Reacțiile de schimb de ioni sunt reacții în soluții apoase între electroliți care au loc fără modificări ale stărilor de oxidare ale elementelor care le formează.

O condiție necesară pentru reacția dintre electroliți (săruri, acizi și baze) este formarea unei substanțe ușor disociante (apă, acid slab, hidroxid de amoniu), precipitat sau gaz.

Să luăm în considerare reacția care are ca rezultat formarea apei. Astfel de reacții includ toate reacțiile dintre orice acid și orice bază. De exemplu, reacția acidului azotic cu hidroxidul de potasiu:

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

Materiile prime, de ex. acidul azotic și hidroxidul de potasiu, precum și unul dintre produse, și anume nitratul de potasiu, sunt electroliți puternici, adică. în soluţie apoasă există aproape exclusiv sub formă de ioni. Apa rezultată aparține electroliților slabi, adică. practic nu se dezintegrează în ioni. Astfel, ecuația de mai sus poate fi rescrisă mai precis indicând starea reală a substanțelor într-o soluție apoasă, adică. sub formă de ioni:

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

După cum se poate observa din ecuația (2), atât înainte, cât și după reacție, în soluție sunt prezenți ionii NO 3 - și K +. Cu alte cuvinte, în esență, ionii de nitrat și ionii de potasiu nu au participat deloc la reacție. Reacția a avut loc numai datorită combinării particulelor de H + și OH - în molecule de apă. Astfel, efectuând o reducere algebrică a ionilor identici în ecuația (2):

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

vom obține:

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

Se numesc ecuații de forma (3). ecuații ionice prescurtate, tip (2) - ecuații ionice complete, și tastați (1) - ecuații ale reacțiilor moleculare.

De fapt, ecuația ionică a unei reacții reflectă la maxim esența acesteia, tocmai ceea ce face posibilă apariția acesteia. Trebuie remarcat faptul că multe reacții diferite pot corespunde unei ecuații ionice abreviate. Într-adevăr, dacă luăm, de exemplu, nu acidul azotic, ci acidul clorhidric și în loc de hidroxid de potasiu folosim, să zicem, hidroxidul de bariu, avem următoarea ecuație moleculară a reacției:

2HCI+ Ba(OH)2 = BaCI2 + 2H2O

Acidul clorhidric, hidroxidul de bariu și clorura de bariu sunt electroliți puternici, adică există în soluție în primul rând sub formă de ioni. Apa, așa cum sa discutat mai sus, este un electrolit slab, adică există în soluție aproape numai sub formă de molecule. Prin urmare, ecuație ionică completă Această reacție va arăta astfel:

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

Să anulăm aceiași ioni din stânga și din dreapta și să obținem:

2H + + 2OH - = 2H2O

Împărțind ambele părți stânga și dreaptă la 2, obținem:

H + + OH − = H 2 O,

Primit ecuație ionică prescurtată coincide complet cu ecuația ionică prescurtată pentru interacțiunea acidului azotic și hidroxidului de potasiu.

Când compuneți ecuații ionice sub formă de ioni, scrieți numai formulele:

1) acizi tari (HCl, HBr, HI, H 2 SO 4, HNO 3, HClO 4) (lista acizilor tari trebuie învățată!)

2) baze puternice (hidroxizi de alcali (ALM) și metale alcalino-pământoase (ALM))

3) săruri solubile

Formulele sunt scrise sub formă moleculară:

1) Apă H2O

2) Acizi slabi (H 2 S, H 2 CO 3, HF, HCN, CH 3 COOH (și alții, aproape toți organici)).

3) Baze slabe (NH4OH și aproape toți hidroxizii metalici, cu excepția metalelor alcaline și a metalelor alcaline.

4) Săruri ușor solubile (↓) („M” sau „H” în tabelul de solubilitate).

5) Oxizi (și alte substanțe care nu sunt electroliți).

Să încercăm să scriem ecuația dintre hidroxidul de fier (III) și acidul sulfuric. În formă moleculară, ecuația interacțiunii lor se scrie după cum urmează:

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

Hidroxidul de fier (III) corespunde denumirii „H” din tabelul de solubilitate, care ne spune despre insolubilitatea sa, adică. în ecuația ionică trebuie scris în întregime, adică. ca Fe(OH)3. Acidul sulfuric este solubil și aparține electroliților puternici, adică există în soluție în principal în stare disociată. Sulfatul de fier (III), ca aproape toate celelalte săruri, este un electrolit puternic și, deoarece este solubil în apă, trebuie scris ca un ion în ecuația ionică. Luând în considerare toate cele de mai sus, obținem o ecuație ionică completă de următoarea formă:

