Йонообменните реакции са реакции във водни разтвори между електролити, които протичат без промени в степента на окисление на елементите, които ги образуват.

Необходимо условие за реакцията между електролити (соли, киселини и основи) е образуването на слабо дисоцииращо вещество (вода, слаба киселина, амониев хидроксид), утайка или газ.

Нека разгледаме реакцията, която води до образуването на вода. Такива реакции включват всички реакции между всяка киселина и всяка основа. Например реакцията на азотна киселина с калиев хидроксид:

HNO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O (1)

Изходни материали, т.е. азотната киселина и калиевият хидроксид, както и един от продуктите, а именно калиевият нитрат, са силни електролити, т.е. във воден разтвор те съществуват почти изключително под формата на йони. Получената вода принадлежи към слабите електролити, т.е. практически не се разпада на йони. По този начин горното уравнение може да бъде пренаписано по-точно чрез посочване на реалното състояние на веществата във воден разтвор, т.е. под формата на йони:

H + + NO 3 − + K + + OH ‑ = K + + NO 3 − + H 2 O (2)

Както може да се види от уравнение (2), както преди, така и след реакцията, NO 3 - и K + йони присъстват в разтвора. С други думи, по същество нитратните йони и калиевите йони изобщо не участват в реакцията. Реакцията възниква само поради комбинацията на H + и OH − частици във водни молекули. По този начин, чрез извършване на алгебрична редукция на идентични йони в уравнение (2):

H + + NO 3 − + K + + OH ‑ = K + + NO 3 − + H 2 O

ще получим:

H + + OH ‑ = H 2 O (3)

Уравнения от вида (3) се наричат съкратени йонни уравнения, тип (2) - пълни йонни уравненияи тип (1) - уравнения на молекулярни реакции.

Всъщност йонното уравнение на реакцията максимално отразява нейната същност, именно това, което прави възможно нейното протичане. Трябва да се отбележи, че много различни реакции могат да съответстват на едно съкратено йонно уравнение. Наистина, ако вземем например не азотна киселина, а солна киселина и вместо калиев хидроксид използваме, да речем, бариев хидроксид, имаме следното молекулно уравнение на реакцията:

2HCl+ Ba(OH) 2 = BaCl 2 + 2H 2 O

Солната киселина, бариевият хидроксид и бариевият хлорид са силни електролити, т.е. те съществуват в разтвор предимно под формата на йони. Водата, както беше обсъдено по-горе, е слаб електролит, т.е. тя съществува в разтвор почти само под формата на молекули. По този начин, пълно йонно уравнениеТази реакция ще изглежда така:

2H + + 2Cl − + Ba 2+ + 2OH − = Ba 2+ + 2Cl − + 2H 2 O

Нека съкратим същите йони отляво и отдясно и ще получим:

2H + + 2OH − = 2H 2 O

Разделяйки лявата и дясната страна на 2, получаваме:

H + + OH − = H 2 O,

получено съкратено йонно уравнениенапълно съвпада със съкратеното йонно уравнение за взаимодействието на азотна киселина и калиев хидроксид.

Когато съставяте йонни уравнения под формата на йони, напишете само формулите:

1) силни киселини (HCl, HBr, HI, H 2 SO 4, HNO 3, HClO 4) (списъкът на силните киселини трябва да се научи!)

2) силни основи (хидроксиди на алкални (ALM) и алкалоземни метали (ALM))

3) разтворими соли

Формулите са написани в молекулярна форма:

1) Вода H2O

2) Слаби киселини (H 2 S, H 2 CO 3, HF, HCN, CH 3 COOH (и други, почти всички органични)).

3) Слаби основи (NH 4 OH и почти всички метални хидроксиди с изключение на алкални метали и алкални метали.

4) Слабо разтворими соли (↓) („M” или „H” в таблицата за разтворимост).

5) Оксиди (и други вещества, които не са електролити).

