Chemische reacties in waterige oplossingen

Veel chemische reacties vinden plaats in waterige oplossingen. Deze reacties vallen in 3 hoofdcategorieën:bezinking, zuur-base en redox reactie. Bij een typische precipitatiereactie komen opgeloste kationen en anionen samen om een onoplosbare ionische verbinding te vormen die uit de oplossing neerslaat.

Zo leidt de reactie tussen waterig kaliumchloride en waterig zilvernitraat tot bezinking van onoplosbaar zilverchloride. Bij een zuur-base-reactie neutraliseren het zuur en de base elkaar, zoals wanneer een proton uit een zuur en een OH-ion uit een base reageren om water te vormen. De tegenionen reageren typisch om een zout te vormen.

Waterstofbromide reageert bijvoorbeeld met kaliumhydroxide om water en kaliumbromide te geven. Bij een oxidatie-reductie-of redox-reactie worden elektronen overgedragen van de ene reactant naar de andere. Een kaliumatoom verliest bijvoorbeeld één elektron aan een chlooratoom wanneer ze worden gecombineerd om kaliumchloride te vormen.

Wanneer een chemische reactie plaatsvindt in een waterige oplossing, lossen in water oplosbare moleculaire vaste stoffen op als intacte moleculen, terwijl in water oplosbare ionische vaste stoffen bestaan als gescheiden ionen. Ionische vaste stoffen die niet in water oplosbaar zijn, blijven onopgelost. Bij het schrijven van vergelijkingen voor reacties die optreden in waterige oplossing, moet de aard van de opgeloste stof worden aangegeven.

Denk maar eens aan de neerslagreactie tussen waterig lood nitraat en waterig natriumjodide om vast lood jodide en waterig natriumnitraat te vormen. De gebalanceerde vergelijking wordt de moleculaire vergelijking genoemd omdat de volledige neutrale formules van de verbindingen worden geschreven alsof ze bestaan als moleculen of hele eenheden in oplossing. In water oplosbare ionische verbindingen zoals lood nitraat, natriumjodide en natriumnitraat bestaan als ionen in oplossing, terwijl in water onoplosbaar lood jodide bestaat als een ionische vaste stof.

De moleculaire vergelijking kan daarom worden herschreven als een complete ionische vergelijking, die oplosbare ionsoorten laat zien als vrije ionen in oplossing. De ionen die in identieke vormen aan beide zijden van de volledige ionvergelijking verschijnen, worden tribune-ionen genoemd. Als tribune-ionen worden weggestreept, blijft de netto ionische vergelijking over, die alleen de ionen en moleculen omvat die daadwerkelijk aan de reactie deelnemen.