no tā ķīmiskajām saitēm un no tā, cik molekulu daļas piesaista ūdeņraža vai skābekļa atomiem ūdenī. Lielākā daļa organisko molekulu nešķīst, bet ir šķīdības noteikumi kas var palīdzēt noteikt, vai neorganisks savienojums radīs ūdens šķīdumu. Lai savienojums izšķīst, pievilcīgajam spēkam starp molekulas daļu un ūdeņradi vai skābekli jābūt lielākam par pievilcīgo spēku starp ūdens molekulām. Citiem vārdiem sakot, izšķīdināšanai nepieciešami lielāki spēki nekā ūdeņraža savienošanai.

Izmantojot šķīdības noteikumus, ir iespējams uzrakstīt ķīmisko vienādojumu reakcijai ūdens šķīdumā. Šķīstošos savienojumus apzīmē, izmantojot (aq), bet nešķīstošie savienojumi veido nogulsnes. Nogulsnes norāda, izmantojot cietās vielas. Atcerieties, ka ne vienmēr veidojas nogulsnes! Turklāt ņemiet vērā, ka nokrišņu daudzums nav 100%. Nelielos daudzumos ar zemu šķīdību (tos uzskata par nešķīstošiem) faktiski izšķīst ūdenī.