Нека се опитаме да напишем уравнението между железен (III) хидроксид и сярна киселина. В молекулярна форма уравнението на тяхното взаимодействие се записва, както следва:

2Fe(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

Железният (III) хидроксид съответства на обозначението „H“ в таблицата за разтворимост, което ни казва за неговата неразтворимост, т.е. в йонното уравнение трябва да се запише изцяло, т.е. като Fe(OH)3. Сярната киселина е разтворима и принадлежи към силни електролити, т.е. съществува в разтвор главно в дисоциирано състояние. Железният (III) сулфат, както почти всички други соли, е силен електролит и тъй като е разтворим във вода, трябва да бъде записан като йон в йонното уравнение. Като вземем предвид всичко по-горе, получаваме пълно йонно уравнение със следната форма:

2Fe(OH) 3 + 6H + + 3SO 4 2- = 2Fe 3+ + 3SO 4 2- + 6H 2 O

Редуцирайки сулфатните йони отляво и отдясно, получаваме:

2Fe(OH) 3 + 6H + = 2Fe 3+ + 6H 2 O

Разделяйки двете страни на уравнението на 2, получаваме съкратеното йонно уравнение:

Fe(OH) 3 + 3H + = Fe 3+ + 3H 2 O

Сега нека да разгледаме йонообменната реакция, която произвежда утайка. Например взаимодействието на две разтворими соли:

И трите соли - натриев карбонат, калциев хлорид, натриев хлорид и калциев карбонат (да, това също) - са силни електролити и всички с изключение на калциевия карбонат са разтворими във вода, т.е. участват в тази реакция под формата на йони:

2Na + + CO 3 2- + Ca 2+ + 2Cl − = CaCO 3 ↓+ 2Na + + 2Cl −

Като отменим едни и същи йони отляво и отдясно в това уравнение, получаваме съкратеното йонно уравнение:

CO 3 2- + Ca 2+ = CaCO 3 ↓

Последното уравнение отразява причината за взаимодействието на разтвори на натриев карбонат и калциев хлорид. Калциевите йони и карбонатните йони се комбинират в неутрални молекули на калциев карбонат, които, когато се комбинират помежду си, дават началото на малки кристали от CaCO 3 утайка с йонна структура.

Важна забележка за полагане на Единния държавен изпит по химия

За да протече реакцията на сол 1 със сол 2, в допълнение към основните изисквания за протичане на йонни реакции (газ, утайка или вода в продуктите на реакцията), такива реакции са подчинени на още едно изискване - изходните соли трябва да са разтворими . това е например

CuS + Fe(NO 3) 2 ≠ FeS + Cu(NO 3) 2

реакцията не протича, въпреки че FeS потенциално може да даде утайка, т.к неразтворим. Причината реакцията да не протича е неразтворимостта на една от изходните соли (CuS).

Но напр.

Na 2 CO 3 + CaCl 2 = CaCO 3 ↓+ 2NaCl

възниква, защото калциевият карбонат е неразтворим, а изходните соли са разтворими.

Същото важи и за взаимодействието на соли с основи. В допълнение към основните изисквания за протичане на йонообменни реакции, за да може солта да реагира с основа, е необходима разтворимост и на двете. По този начин:

Cu(OH) 2 + Na 2 S – не изтича,

защото Cu(OH)2 е неразтворим, въпреки че потенциалният продукт CuS би бил утайка.

Но реакцията между NaOH и Cu (NO 3) 2 протича, така че и двете изходни вещества са разтворими и дават утайка от Cu (OH) 2:

2NaOH + Cu(NO 3) 2 = Cu(OH) 2 ↓+ 2NaNO 3

внимание! В никакъв случай не трябва да разширявате изискването за разтворимост на изходните вещества извън реакциите сол1 + сол2 и сол + основа.

Например при киселини това изискване не е необходимо. По-специално, всички разтворими киселини реагират добре с всички карбонати, включително неразтворимите.

С други думи:

1) Сол1 + сол2 - реакцията възниква, ако първоначалните соли са разтворими, но има утайка в продуктите

2) Сол + метален хидроксид - реакцията протича, ако изходните вещества са разтворими и в продуктите има утайка или амониев хидроксид.