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

Reducerea ionilor de sulfat din stânga și din dreapta, obținem:

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

Împărțind ambele părți ale ecuației la 2 obținem ecuația ionică prescurtată:

Fe(OH)3 + 3H + = Fe3+ + 3H2O

Acum să ne uităm la reacția de schimb ionic care produce un precipitat. De exemplu, interacțiunea a două săruri solubile:

Toate cele trei săruri - carbonat de sodiu, clorură de calciu, clorură de sodiu și carbonat de calciu (da, și asta) - sunt electroliți puternici și toate, cu excepția carbonatului de calciu, sunt solubile în apă, de exemplu. sunt implicate în această reacție sub formă de ioni:

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

Anulând aceiași ioni din stânga și din dreapta în această ecuație, obținem ecuația ionică prescurtată:

CO32- + Ca2+ = CaC03↓

Ultima ecuație reflectă motivul interacțiunii soluțiilor de carbonat de sodiu și clorură de calciu. Ionii de calciu și ionii de carbonat se combină în molecule neutre de carbonat de calciu, care, atunci când sunt combinate între ele, dau naștere la mici cristale de precipitat de CaCO 3 cu structură ionică.

Notă importantă pentru promovarea examenului unificat de stat în chimie

Pentru ca reacția sării1 cu sare2 să poată continua, pe lângă cerințele de bază pentru apariția reacțiilor ionice (gaz, sediment sau apă în produsele de reacție), astfel de reacții sunt supuse încă unei cerințe - sărurile inițiale trebuie să fie solubil. Adică, de exemplu,

CuS + Fe(NO 3) 2 ≠ FeS + Cu(NO 3) 2

reacția nu continuă, deși FeS ar putea da un precipitat, deoarece insolubil. Motivul pentru care reacția nu are loc este insolubilitatea uneia dintre sărurile inițiale (CuS).

Dar, de exemplu,

Na2C03 + CaCI2 = CaC03↓+ 2NaCl

apare deoarece carbonatul de calciu este insolubil, iar sărurile inițiale sunt solubile.

Același lucru este valabil și pentru interacțiunea sărurilor cu bazele. Pe lângă cerințele de bază pentru apariția reacțiilor de schimb ionic, pentru ca o sare să reacționeze cu o bază, este necesară solubilitatea ambelor. Prin urmare:

Cu(OH) 2 + Na 2 S – nu curge,

deoarece Cu(OH)2 este insolubil, deși produsul potențial CuS ar fi un precipitat.

Dar reacția dintre NaOH și Cu(NO 3) 2 continuă, astfel încât ambele substanțe inițiale sunt solubile și dau un precipitat de Cu(OH) 2:

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

Atenţie! În niciun caz nu trebuie să extindeți cerința de solubilitate a substanțelor inițiale dincolo de reacțiile sare1 + sare2 și sare + bază.

De exemplu, în cazul acizilor această cerință nu este necesară. În special, toți acizii solubili reacționează bine cu toți carbonații, inclusiv cu cei insolubili.

Cu alte cuvinte:

1) Sare1 + sare2 - reacția are loc dacă sărurile originale sunt solubile, dar există un precipitat în produse

2) Sare + hidroxid de metal - reacția are loc dacă substanțele inițiale sunt solubile și există un precipitat sau hidroxid de amoniu în produse.

Să luăm în considerare a treia condiție pentru apariția reacțiilor de schimb ionic - formarea gazului. Strict vorbind, numai ca urmare a schimbului de ioni, formarea de gaz este posibilă numai în cazuri rare, de exemplu, în timpul formării hidrogenului sulfurat:

K2S + 2HBr = 2KBr + H2S

În majoritatea celorlalte cazuri, gazul se formează ca urmare a descompunerii unuia dintre produșii reacției de schimb ionic. De exemplu, trebuie să știți cu siguranță, în cadrul examenului de stat unificat, că odată cu formarea gazului, din cauza instabilității, produse precum H 2 CO 3, NH 4 OH și H 2 SO 3 se descompun:

H2CO3 = H2O + CO2

NH4OH = H2O + NH3

H2S03 = H2O + SO2

Cu alte cuvinte, dacă un schimb ionic produce acid carbonic, hidroxid de amoniu sau acid sulfuros, reacția de schimb ionic are loc datorită formării unui produs gazos:

Să notăm ecuațiile ionice pentru toate reacțiile de mai sus care conduc la formarea gazelor. 1) Pentru reacție:

K2S + 2HBr = 2KBr + H2S

Sulfura de potasiu si bromura de potasiu se vor scrie in forma ionica, deoarece sunt săruri solubile, precum și acidul bromhidric, deoarece se referă la acizi tari. Hidrogenul sulfurat, fiind un gaz slab solubil care se disociază slab în ioni, se va scrie sub formă moleculară:

