Chemische Reaktionen in wässrigen Lösungen

Viele chemische Reaktionen geschehen in wässrigen Lösungen. Diese Reaktionen fallen in 3 Hauptkategorien:Präzipitation, Säure-Base, und Oxidation-Reduktion. In einer typischen Präzipitationsreaktion, kommen gelöste Kationen und und Anionen zusammen, um eine unlösliche ionische Verbindung zu bilden, die aus der Lösung ausfällt.

Zum Beispiel führt die Reaktion zwischen wässrigem Kalium-chlorid und wässrigem Silbernitrat zur Präzipitation von unlöslichem Silberchlorid. In einer Säure-Base-Reaktion neutralisieren sich die Säure und die Base, z. B.wenn ein Proton einer Säure und ein OH-Ion einer Base reagieren, um Wasser zu bilden.

Die Gegenionen reagieren typischerweise unter Bildung eines Salzes. Zum Beispiel, Bromwasserstoff reagiert mit Kaliumhydroxid, um Wasser und Kaliumbromid zu bilden. In einer Oxidations-Reduktions-oder Redox-Reaktion, werden Elektronen von einem Reaktanten auf einen anderen übertragen.

Zum Beispiel, verliert ein Kaliumatom ein Elektron an ein Chloratom, wenn sie sich unter Bildung von Kaliumchlorid verbinden. Wenn eine chemische Reaktion in einer wässrigen Lösung stattfindet, wasserlösliche molekulare Feststoffe lösen sich als intakte Moleküle auf, wohingegen wasserlösliche ionische Feststoffe als einzelne Ionen vorkommen. Ionische Feststoffe, die wasserunlöslich sind, bleiben ungelöst.

Beim Schreiben von Gleichungen für Reaktionen die in wässriger Lösung auftreten, muss die Art des gelösten Stoffes angegeben werden. Betrachten Sie die Präzipitationsreaktion zwischen wässrigem Blei(II)Nitrat und wässrigem Natriumiodid die zur Bildung von festem Blei-Jodid und wässrigem Natriumnitrat führt. Die ausgeglichene Gleichung wird Reaktionsgleichung genannt, weil die vollständigen neutralen Formeln der Verbindungen so geschrieben werden, als ob sie als Moleküle oder ganze Einheiten in der Lösung existieren.

Wasserlösliche ionische Verbindungen wie Blei(II)nitrat, Natriumiodid und Natriumnitrat existieren als Ionen in Lösung, während wasserunlösliches Blei(II)iodid als ionischer Feststoff vorliegt. Die Reaktionsgleichung kann also in eine vollständige ionische Gleichung umgeschrieben werden, die lösliche ionische Spezies als freie Ionen in Lösung darstellt. Die Ionen, die in identischer Form auf beiden Seiten der vollständigen ionischen Gleichung auftreten, werden als Zuschauer-Ionen bezeichnet.

Durch das ausgleichen von Zuschauer-Ionen bleibt die Netto-Reaktionsgleichung bestehen, die nur die Ionen und Moleküle enthält, die sich tatsächlich an der Reaktion beteiligen.