Нека разгледаме третото условие за възникване на йонообменни реакции - образуването на газ. Строго погледнато, само в резултат на йонен обмен, образуването на газ е възможно само в редки случаи, например по време на образуването на газ сероводород:

K 2 S + 2HBr = 2KBr + H 2 S

В повечето други случаи газът се образува в резултат на разпадането на един от продуктите на йонообменната реакция. Например, трябва да знаете със сигурност като част от Единния държавен изпит, че с образуването на газ, поради нестабилност, продукти като H 2 CO 3, NH 4 OH и H 2 SO 3 се разлагат:

H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2

NH4OH = H2O + NH3

H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2

С други думи, ако йонообменът произвежда въглеродна киселина, амониев хидроксид или сярна киселина, йонообменната реакция протича поради образуването на газообразен продукт:

Нека запишем йонните уравнения за всички горни реакции, водещи до образуването на газове. 1) За реакция:

K 2 S + 2HBr = 2KBr + H 2 S

Калиев сулфид и калиев бромид ще бъдат написани в йонна форма, защото са разтворими соли, както и бромоводородна киселина, т.к се отнася за силни киселини. Сероводородът, който е слабо разтворим газ, който слабо се дисоциира на йони, ще бъде написан в молекулярна форма:

2K + + S 2- + 2H + + 2Br — = 2K + + 2Br — + H 2 S

Редуциране на идентични йони получаваме:

S 2- + 2H + = H 2 S

2) За уравнението:

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2

В йонна форма Na 2 CO 3, Na 2 SO 4 ще бъдат написани като силно разтворими соли и H 2 SO 4 като силна киселина. Водата е слабо дисоцииращо вещество, а CO 2 изобщо не е електролит, така че техните формули ще бъдат написани в молекулярна форма:

2Na + + CO 3 2- + 2H + + SO 4 2- = 2Na + + SO 4 2 + H 2 O + CO 2

CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2

3) за уравнението:

NH 4 NO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O + NH 3

Молекулите на водата и амоняка ще бъдат написани изцяло, а NH 4 NO 3, KNO 3 и KOH ще бъдат написани в йонна форма, т.к. всички нитрати са силно разтворими соли, а КОН е хидроксид на алкален метал, т.е. силна основа:

NH 4 + + NO 3 − + K + + OH − = K + + NO 3 − + H 2 O + NH 3

NH 4 + + OH − = H 2 O + NH 3

За уравнението:

Na 2 SO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + SO 2

Пълното и съкратено уравнение ще изглежда така:

2Na + + SO 3 2- + 2H + + 2Cl − = 2Na + + 2Cl − + H 2 O + SO 2

Основно общо образование

Линия UMK V.V. Lunin. Химия (8-9)

Йонни уравнения

Йонните уравнения са неразделна част от сложната и интересна наука химия. Такива уравнения ви позволяват ясно да видите кои йони претърпяват химични трансформации. Веществата, които претърпяват електролитна дисоциация, се записват като йони. Нека да разгледаме историята на въпроса, алгоритъма за съставяне на йонни уравнения и примери за задачи.

ИСТОРИЯ НА ВЪПРОСА

Дори древните алхимици, извършвайки прости химични реакции в търсене на философския камък и записвайки резултатите от своите изследвания в дебели томове, използваха определени знаци за химически вещества. Всеки учен имаше своя собствена система, което не е изненадващо: всеки искаше да защити своите тайни знания от машинациите на завистливи хора и конкуренти. И едва през 8 век се появяват общи обозначения за някои елементи.

През 1615 г. Жан Бегун в книгата си „Елементи на химията“, която с право се счита за един от първите учебници в този раздел на естествените науки, предлага използването на символи за писане на химични уравнения. Едва през 1814 г. шведският химик Йонс Якоб Берцелиус създава система от химични символи, базирана на една или две първи букви от латинското име на даден елемент, подобна на тази, която учениците учат в клас.

В осми клас (параграф 12, учебник „Химия. 8 клас“ под редакцията на В. В. Еремин) децата се научиха да съставят молекулярни уравнения на реакциите, където както реагентите, така и реакционните продукти са представени под формата на молекули.

Това обаче е опростен изглед на химичните трансформации. И учените са мислили за това още през 18 век.

