水溶液は、物質を分解するために水を使用するソリューションです。たとえば、泥や砂糖水。化学種が水に溶解した場合、化学名の後に（aq）と表記します。
親水性（水を好む）物質と多くのイオン性化合物は水に溶解または解離します。たとえば、食卓塩または塩化ナトリウムが水に溶解すると、イオンに解離してNa +（水溶液）およびCl-（水溶液）を形成します。
図1：重クロム酸カリウムの水溶液。
疎水性（水を恐れる）物質は、一般に水に溶解せず、水溶液を形成しません。たとえば、油と水を混ぜても溶解や解離は起こりません。
多くの有機化合物は疎水性です。非電解質は水に溶解できますが、イオンに解離せず、分子としての完全性を維持します。非電解質の例には、糖、グリセロール、尿素、およびメチルスルホニルメタン（MSM）が含まれます。
水溶液の性質
水溶液はしばしば電気を伝導します。強い電解質を含む溶液は、良好な導電体（海水など）になる傾向がありますが、弱い電解質を含む溶液は、弱い導電体（たとえば、水道水）になる傾向があります。
その理由は、強い電解質は水中で完全にイオンに解離し、弱い電解質は不完全に解離するためです。
種間で化学反応が水溶液中で発生する場合、反応は通常、二重置換反応（複分解または二重置換とも呼ばれます）です。
このタイプの反応では、一方の試薬のカチオンが他方の試薬のカチオンの代わりになり、通常はイオン結合を形成します。別の見方をすれば、反応性イオンは「スイッチパートナー」です。
水溶液中での反応は、水に可溶な製品をもたらすか、沈殿物を生成する可能性があります。
沈殿物は、溶解度が低く、溶液から固体として脱落することが多い化合物です。
酸、塩基、およびpHという用語は、水溶液にのみ適用されます。たとえば、レモンジュースまたは酢（2つの水溶液）のpHを測定できますが、それらは弱酸ですが、pHペーパーを使用した植物油テストから意味のある情報を得ることができません。
一部の固形物が水に溶けるのはなぜですか？
私たちがコーヒーやお茶を甘くするために使用する砂糖は分子固体であり、個々の分子は比較的弱い分子間力によって結合されています。
砂糖が水に溶けると、個々のスクロース分子間の弱い結合が壊れ、これらのC12H22O11分子が溶液に放出されます。
図1：砂糖の水への溶解。
ショ糖中のC12H22O11分子間の結合を切断するにはエネルギーが必要です。また、これらのスクロース分子の1つを溶液に挿入するために切断する必要がある水中の水素結合を切断するには、エネルギーが必要です。
わずかに極性のスクロース分子が極性の水分子と分子間結合を形成するとエネルギーが放出されるため、砂糖は水に溶解します。
溶質と溶媒の間に形成される弱い結合は、純粋な溶質と溶媒の両方の構造を変更するために必要なエネルギーを補います。
砂糖と水の場合、このプロセスは非常にうまく機能するため、1リットルの水に最大1800グラムのスクロースを溶解できます。
イオン性固体（または塩）には、正と負のイオンが含まれています。これらのイオンは、反対の電荷を持つ粒子間の大きな引力によって互いに保持されています。
これらの固体の1つが水に溶解すると、固体を構成するイオンが溶液に放出され、そこで極性溶媒分子と会合します。
図2：塩化ナトリウムの水への溶解。
NaCl（s）»Na +（aq）+ Cl-（aq）
一般に、塩は水に溶解するとイオンに解離すると考えられます。
イオンが水分子と相互作用するときに放出されるエネルギーが、固体のイオン結合を壊すために必要なエネルギーと、水分子を分離してイオンを挿入できるようにするために必要なエネルギーを上回る場合、イオン化合物は水に溶解しますソリューション。
溶解度ルール
溶質の溶解度に応じて、3つの結果が考えられます。
1）溶液が溶ける最大量（溶解度）より溶質が少ない場合、それは希釈された溶液です。
2）溶質の量がその溶解度とまったく同じ場合、飽和します。
