Reazioni chimiche in soluzioni acquose

Molte reazioni chimiche avvengono in soluzioni acquose. Queste reazioni rientrano in tre categorie principali:precipitazione, acido-base e ossidazione-riduzione. In una tipica reazione di precipitazione, cationi e anioni disciolti si uniscono per formare un composto ionico insolubile, che precipita nella soluzione.

Per esempio, la reazione fra cloruro di potassio acquoso e nitrato d'argento acquoso porta alla precipitazione di cloruro d'argento insolubile. In una reazione acido-base, l'acido e la base si neutralizzano a vicenda, come quando un protone di un acido e uno ione OH di una base reagiscono formando acqua. I controioni reagiscono tipicamente per formare un sale.

Per esempio, il bromuro di idrogeno reagisce con l'idrossido di potassio per dare acqua e bromuro di potassio. In una reazione di ossidoriduzione o redox, gli elettroni vengono trasferiti da un reagente ad un altro. Per esempio, un atomo di potassio perde un elettrone in un atomo di cloro quando si combinano per formare cloruro di potassio.

Quando una reazione chimica si verifica in una soluzione acquosa, i solidi molecolari solubili in acqua si dissolvono come molecole intatte, mentre i solidi ionici solubili in acqua esistono come ioni separati. I solidi ionici che sono insolubili in acqua rimangono indisciolti. Durante la scrittura delle equazioni per reazioni che avvengono in soluzione acquosa, è necessario indicare la natura della sostanza disciolta.

Considerate la reazione di precipitazione fra nitrato di piombo acquoso e ioduro di sodio acquoso per formare ioduro di piombo solido e nitrato di sodio acquoso. L'equazione bilanciata è chiamata equazione molecolare perché le formule neutre complete dei composti sono scritte come se esistessero come molecole o unità intere in soluzione. I composti ionici solubili in acqua come il nitrato di piombo lo ioduro di sodio e il nitrato di sodio esistono come ioni in soluzione, mentre lo ioduro di piombo insolubile in acqua esiste come solido ionico.

L'equazione molecolare può dunque essere riscritta come un'equazione ionica completa, che mostra le specie ioniche solubili come ioni liberi in soluzione. Gli ioni che appaiono in forme identiche su entrambi i lati dell'equazione ionica completa sono chiamati ioni spettatori. L'eliminazione degli ioni spettatori lascia l'equazione ionica netta, un'equazione che include solo gli ioni e le molecole che partecipano effettivamente alla reazione.