В резултат на своите експерименти Арениус установи, че разтворите на някои вещества провеждат електрически ток. И той доказа, че веществата с електрическа проводимост са в разтвори под формата на йони: положително заредени катиони и отрицателно заредени аниони. И именно тези заредени частици влизат в реакции.

КАКВО СА ЙОННИ УРАВНЕНИЯ

Уравнения на йонни реакции- това са химични уравнения, в които реагентите и реакционните продукти са обозначени като дисоциирани йони. Уравнения от този тип са подходящи за записване на реакции на химично заместване и обмен в разтвори.

Йонни уравнения- неразделна част от сложната и интересна химическа наука. Такива уравнения ви позволяват ясно да видите кои йони претърпяват химични трансформации. Веществата, които се подлагат на електролитна дисоциация, са написани под формата на йони (темата е разгледана подробно в параграф 10, учебник „Химия. 9 клас“, редактиран от В. В. Еремин). Газове, вещества, които се утаяват, и слаби електролити, които практически не се дисоциират, се записват под формата на молекули. Газовете са обозначени със стрелка нагоре (), веществата, които се утаяват, са обозначени със стрелка надолу (↓).

Учебникът е написан от преподаватели от Химическия факултет на Московския държавен университет. М.В. Ломоносов. Отличителните черти на книгата са простотата и яснотата на представяне на материала, високо научно ниво, голям брой илюстрации, експерименти и занимателни експерименти, което позволява да се използва в класове и училища със задълбочено изучаване на предмети по природни науки.

ОСОБЕНОСТИ НА ЙОННИТЕ УРАВНЕНИЯ

1. Йонообменните реакции, за разлика от окислително-редукционните реакции, протичат без нарушаване на валентността на веществата, подложени на химични трансформации.

- редокс реакция

Йонообменна реакция

2. Реакциите между йони възникват при условие, че по време на реакцията се образува слабо разтворима утайка, отделя се летлив газ или се образуват слаби електролити.

Изсипете 1 ml разтвор на натриев карбонат в епруветка и внимателно добавете няколко капки солна киселина към него.

Какво се случва?

Създайте уравнение за реакцията, напишете пълните и съкратените йонни уравнения.

#ADVERTISING_INSERT#

Доста често учениците и студентите трябва да съставят т.нар. уравнения на йонни реакции. По-специално задача 31, предложена на Единния държавен изпит по химия, е посветена на тази тема. В тази статия ще обсъдим подробно алгоритъма за писане на кратки и пълни йонни уравнения и ще анализираме много примери с различни нива на сложност.

Защо са необходими йонни уравнения?

Нека ви напомня, че когато много вещества се разтварят във вода (и не само във вода!), възниква процес на дисоциация - веществата се разпадат на йони. Например, молекулите на HCl във водна среда се дисоциират на водородни катиони (H +, по-точно H 3 O +) и хлорни аниони (Cl -). Натриевият бромид (NaBr) се намира във воден разтвор не под формата на молекули, а под формата на хидратирани Na + и Br - йони (между другото, твърдият натриев бромид също съдържа йони).

Когато пишем „обикновени“ (молекулни) уравнения, ние не вземаме предвид, че не реагират молекулите, а йоните. Ето например как изглежда уравнението за реакцията между солна киселина и натриев хидроксид:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O. (1)

Разбира се, тази диаграма не описва процеса напълно правилно. Както вече казахме, във воден разтвор практически няма HCl молекули, но има H + и Cl - йони. Същото важи и за NaOH. По-правилно би било да напишем следното:

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O. (2)

Това е, което е пълно йонно уравнение. Вместо „виртуални“ молекули, виждаме частици, които действително присъстват в разтвора (катиони и аниони). Няма да се спираме на въпроса защо написахме H 2 O в молекулярна форма. Това ще бъде обяснено малко по-късно. Както можете да видите, няма нищо сложно: заменихме молекулите с йони, които се образуват при тяхната дисоциация.

