Notes Solutions and Properties of Water

Definitions• A solution is a homogeneous mixture

• A solute is dissolved in a solvent.

• solute is the substance being dissolved

• solvent is the liquid in which the solute is dissolved

• an aqueous solution has water as solvent

• A saturated solution is one where the concentration is at a maximum ­ no more solute is able to dissolve.

• A supersaturated solution represents an equilibrium: the rate of dissolving is equal to the rate of crystallization.  The salt continues to dissolve, but crystallizes at the same rate so that there “appears” to be nothing happening.

Definitions• Solutions can be classified as saturated or unsaturated.

• A saturated solution contains the maximum quantity of solute that dissolves at that temperature.

• An unsaturated solution contains less than the maximum amount of solute that can dissolve at a particular temperature

Notes Solutions and Properties of Water

Factors that affect solubility

• The nature of the solute or solvent ­ ionic vs. covalent, polar vs. non polar – a way to remember is "like dissolves like" 

• Temperature ­ heat vs room temperature• Agitation of the solvent ­ like stirring• Surface area of the solute ­ particle size• Pressure ­ solubility of gases

pg. 474

Notes Solutions and Properties of Water

Dissolution of Solid Solute

• What are the driving forces which cause solutes to dissolve to form solutions?

• 1. Covalent solutes dissolve by H­bonding to water 

• 2. Ionic solutes dissolve by dissociation into their ions.

Notes Solutions and Properties of Water

Water is a “Universal” Solvent• A liquid that is a completely homogeneous mixture of two or more substances is called a solution.

• A sugar cube in a glass of water will eventually dissolve to form a uniform mixture of sugar and water.

• The dissolving agent is the solvent and the substance that is dissolved is the solute.

• In our example, water is the solvent and sugar the solute.

• In an aqueous solution, water is the solvent.

• Water is not really a universal solvent, but it is very versatile because of the polarity of water molecules. 

DefinitionsSUPERSATURATED SOLUTIONS 

contain more solute than is possible to be dissolved

Supersaturated solutions are unstable.

The supersaturation is only temporary, and usually accomplished in one of two ways:

Warm the solvent so that it will dissolve more, then cool the solution 

Evaporate some of the solvent carefully so that the solute does not solidify and come out of solution. 

Notes Solutions and Properties of Water

Quick Review• Non­polar covalent compound: a compound in which e­ shared equally.

• Polar covalent compound: uneven distribution of e­, unequal sharing…electrons in the compound are more attracted to electronegative atom. 

In this case water is a POLAR MOLECULE!

Polar molecule: one in which there are oppositely charged ends. 

• Water consists of an oxygen atom bound to two hydrogen atoms by two single covalent bonds.

• Oxygen has unpaired & paired electrons which gives it a slightly negative charge while Hydrogen has no unpaired electrons and shares all others with Oxygen

• Leaves molecule with positively and negative charged ends

Water is a Polar Molecule

­has oppositely charged ends

Notes Solutions and Properties of Water

slightly positive charge

slightly negative charge

hydrogen bond between (+) and (­) areas of different water molecules

Water molecules form Hydrogen bonds

General Rule: “Like dissolves like”• Means that a polar solute dissolves 

only in a polar solvent

• Water is a solvent for many, but not all substances

• Some substances will not dissolve in water, non polar

Notes Solutions and Properties of Water

• Water is an effective solvent as it can form hydrogen bonds.

• Water clings to polar molecules causing them to be soluble in water.

• Hydrophilic ­ attracted to water

• Water tends to exclude nonpolar molecules.

• Hydrophobic ­ repelled by water

 IONIC SOLUTIONS• An ionic compound dissolves in 

water because the + ions and the – ions are surrounded by & pulled into solution by water’s + and – poles

Notes Solutions and Properties of Water

• Metal alloys, solution of two or more metals

• The metal in greatest abundance is the solvent and the other metal(s) are the solutes.

 Not all solvents are liquids

Hydrations and Hydrates • This process with water as the 

solvent is called hydration

• Compounds that have water chemically attached are called hydrates

• Like copper (II) sulfate pentahydrate

• CuSO4● 5H2O

Notes Solutions and Properties of Water

Calculate the percent of water by mass • CaCl2●2H2O 

• Ba(OH)2 ●8H2O

• Na2CO3 ●10H2O

• Na2B4O7 ●10H2O 

110 + 36 = 146

36/146 = .246 = 25 %

171 + 144 = 315

144/315 = .4571 = 46 %

106 + 180 = 286

180/286 = .6293 = 63%

202+ 180 = 382

180/382 = .4712 = 47 %