Реакции ионного обмена в растворах

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 25Следующая ⇒

Определение

Реакции, протекающие между ионами в растворах электролитов называются реакциями ионного обмена (РИО).

В ходе РИО не происходит изменение степеней окисления элементов, поэтому РИО не являются окислительно-восстановительными.

Критерием необратимости реакций ионного обмена служит образование слабого электролита.

Правило Бертолле

Реакции ионного обмена протекают практически необратимо в случае, если один из образующихся продуктов реакции "уходит" из сферы реакции в виде:

• газа,
• осадка
• или слабодиссоциирующего электролита (например, воды).

Если в растворе нет ионов, образующих слабый электролит, реакция обратима и в таком случае ее уравнение не пишут, ставя знак "≠"

Для записи ионных уравнений используют молекулярные (1), полные ионные (2) и краткие ионные формы уравнений (3,4):

2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O(1)

2K++2OH−+2H++SO42−=2K++SO42−+2H2O(2)

2OH−+2H+=2H2O(3)

OH−+H+=H2O(4)

Обратите внимание, что в кратком ионном уравнении коэффициенты должны быть минимальны. Поэтому в уравнении (3) все коэффициенты сокращаются на 2, и полученное уравнение (4) считается кратким ионным уравнением.

При составлении РИО следует помнить, что

• вода, металлы, оксиды, газы, осадки на ионы не распадаются и записываются во всех уравнениях в молекулярном виде;
• H2SO3, H2CO3, NH4OH, AgOH являются неустойчивыми и при образовании практически мгновенно разлагаются:

H2SO3=H2O+SO2↑

H2CO3=H2O+CO2↑

NH4OH=H2O+NH3↑

2AgOH=Ag2O↓+H2O

Алгоритм составления реакций ионного обмена

1. Записывают молекулярное уравнение и расставляют коэффициенты. При записи химических формул продуктов реакции важно помнить, что сумма зарядов в молекуле должна быть равна нулю.
2. Составляют полное ионное уравнение, в котором учитывают результат диссоциации и исходных веществ, и продуктов реакции обмена. В виде ионов записывают все растворимые соединения (обозначенные в таблице растворимости буквой «Р» (хорошо растворимые в воде), исключение – гидроксид кальция). Формулы нерастворимых веществ, газов, оксидов, воды записывают в молекулярном виде. Подсчитывают суммарный коэффициент реакции, для чего складывают все коэффициенты в правой и левой части уравнения.
3. Для получения сокращенной ионной формы уравнения, приводят подобные, то есть сокращают одинаковые ионы до и после знака равенства в уравнении. Коэффициенты должны быть минимальны, а суммы зарядов в левой и правой части уравнения должны быть одинаковы. Подсчитывают суммарный коэффициент в сокращенной форме (аналогично полной форме).
4. Сокращенная ионная форма уравнения отражает суть прошедшей химической реакции.

Пример 1

Взаимодействие оснований с кислотами. Запишите молекулярное, краткое и полное ионные уравнения взаимодействия гидроксида кальция и соляной кислоты. Рассчитайте суммарные коэффициенты в полной и сокращенной форме.

Решение

1. Молекулярное уравнение:

Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O

2. Полное ионное уравнение:

Ca2+_+2OH−+2H++2Cl−_=Ca2+_+2Cl−_+2H2O

Сумма коэффициентов равна (1+2+2+ 2+1+2+2)=12.

3. Сокращенное ионное уравнение:

OH−+H+=H2O

Суммарный коэффициент равен(1+1+1)=3.

4. Краткое ионное уравнение показывает, что при взаимодействии гидроксида кальция с соляной кислотой реакция идет практически необратимо, в результате чего образуется растворимая соль кальция и малодиссоциирующее вещество (вода)

Пример 2

Взаимодействие солей с кислотами. Запишите молекулярное, краткое и полное ионные уравнения взаимодействия карбоната калия и азотной кислоты. Рассчитайте суммарные коэффициенты в полной и сокращенной форме.

Решение

1. Молекулярное уравнение:

K2CO3+2HNO3=2KNO3+CO2↑+H2O

2. Полное ионное уравнение:

2K+_+CO32−+2H++2NO3−_=2K+_+2NO3−_+CO2↑+H2O

Сумма коэффициентов равна (2+1+2+2+2+2+1+1)=13.

3. Краткое ионное уравнение:

CO32−+2H+=CO2↑+H2O

Сумма коэффициентов равна (1+2+1+1)=5.

4. Краткое ионное уравнение показывает, что при взаимодействии растворимых карбонатов (щелочных металлов) с сильными кислотами (H+) реакция идет практически необратимо, в результате чего всегда образуется углекислый газ (CO2↑) и малодиссоциирующее вещество (вода)

Пример 3

Взаимодействие солей. Запишите молекулярное, краткое и полное ионные уравнения взаимодействия сульфата алюминия и хлорида бария. Рассчитайте суммарные коэффициенты в полной и сокращенной форме.

Решение 1. Молекулярное уравнение:

Al2(SO4)3+3BaCl2=3BaSO4↓+2AlCl3

2. Полное ионное уравнение:

2Al3+_+3SO42−+3Ba2++6Cl−_=3BaSO4↓+2Al3+_++6Cl−_

Суммарный коэффициент равен (2+2+3+6+3+2+6)=25

3. Краткое ионное уравнение:

3SO42−+3Ba2+=3BaSO4↓/:3

SO42−+Ba2+=BaSO4↓

Суммарный коэффициент равен (1+1+1+)=3

4. Краткое ионное уравнение показывает, что при взаимодействии растворимых соединений, содержащих сульфат-ион (SO4)2− (сульфатов или серной кислоты) с растворимыми солями бария (Ba+2)реакция идет практически необратимо, в результате чего всегда образуется нерастворимый осадок сульфата бария (BaSO4↓). Такая реакция является качественной реакцией на сульфат-ионы.

Строение атома

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США