Въпреки това, дори пълното йонно уравнение не е перфектно. Наистина, погледнете по-отблизо: и лявата, и дясната страна на уравнение (2) съдържат едни и същи частици - Na + катиони и Cl - аниони. Тези йони не се променят по време на реакцията. Защо тогава изобщо са необходими? Нека ги премахнем и вземем Кратко йонно уравнение:

H + + OH - = H 2 O. (3)

Както можете да видите, всичко се свежда до взаимодействието на Н + и ОН - йони с образуването на вода (реакция на неутрализация).

Всички пълни и кратки йонни уравнения са записани. Ако бяхме решили задача 31 на Единния държавен изпит по химия, щяхме да получим максималната оценка за нея - 2 точки.

И така, още веднъж относно терминологията:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - молекулно уравнение ("обикновено" уравнение, схематично отразяващо същността на реакцията);
H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - пълно йонно уравнение (реалните частици в разтвора се виждат);
H + + OH - = H 2 O - кратко йонно уравнение (премахнахме всички "боклуци" - частици, които не участват в процеса).

Алгоритъм за писане на йонни уравнения

Нека създадем молекулярно уравнение за реакцията.
Всички частици, които се дисоциират в разтвор в забележима степен, се записват под формата на йони; веществата, които не са склонни към дисоциация, остават „под формата на молекули“.
От двете части на уравнението премахваме т.нар. йони наблюдатели, т.е. частици, които не участват в процеса.
Проверяваме коефициентите и получаваме крайния отговор - кратко йонно уравнение.

Пример 1. Напишете пълни и кратки йонни уравнения, описващи взаимодействието на водни разтвори на бариев хлорид и натриев сулфат.

Решение. Ще действаме в съответствие с предложения алгоритъм. Нека първо създадем молекулярно уравнение. Бариевият хлорид и натриевият сулфат са две соли. Нека разгледаме раздела на справочника "Свойства на неорганичните съединения". Виждаме, че солите могат да взаимодействат една с друга, ако по време на реакцията се образува утайка. Да проверим:

Упражнение 2. Попълнете уравненията за следните реакции:

KOH + H2SO4 =
H3PO4 + Na2O=
Ba(OH) 2 + CO 2 =
NaOH + CuBr 2 =
K 2 S + Hg(NO 3) 2 =
Zn + FeCl 2 =

Упражнение 3. Напишете молекулните уравнения за реакциите (във воден разтвор) между: а) натриев карбонат и азотна киселина, б) никелов (II) хлорид и натриев хидроксид, в) фосфорна киселина и калциев хидроксид, г) сребърен нитрат и калиев хлорид, д) ) фосфорен оксид (V) и калиев хидроксид.

Искрено се надявам да нямате проблеми с изпълнението на тези три задачи. Ако това не е така, трябва да се върнете към темата "Химични свойства на основните класове неорганични съединения."

Как да превърнем молекулярно уравнение в пълно йонно уравнение

Веселбата започва. Трябва да разберем кои вещества трябва да бъдат записани като йони и кои трябва да бъдат оставени в „молекулна форма“. Ще трябва да запомните следното.

Под формата на йони напишете:

разтворими соли (подчертавам, само соли, които са силно разтворими във вода);
алкали (нека ви напомня, че алкалите са основи, които са разтворими във вода, но не и NH 4 OH);
силни киселини (H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HBr, HI, HClO 4, HClO 3, H 2 SeO 4, ...).

Както можете да видите, запомнянето на този списък не е никак трудно: той включва силни киселини и основи и всички разтворими соли. Между другото, за особено бдителни млади химици, които могат да бъдат възмутени от факта, че силните електролити (неразтворими соли) не са включени в този списък, мога да ви кажа следното: НЕвключването на неразтворими соли в този списък изобщо не отрича фактът, че те са силни електролити.

Всички други вещества трябва да присъстват в йонните уравнения под формата на молекули. За тези взискателни читатели, които не се задоволяват с неясния термин „всички други вещества“ и които, следвайки примера на героя от известния филм, изискват „обявяване на пълния списък“, давам следната информация.

