什么是水溶液？（带有示例） - 化学 - 2025

该水溶液是使用水分解的物质的解决方案。例如，泥水或糖水。当某种化学物质溶解在水中时，用化学名后的文字（aq）表示。

亲水（嗜水）物质和许多离子化合物在水中溶解或解离。例如，当食盐或氯化钠溶于水时，它分解成离子，形成Na +（aq）和Cl-（aq）。

图1：重铬酸钾水溶液。

疏水（怕水）物质通常不溶于水或形成水溶液。例如，将油和水混合不会导致溶解或离解。

许多有机化合物是疏水的。非电解质可以溶解在水中，但它们不会分解成离子，并保持其分子完整性。非电解质的实例包括糖，甘油，尿素和甲基磺酰甲烷（MSM）。

水溶液的性质

水溶液通常导电。含有强电解质的溶液往往是好的电导体（例如海水），而含有弱电解质的溶液往往是差的导体（例如自来水）。

原因是强电解质完全分解为水中的离子，而弱电解质则不完全分解。

当物种之间的化学反应在水溶液中发生时，该反应通常是双置换反应（也称为复分解或双取代）。

在这种类型的反应中，一种试剂中的阳离子取代另一种试剂中的阳离子，通常形成离子键。另一种思考的方式是反应离子“切换伙伴”。

水溶液中的反应可导致产物溶于水或产生沉淀。

沉淀物是低溶解度的化合物，通常以固体形式从溶液中掉出来。

术语酸，碱和pH仅适用于水溶液。例如，您可以测量柠檬汁或醋（两种水溶液）的pH值，而它们是弱酸，但是使用pH纸测试植物油无法获得任何有意义的信息。

为什么有些固体溶解在水中？

我们用来使咖啡或茶变甜的糖是一种分子固体，其中各个分子通过相对较弱的分子间作用力保持在一起。

当糖溶解在水中时，单个蔗糖分子之间的弱键断裂，这些C12H22O11分子释放到溶液中。

图1：糖在水中的溶解。

破坏蔗糖中C12H22O11分子之间的键需要能量。破坏水中的氢键也需要能量，必须破坏这些氢键才能将这些蔗糖分子之一插入溶液中。

糖溶解在水中是因为当极性小的蔗糖分子与极性的水分子形成分子间键时，能量就会释放出来。

溶质和溶剂之间形成的弱键补偿了改变纯溶质和溶剂结构所需的能量。

对于糖和水，此过程的效果非常好，以至于一公升水中最多可以溶解1800克蔗糖。

离子性固体（或盐）包含正离子和负离子，由于带相反电荷的粒子之间的强大吸引力，离子和离子可保持在一起。

当这些固体之一溶于水时，构成固体的离子会释放到溶液中，并与极性溶剂分子缔合。

图2：氯化钠在水中的溶解度。

NaCl（s）»Na +（aq）+ Cl-（aq）

我们通常可以假设盐溶解在水中时会分解成离子。

如果离子与水分子相互作用时释放的能量超过打破固体中离子键所需的能量和分离水分子以便将离子插入其中所需的能量，则离子化合物会溶解在水中解决方案。

溶解度规则

根据溶质的溶解度，可能会有三种结果：

1）如果溶液的溶质少于其最大溶解量（溶解度），则为稀释溶液；

2）如果溶质的量与其溶解度完全相同，则它已饱和；

3）如果溶质超出溶解能力，则多余的溶质将从溶液中分离出来。

如果该分离过程包括结晶，则会形成沉淀。沉淀将溶质的浓度降低至饱和，以增加溶液的稳定性。

以下是常见离子固体的溶解度规则。如果两个规则似乎相互矛盾，则前一个优先。

1-含有第I组元素（Li ⁺，Na ⁺，K ⁺，Cs ⁺，Rb ⁺）的盐是可溶的。此规则几乎没有例外。含有铵离子（NH ₄ ⁺）的盐也是可溶的。

含有硝酸2-盐（NO ₃ ^- ）一般是可溶的。

3-含有Cl-，Br-或I-的盐通常是可溶的。该规则的重要例外是Ag ⁺，Pb2 ⁺和（Hg2）²⁺的卤化物盐。因此，AgCl，PbBr ₂和Hg ₂ Cl ₂不溶。

4-大多数银盐是不溶的。AgNO ₃和Ag（C ₂ H ₃ O ₂）是银的常见可溶性盐；几乎所有其他的都是不可溶的。

5-大多数硫酸盐是可溶的。该规则的主要例外包括CaSO ₄，BaSO ₄，PbSO ₄，Ag ₂ SO 4和SrSO ₄。

6-大多数氢氧化物盐仅微溶。第I族元素的氢氧化物盐是可溶的。II族元素（Ca，Sr和Ba）的氢氧化物盐微溶。

过渡金属和Al ₃ ⁺的氢氧化物盐是不溶的。因此，Fe（OH）₃，Al（OH）₃，Co（OH）₂不溶。

7-大多数过渡金属硫化物是高度不溶性的，包括CD，硫化亚铁，硫化锌，和Ag ₂ S.砷，锑，铋和铅的硫化物也是不溶性的。

8-碳酸盐通常不溶。组II碳酸盐，碳酸钙（CaCO ₃，的SrCO ₃和的BaCO ₃）是不溶性的，因为是FeCo系₃和PBCO ₃。

9-铬酸盐通常不溶。实例包括PbCrO ₄和BaCrO ₄。

诸如Ca ₃（PO ₄）₂和Ag ₃ PO _4的 10-磷酸盐通常是不溶的。

11-氟化物例如BaF ₂，MgF ₂和PbF ₂通常是不溶的。

在水溶液中溶解度的例子

可乐，盐水，雨水，酸溶液，碱溶液和盐溶液是水溶液的例子。当您使用水溶液时，可以通过沉淀反应诱导沉淀。

沉淀反应有时称为“双重置换”反应。要确定两种化合物的水溶液混合时是否会形成沉淀物：

1. 记录溶液中的所有离子。
2. 结合它们（阳离子和阴离子）以获得所有潜在的沉淀物。
3. 使用溶解度规则来确定哪种（如果有）组合不溶并会沉淀。

范例1：Ba（否

离子存在于溶液中：巴²⁺，NO ₃ ^- ，钠⁺，CO ₃ ^2-

可能的沉淀物：BaCO ₃，NaNO3

溶解度规则：BaCO ₃不溶（规则5），NaNO ₃可溶（规则1）。

完整的化学方程式：

Ba（NO ₃）₂（aq）+ Na ₂ CO ₃（aq）»BaCO ₃（s）+ 2NaNO ₃（aq）

净离子方程：

Ba ²⁺ _{（水溶液）} + CO ₃ ^2- _{（水溶液）} »BaCO _3（s）

范例2：当Pb（否

离子存在于溶液中：铅²⁺，NO ₃ ^-，NH ₄ ⁺，我^-

潜在的沉淀物：PbI ₂，NH ₄ NO ₃

溶解度规则：PbI ₂不溶（规则3），NH ₄ NO ₃可溶（规则1）。

完整的化学方程式：Pb（NO ₃）_2（aq） + 2NH ₄ I _（aq） »PbI _2（s） + 2NH ₄ NO _3（aq）

净离子方程式：铅²⁺ _{（水溶液）} + 2I ^- _{（水溶液）} »碘化铅_2（S）。

参考文献

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