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

Reducerea ionilor identici obținem:

S2- + 2H+ = H2S

2) Pentru ecuație:

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

În formă ionică, Na 2 CO 3, Na 2 SO 4 se vor scrie ca săruri foarte solubile și H 2 SO 4 ca un acid puternic. Apa este o substanță cu disociere slabă, iar CO 2 nu este deloc un electrolit, așa că formulele lor vor fi scrise în formă moleculară:

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

CO32- + 2H+ = H2O + CO2

3) pentru ecuație:

NH4NO3 + KOH = KNO3 + H2O + NH3

Moleculele de apă și amoniac vor fi scrise în întregime, iar NH 4 NO 3, KNO 3 și KOH se vor scrie în formă ionică, deoarece toți nitrații sunt săruri foarte solubile, iar KOH este un hidroxid de metal alcalin, adică baza puternica:

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

NH 4 + + OH − = H 2 O + NH 3

Pentru ecuație:

Na2S03 + 2HCI = 2NaCI + H2O + SO2

Ecuația completă și prescurtată va arăta astfel:

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

Învățământ general de bază

Linia UMK V.V. Lunin. Chimie (8-9)

Ecuații ionice

Ecuațiile ionice sunt o parte integrantă a științei complexe și interesante a chimiei. Astfel de ecuații vă permit să vedeți clar care ioni suferă transformări chimice. Substanțele care suferă disociere electrolitică sunt înregistrate ca ioni. Să ne uităm la istoria problemei, la algoritmul pentru alcătuirea ecuațiilor ionice și la exemple de probleme.

ISTORIA PROBLEMEI

Chiar și alchimiștii antici, efectuând reacții chimice simple în căutarea pietrei filozofale și înregistrând rezultatele cercetărilor lor în volume groase, foloseau anumite semne pentru substanțele chimice. Fiecare om de știință avea propriul său sistem, ceea ce nu este surprinzător: toată lumea dorea să-și protejeze cunoștințele secrete de mașinațiunile oamenilor invidioși și ale concurenților. Și abia în secolul al VIII-lea au apărut denumiri comune pentru unele elemente.

În 1615, Jean Begun, în cartea sa „Elemente de chimie”, care este considerată pe bună dreptate unul dintre primele manuale din această secțiune a științelor naturale, a propus utilizarea simbolurilor pentru a scrie ecuații chimice. Abia în 1814, chimistul suedez Jons Jakob Berzelius a creat un sistem de simboluri chimice bazat pe una sau două primele litere ale numelui latinesc al unui element, similar cu cel pe care elevii îl învață la clasă.

În clasa a VIII-a (paragraful 12, manual „Chimie. clasa a VIII-a” editat de V.V. Eremin), copiii au învățat să compună ecuații moleculare ale reacțiilor, în care atât reactivii, cât și produșii de reacție sunt prezentați sub formă de molecule.

Cu toate acestea, aceasta este o vedere simplificată a transformărilor chimice. Și oamenii de știință s-au gândit la asta deja în secolul al XVIII-lea.

În urma experimentelor sale, Arrhenius a aflat că soluțiile unor substanțe conduc curentul electric. Și a demonstrat că substanțele cu conductivitate electrică sunt în soluții sub formă de ioni: cationi încărcați pozitiv și anioni încărcați negativ. Și aceste particule încărcate sunt cele care intră în reacții.

CE SUNT ECUAȚIILE IONICE

Ecuații ale reacțiilor ionice- sunt ecuații chimice în care reactanții și produșii de reacție sunt desemnați ca ioni disociați. Ecuațiile de acest tip sunt potrivite pentru scrierea reacțiilor de substituție chimică și de schimb în soluții.

Ecuații ionice- o parte integrantă a științei chimice complexe și interesante. Astfel de ecuații vă permit să vedeți clar care ioni suferă transformări chimice. Substanțele care suferă disociere electrolitică sunt scrise sub formă de ioni (subiectul este discutat în detaliu în paragraful 10, manualul „Chimie. clasa a IX-a” editat de V.V. Eremin). Gazele, substanțele care precipită și electroliții slabi care practic nu se disociază sunt înregistrate sub formă de molecule. Gazele sunt indicate cu o săgeată în sus (), substanțele care precipită sunt indicate cu o săgeată în jos (↓).

Manualul a fost scris de profesorii Facultății de Chimie a Universității de Stat din Moscova. M.V. Lomonosov. Caracteristicile distinctive ale cărții sunt simplitatea și claritatea prezentării materialului, un nivel științific ridicat, un număr mare de ilustrații, experimente și experimente distractive, ceea ce îi permite să fie utilizat în clase și școli cu un studiu aprofundat al discipline de științe naturale.