Под формата на молекули напишете:

всички неразтворими соли;
всички слаби основи (включително неразтворими хидроксиди, NH4OH и подобни вещества);
всички слаби киселини (H 2 CO 3, HNO 2, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN, HClO, почти всички органични киселини...);
въобще всички слаби електролити (вкл. вода!!!);
оксиди (всички видове);
всички газообразни съединения (по-специално H 2, CO 2, SO 2, H 2 S, CO);
прости вещества (метали и неметали);
почти всички органични съединения (с изключение на водоразтворимите соли на органичните киселини).

Уф, изглежда не съм забравил нищо! Въпреки че според мен е по-лесно да запомните списък № 1. От фундаментално важните неща в списък № 2 отново ще спомена водата.

Да тренираме!

Пример 2. Напишете пълно йонно уравнение, описващо взаимодействието на меден (II) хидроксид и солна киселина.

Решение. Да започнем естествено с молекулярното уравнение. Медният (II) хидроксид е неразтворима основа. Всички неразтворими основи реагират със силни киселини, за да образуват сол и вода:

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O.

Сега нека разберем кои вещества трябва да бъдат записани като йони и кои като молекули. Списъците по-горе ще ни помогнат. Медният (II) хидроксид е неразтворима основа (виж таблицата за разтворимост), слаб електролит. Неразтворимите бази се записват в молекулярна форма. HCl е силна киселина; в разтвор почти напълно се дисоциира на йони. CuCl 2 е разтворима сол. Записваме го в йонна форма. Вода – само под формата на молекули! Получаваме пълното йонно уравнение:

Сu(OH) 2 + 2H + + 2Cl - = Cu 2+ + 2Cl - + 2H 2 O.

Пример 3. Напишете пълно йонно уравнение за реакцията на въглероден диоксид с воден разтвор на NaOH.

Решение. Въглеродният диоксид е типичен киселинен оксид, NaOH е алкален. Когато киселинните оксиди взаимодействат с водни разтвори на основи, се образуват сол и вода. Нека създадем молекулярно уравнение за реакцията (не забравяйте за коефициентите, между другото):

CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O.

CO 2 - оксид, газообразно съединение; поддържане на молекулна форма. NaOH - силна основа (алкали); Записваме го под формата на йони. Na 2 CO 3 - разтворима сол; пишем под формата на йони. Водата е слаб електролит и практически не се дисоциира; оставят в молекулярна форма. Получаваме следното:

CO 2 + 2Na + + 2OH - = Na 2+ + CO 3 2- + H 2 O.

Пример 4. Натриевият сулфид във воден разтвор реагира с цинков хлорид, за да образува утайка. Напишете пълно йонно уравнение за тази реакция.

Решение. Натриевият сулфид и цинковият хлорид са соли. Когато тези соли взаимодействат, се утаява утайка от цинков сулфид:

Na 2 S + ZnCl 2 = ZnS↓ + 2NaCl.

Веднага ще запиша пълното йонно уравнение и вие сами ще го анализирате:

2Na + + S 2- + Zn 2+ + 2Cl - = ZnS↓ + 2Na + + 2Cl - .

Предлагам ви няколко задачи за самостоятелна работа и кратък тест.

Упражнение 4. Напишете молекулни и пълни йонни уравнения за следните реакции:

NaOH + HNO3 =
H2SO4 + MgO =
Ca(NO 3) 2 + Na 3 PO 4 =
CoBr 2 + Ca(OH) 2 =

Упражнение 5. Напишете пълни йонни уравнения, описващи взаимодействието на: а) азотен оксид (V) с воден разтвор на бариев хидроксид, б) разтвор на цезиев хидроксид с йодоводородна киселина, в) водни разтвори на меден сулфат и калиев сулфид, г) калциев хидроксид и воден разтвор на железен нитрат (III).

Определение

Реакциите, протичащи между йони в електролитни разтвори, се наричат йонообменни реакции(РИО).

По време на RIO няма промяна в степента на окисление на елементите, така че RIO не е редокс.

Критерият за необратимостта на йонообменните реакции е образуването на слаб електролит.

Правилото на Бертоле

Йонообменните реакции протичат почти необратимо, ако един от получените реакционни продукти „напусне” реакционната сфера под формата на:

газ,
чернова
или слабо дисоцииращ електролит (например вода).

