4.8: 水溶液中的化学反应

化学物质以许多不同的方式相互作用。某些化学反应表现出常见的反应模式。由于化学反应的数量众多，因此有必要根据观察到的相互作用模式对它们进行分类。

水是一种很好的溶剂，可以溶解许多物质。因此，许多化学反应在水中发生。这种反应称为水相反应。三种最常见的水反应类型是沉淀，酸碱和氧化还原。

水溶液中的反应

水性反应方程式

当涉及离子时，有多种方法可以表示在水性介质中发生的反应，每种方法具有不同的详细程度。为了理解这一点，让我们以沉淀反应为例。反应发生在离子化合物的水溶液之间，例如BaCl ₂ 和AgNO ₃ 。反应产物是Ba（NO ₃ ） ₂ 水溶液和固体AgCl。

该平衡方程称为分子方程。分子方程式提供化学计量信息以进行定量计算，还有助于识别所使用的试剂和形成的产物。但是，分子方程式没有提供溶液中反应过程的详细信息。也就是说，它并不表示溶液中存在的不同离子种类。

离子化合物如BaCl ₂ ，AgNO ₃ 和Ba（NO ₃ ） ₂ 都是水溶性的。它们通过解离成其组成离子而溶解，并且它们的离子均匀地分散在溶液中。

由于AgCl是不溶性盐，它不会解离成离子，而是以固体形式保留在溶液中。考虑到以上因素，该反应的更现实表示为：＆nbsp;

这是一个完整的离子方程，其中所有溶解的离子都得到了明确表示。 ＆nbsp;

此完整的离子方程式表示两个化学形式相同的两面，分别是Ba ^{2 +} （ aq ）和NO _{3 < / sub> ^{＆minus;＆nbsp;} （ aq ）。这些被称为旁观者离子。这些离子的存在是维持电荷中性所必需的。由于它们既不会在化学上也不会在物理上发生变化，因此可以从方程式中消除它们。}

此等式可以进一步简化为：

这是净离子方程。这表明，不管这些离子的来源如何，都可能由溶解的氯离子和银离子产生固态氯化银。 ＆nbsp;

本文改编自 OpenStax 化学2e ，第4.1节：编写和平衡化学方程式。

在所有的化学反应中，大部分会发生在水溶液当中。而这些化学反应大部分会落在三个主要分类当中：沉淀、酸碱中和反应跟氧化还原作用。在一个典型的沉淀反应里，在溶液当中的阳离子和阴离子会结合在一起 形成一个不溶性离子化合物 导致它在溶液中沉淀出来。举例来说，氯化钾水溶液和硝酸 银水溶液产生化学反应后 会造成不可溶氯化银的沉淀产生。而在酸碱中和反应中，酸和碱会互相中和，好比当来自酸的质子和来自碱的OH离子 互相反应后中和成水。盐通常是由反离子的反应所形成。举例来说，溴化氢和氢氧化钾相互反应后产生出 水和溴化钾。最后，在氧化还原反应当中，反应物之间会互相传递电子。举例来说，在形成氯化 钾的时候，钾原子会 给氯原子一个电子。当水溶液当中发生化学反应时，水溶性分子固体会作为一个完整的分子被溶解 而水溶性离子固体会作为分离离子的形式存在水溶液里。非水溶性的离子固体 则会维持不溶解。因此，当在写水溶液反应等式的时候，溶解的性质就必须要 被明确的指示出来。想想在硝酸铅和碘 化钠水溶液之间形成固态 碘化铅和硝酸钠水溶液的 沉淀反应。这种平衡方程式因为叫做分子方程式，所以这些化合物存在 为一个分子或是在溶液中呈现完整的单位 就会被写成中性。就像硝酸铅、碘化钠和硝酸钠 这种水溶性离子化合 在溶液中会以离子存在，而 非水溶性点化铅则以离子固体形式存在。因此，这种分子方程式，则可以被写成完整显示在溶液中游 离离子形式的可溶性离子物质的离子方程式。另外，这种在完整的离子方程 式两边有相同型式存在的离子 叫旁观者离子。如果把旁观者离子去除，就会只剩下净离子方程式，也就是反应中只有离子和分子 参与其中的方程式。