3）溶ける以上の溶質がある場合、過剰な溶質が溶液から分離します。
この分離プロセスに結晶化が含まれる場合、沈殿物が形成されます。沈殿により、溶質の濃度が飽和状態に低下し、溶液の安定性が高まります。
以下は、一般的なイオン性固体の溶解度ルールです。2つのルールが互いに矛盾しているように見える場合は、前のルールが優先されます。
1-グループI元素（Li +、Na +、K +、Cs +、Rb +）を含む塩は溶解します。このルールにはいくつかの例外があります。アンモニウムイオン（NH 4 +）を含む塩も可溶です。
硝酸塩を含有する2-塩（NO 3 -が）一般的に可溶性です。
3- Cl-、Br-またはI-を含む塩は、一般に溶解します。この規則の重要な例外は、Ag +、Pb2 +、および（Hg2）2+のハロゲン化物塩です。したがって、AgCl、PbBr 2およびHg 2 Cl 2は不溶性です。
4-ほとんどの銀塩は不溶性です。AgNO 3とAg（C 2 H 3 O 2）は銀の一般的な可溶性塩です。他の事実上すべては不溶性です。
5-ほとんどの硫酸塩は溶解します。この規則の主な例外には、CaSO 4、BaSO 4、PbSO 4、Ag 2 SO 4およびSrSO 4が含まれます。
6-ほとんどの水酸化物塩はわずかに溶けます。グループI元素の水酸化物塩は溶解します。II族元素（Ca、Sr、Ba）の水酸化物塩はわずかに溶解します。
遷移金属の水酸化物塩およびAl 3 +は不溶性です。したがって、Fe（OH）3、Al（OH）3、Co（OH）2は溶解しません。
7- CdS、FeS、ZnS、Ag 2 S などのほとんどの遷移金属硫化物は不溶性です。ヒ素、アンチモン、ビスマス、鉛の硫化物も不溶性です。
8-炭酸塩はしばしば不溶性です。グループIIの炭酸塩（CaCO 3、SrCO 3およびBaCO 3）は、FeCO 3およびPbCO 3と同様に不溶性です。
9-クロメートはしばしば不溶性です。例には、PbCrO 4とBaCrO 4が含まれます。
Ca 3（PO 4）2やAg 3 PO 4などの10-リン酸塩は、しばしば不溶性です。
11- BaF 2、MgF 2、PbF 2などのフッ化物は、しばしば不溶性です。
水溶液への溶解性の例
コーラ、塩水、雨、酸性溶液、塩基性溶液、および塩溶液は、水溶液の例です。水溶液の場合、沈殿反応により沈殿を誘発することができます。
沈殿反応は、「二重置換」反応と呼ばれることがあります。2つの化合物の水溶液を混合したときに沈殿が生じるかどうかを判断するには：
- 溶液中のすべてのイオンを記録します。
- それらを組み合わせて（カチオンとアニオン）、すべての潜在的な沈殿物を取得します。
- 溶解度ルールを使用して、（もしあれば）どの組み合わせが不溶性で沈殿するかを決定します。
例1：Ba（NO
溶液中のイオンの存在：のBa 2+、NO 3 - 、のNa +、CO 3 2-
潜在的な沈殿物：BaCO 3、NaNO 3
溶解性規則：BaCO 3は不溶性（規則5）、NaNO 3は可溶性（規則1）。
完全な化学方程式：
Ba（NO 3）2（aq）+ Na 2 CO 3（aq）»BaCO 3（s）+ 2NaNO 3（aq）
正味のイオン方程式：
Ba 2+ （aq） + CO 3 2- （aq） »BaCO 3（s）
例2：Pb（NO
溶液中のイオンの存在：のPb 2+、NO 3 -、NH 4 +、I -
潜在的な沈殿物：PbI 2、NH 4 NO 3
溶解性の規則：PbI 2は不溶性（規則3）、NH 4 NO 3は可溶性（規則1）。
完全な化学式：Pb（NO 3）2（aq） + 2NH 4 I （aq） »PbI 2（s） + 2NH 4 NO 3（aq）
正味のイオン式：のPb 2+ （水溶液） + 2I - （AQ） »PBI 2（秒）。
参考文献
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