Ако в разтвора няма йони, които образуват слаб електролит, реакцията е обратима и в този случай нейното уравнение не се записва, като се поставя знакът "$\ne$"

За написване на йонни уравнения се използват молекулярни (1), пълни йонни (2) и кратки йонни форми на уравнения (3,4):

$2KOH + H_2SO_4 = K_2SO_4 + 2H_2O \hspace(3cm) (1)$

$2K^+ +2OH^- + 2H^+ + SO_4^(2-) = 2K^+ + SO_4^(2-) +2H_2O \hspace(0,2cm) (2)$

$2OH^- + 2H^+ = 2H_2O \hspace(5cm) (3)$

$OH^- + H^+ = H_2O \hspace(5,5cm) (4)$

Моля, имайте предвид, че в В кратко йонно уравнение коефициентите трябва да са минимални.Следователно в уравнение (3) всички коефициенти са намалени с 2 и полученото уравнение (4) се счита за кратко йонно уравнение.

При изготвянето на RIO трябва да се помни, че

вода, метали, оксиди, газове, утаяване не се разпадат на йони и се записват във всички уравнения в молекулна форма;
$H_2SO_3$, $H_2CO_3$, $NH_4OH$, $AgOH$са нестабилни и се разлагат почти моментално, когато се образуват:
$H_2SO_3 = H_2O + SO_2 \uparrow$
$H_2CO_3 = H_2O + CO_2 \uparrow$
$NH_4OH = H_2O + NH_3 \uparrow$
$2AgOH = Ag_2O \downarrow + H_2O$

Алгоритъм за съставяне на йонообменни реакции

Запишете молекулярното уравнение и задайте коефициентите. Когато пишете химичните формули на продуктите на реакцията, е важно да запомните, че сумата от зарядите в молекулата трябва да бъде равна на нула.
Съставя се пълно йонно уравнение, което отчита резултата от дисоциацията както на изходните вещества, така и на продуктите от реакцията на обмен. Всички разтворими съединения се записват под формата на йони (обозначени в таблицата за разтворимост с буквата "P" (силно разтворими във вода), с изключение на калциевия хидроксид). Формулите на неразтворимите вещества, газовете, оксидите и водата са написани в молекулна форма. Броене общ коефициент на реакция, за което събираме всички коефициенти от дясната и лявата страна на уравнението.
За да се получи съкратената йонна форма на уравнението, се дават подобни, тоест еднакви йони се съкращават преди и след знака за равенство в уравнението. Коефициентите трябва да са минимални, а сумите на зарядите от лявата и дясната страна на уравнението трябва да са еднакви. Общият коефициент се изчислява в съкратена форма (подобно на пълната форма).
Съкратената йонна форма на уравнението отразява същността на протичащата химична реакция.

Взаимодействие на основни оксиди с киселини. Запишете молекулярните, кратки и пълни йонни уравнения за взаимодействието на калциев оксид и солна киселина. Изчислете общите коефициенти в пълна и съкратена форма.

Решение

1. Молекулно уравнение:

$CaO + 2HCl = CaCl_2 + H_2O$

2. Пълно йонно уравнение:

$CaO + 2H^+ + \underline(2Cl^-) = Ca^(2+) + \underline(2Cl^-) + H_2O$

Сумата от коефициентите е (1+2+2+1+2+1)=9.

3. Съкратено йонно уравнение:

$CaO + 2H^+ = Ca^(2+) + H_2O$

Общият коефициент е (1+2+1+1)=5.

4. Кратко йонно уравнение показва, че когато калциевият оксид реагира със силни киселини ($H^+$), реакцията е почти необратима, което води до образуването на разтворима калциева сол и леко дисоцииращо вещество (вода)

Взаимодействие на соли с киселини.Запишете молекулярните, кратки и пълни йонни уравнения за взаимодействието на калиев карбонат и азотна киселина. Изчислете общите коефициенти в пълна и съкратена форма.

