Solución acuosa

La primera concha de solvación de un ión sodio disuelto en agua

Una solución acuosa es una solución en la que el disolvente es agua. Se muestra principalmente en ecuaciones químicas agregando (aq) a la fórmula química relevante. Por ejemplo, una solución de sal de mesa o cloruro de sodio (NaCl) en agua se representaría como Na⁺(aq) + Cl⁻(aq). La palabra acuosa (que proviene de aqua) significa perteneciente, relacionado, similar o disuelto en el agua. Como el agua es un excelente solvente y también es naturalmente abundante, es un solvente ubicuo en química. Dado que el agua se usa con frecuencia como solvente en los experimentos, la palabra solución se refiere a una solución acuosa, a menos que se especifique el solvente.

Una solución no acuosa es una solución en la que el disolvente es un líquido, pero no agua. (Véase también Solvente y Solvente inorgánico no acuoso.)

Características

Las sustancias que son hidrofóbicas ('temerosas del agua') no se disuelven bien en agua, mientras que las que son hidrofílicas (' apto para el agua') sí. Un ejemplo de una sustancia hidrófila es el cloruro de sodio. En una solución acuosa, los iones de hidrógeno (H⁺) y los iones de hidróxido (OH⁻) están en el balance de Arrhenius ([H⁺][OH⁻] = Kw = 1 x 10 ⁻¹⁴ a 298 K). Los ácidos y las bases son soluciones acuosas, como parte de sus definiciones de Arrhenius. Un ejemplo de ácido de Arrhenius es el cloruro de hidrógeno (HCl) debido a su disociación del ion hidrógeno cuando se disuelve en agua. El hidróxido de sodio (NaOH) es una base de Arrhenius porque disocia el ion hidróxido cuando se disuelve en agua.

Las soluciones acuosas pueden contener, especialmente en la zona alcalina o sometidas a radiólisis, hidrógeno atómico hidratado y electrones hidratados.

Electrolitos

Las soluciones acuosas que conducen la corriente eléctrica de manera eficiente contienen electrolitos fuertes, mientras que las que conducen mal se considera que tienen electrolitos débiles. Esos electrolitos fuertes son sustancias que están completamente ionizadas en agua, mientras que los electrolitos débiles exhiben solo un pequeño grado de ionización en agua. La capacidad de los iones para moverse libremente a través del solvente es una característica de una solución electrolítica acuosa fuerte. Los solutos en una solución electrolítica débil están presentes como iones, pero solo en una pequeña cantidad.

Los no electrolitos son sustancias que se disuelven en agua pero mantienen su integridad molecular (no se disocian en iones). Los ejemplos incluyen azúcar, urea, glicerol y metilsulfonilmetano (MSM).

Reacciones

Las reacciones en soluciones acuosas suelen ser reacciones de metátesis. Las reacciones de metátesis son otro término para doble desplazamiento; es decir, cuando un catión se desplaza para formar un enlace iónico con el otro anión. El catión enlazado con el último anión se disociará y enlazará con el otro anión.

Una reacción de metátesis común en soluciones acuosas es una reacción de precipitación. Esta reacción ocurre cuando dos soluciones acuosas de electrolitos fuertes se mezclan y producen un sólido insoluble, también conocido como precipitado. La capacidad de una sustancia para disolverse en agua está determinada por si la sustancia puede igualar o superar las fuertes fuerzas de atracción que las moléculas de agua generan entre sí. Si la sustancia carece de la capacidad de disolverse en agua, las moléculas forman un precipitado.

Al escribir las ecuaciones de las reacciones de precipitación, es fundamental determinar el precipitado. Para determinar el precipitado, se debe consultar una tabla de solubilidad. Los compuestos solubles son acuosos, mientras que los compuestos insolubles son el precipitado. Puede que no siempre haya un precipitado. Se utilizan ecuaciones iónicas completas y ecuaciones iónicas netas para mostrar iones disociados en reacciones de metátesis. Cuando se realizan cálculos relacionados con la reacción de una o más soluciones acuosas, en general se debe conocer la concentración o molaridad de las soluciones acuosas.