Решение

1. Молекулно уравнение:

$K_2CO_3 + 2HNO_3 = 2KNO_3 + CO_2\стрелка нагоре + H_2O$

2. Пълно йонно уравнение:

$\underline(2K^+) + CO_3^(2-) + 2H^+ + \underline(2NO_3^-) = \underline(2K^+) + \underline(2NO_3^-) + CO_2\uparrow + H_2O$

Сумата от коефициентите е (2+1+2+2+2+2+1+1)=13.

3. Кратко йонно уравнение:

$ CO_3^(2-) + 2H^+ = CO_2\стрелка нагоре + H_2O$

Сумата от коефициентите е (1+2+1+1)=5.

4. Кратко йонно уравнение показва, че когато разтворимите карбонати (алкални метали) взаимодействат със силни киселини ($H^+$), реакцията е почти необратима, което винаги води до образуване на въглероден диоксид ($CO_2\uparrow$) и слабо дисоцииращо вещество (вода)

Инструкции

Преди да започнете йонни уравнения, трябва да разберете някои правила. Неразтворими във вода, газообразни и слабо дисоцииращи вещества (например вода) не се разпадат на йони, което означава, че ги напишете в молекулярна форма. Това също включва слаби електролити като H2S, H2CO3, H2SO3, NH4OH. Разтворимостта на съединенията може да се определи от таблицата за разтворимост, която е одобрен референтен материал за всички видове контрол. Всички заряди, които са присъщи на катионите и анионите, също са посочени там. За да изпълните напълно задачата, трябва да напишете молекулярни, пълни и йонни съкратени уравнения.

Пример № 1. реакция на неутрализация между сярна киселина и калиев хидроксид, разгледайте я от гледна точка на ED (теория на електролитната дисоциация). Първо запишете уравнението на реакцията в молекулна форма и .H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O. Анализирайте получените вещества за тяхната разтворимост и дисоциация. Всички съединения са разтворими във вода, което означава, че са йони. Единственото изключение е водата, която не се разпада на йони и следователно остава в молекулярна форма.Напишете пълното йонно уравнение, намерете същите йони от лявата и дясната страна и . За да отмените еднакви йони, зачеркнете ги. 2H+ +SO4 2- +2K+ +2OH- = 2K+ +SO4 2- + 2H2OРезултатът е уравнение на йонно съкращение: 2H+ +2OH- = 2H2OC Коефициентите под формата на двойки също могат да бъдат съкратени: Н+ +ОН- = Н2О

Пример № 2. Напишете реакцията на обмен между меден хлорид и натриев хидроксид, разгледайте я от гледна точка на TED. Напишете уравнението на реакцията в молекулна форма и задайте коефициентите. В резултат на това полученият меден хидроксид образува синя утайка. CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH) 2↓ + 2NaCl Анализирайте всички вещества за тяхната разтворимост във вода - всичко е разтворимо с изключение на медния хидроксид, който няма да се дисоциира на йони. Запишете пълното йонно уравнение, подчертайте и съкратете идентичните йони: Cu2+ +2Cl- + 2Na+ +2OH- = Cu(OH) 2↓+2Na+ +2Cl- Остава йонното съкратено уравнение: Cu2+ +2OH- = Cu(OH) 2↓

Пример № 3. Напишете реакцията на обмен между натриев карбонат и солна киселина, разгледайте я от гледна точка на TED. Напишете уравнението на реакцията в молекулна форма и задайте коефициентите. В резултат на реакцията се образува натриев хлорид и се отделя CO2 газ (въглероден диоксид или въглероден оксид (IV)). Образува се поради разлагането на слаба въглена киселина, която се разпада на оксид и вода. Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2+H2OАнализирайте всички вещества за тяхната разтворимост във вода и дисоциация. Въглеродният диоксид напуска системата като газообразно съединение, водата е слабо дисоцииращо вещество. Всички други вещества се разпадат на йони. Запишете пълното йонно уравнение, подчертайте и съкратете еднаквите йони: 2Na+ +CO3 2- +2H+ +2Cl- =2Na+ +2Cl- +CO2+H2O Остава йонното съкратено уравнение: CO3 2- +2H+ =CO2+H2O