CARACTERISTICI ALE ECUATIILOR IONICE

1. Reacțiile de schimb ionic, spre deosebire de reacțiile redox, au loc fără a perturba valența substanțelor care suferă transformări chimice.

- reactie redox

Reacție de schimb ionic

2. Reacțiile între ioni apar cu condiția ca în timpul reacției să se formeze un precipitat slab solubil, să se elibereze un gaz volatil sau să se formeze electroliți slabi.

Se toarnă 1 ml de soluție de carbonat de sodiu într-o eprubetă și se adaugă cu grijă câteva picături de acid clorhidric.

Ce se întâmplă?

Creați o ecuație pentru reacție, scrieți ecuațiile ionice complete și abreviate.

#ADVERTISING_INSERT#

Destul de des, școlari și elevi trebuie să compună așa-numitul. ecuații ale reacțiilor ionice. În special, sarcina 31, propusă la Examenul Unificat de Stat în Chimie, este dedicată acestui subiect. În acest articol vom discuta în detaliu algoritmul de scriere a ecuațiilor ionice scurte și complete și vom analiza multe exemple de diferite niveluri de complexitate.

De ce sunt necesare ecuații ionice?

Permiteți-mi să vă reamintesc că atunci când multe substanțe sunt dizolvate în apă (și nu numai în apă!), are loc un proces de disociere - substanțele se descompun în ioni. De exemplu, moleculele de HCI dintr-un mediu apos se disociază în cationi de hidrogen (H +, mai precis, H 3 O +) și anioni de clor (Cl -). Bromura de sodiu (NaBr) se găsește într-o soluție apoasă nu sub formă de molecule, ci sub formă de ioni de Na + și Br - hidratați (apropo, bromura de sodiu solidă conține și ioni).

Când scriem ecuații „obișnuite” (moleculare), nu ținem cont de faptul că nu moleculele reacţionează, ci ionii. Iată, de exemplu, cum arată ecuația pentru reacția dintre acidul clorhidric și hidroxidul de sodiu:

HCl + NaOH = NaCI + H2O. (1)

Desigur, această diagramă nu descrie procesul în întregime corect. După cum am spus deja, într-o soluție apoasă practic nu există molecule de HCI, dar există ioni H + și Cl -. Același lucru este valabil și cu NaOH. Ar fi mai corect să scriem următoarele:

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H2O. (2)

Asta e ecuație ionică completă. În loc de molecule „virtuale”, vedem particule care sunt de fapt prezente în soluție (cationi și anioni). Nu ne vom opri asupra întrebării de ce am scris H 2 O sub formă moleculară. Acest lucru va fi explicat puțin mai târziu. După cum puteți vedea, nu este nimic complicat: am înlocuit moleculele cu ioni care se formează în timpul disocierii lor.

Cu toate acestea, nici măcar ecuația ionică completă nu este perfectă. Într-adevăr, aruncați o privire mai atentă: ambele părți din stânga și din dreapta ecuației (2) conțin aceleași particule - cationi Na + și anioni Cl -. Acești ioni nu se modifică în timpul reacției. Atunci de ce sunt necesare deloc? Să le eliminăm și să obținem Scurtă ecuație ionică:

H + + OH - = H2O. (3)

După cum puteți vedea, totul se reduce la interacțiunea ionilor H + și OH - cu formarea apei (reacție de neutralizare).

Toate ecuațiile ionice complete și scurte sunt scrise. Dacă am fi rezolvat problema 31 la Examenul Unificat de Stat la chimie, am fi primit punctajul maxim pentru ea - 2 puncte.

Deci, încă o dată despre terminologie:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - ecuație moleculară (ecuație „obișnuită”, reflectând schematic esența reacției);
H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - ecuație ionică completă (particulele reale în soluție sunt vizibile);
H + + OH - = H 2 O - o ecuație ionică scurtă (am eliminat toate „gunoaiele” - particule care nu participă la proces).

Algoritm pentru scrierea ecuațiilor ionice

Să creăm o ecuație moleculară pentru reacție.
Toate particulele care se disociază în soluție într-o măsură vizibilă sunt scrise sub formă de ioni; substanțele care nu sunt predispuse la disociere sunt lăsate „sub formă de molecule”.
Înlăturăm așa-numitul din cele două părți ale ecuației. ioni observatori, adică particule care nu participă la proces.
Verificăm coeficienții și obținem răspunsul final - o scurtă ecuație ionică.

Exemplul 1. Scrieți ecuații ionice complete și scurte care descriu interacțiunea soluțiilor apoase de clorură de bariu și sulfat de sodiu.

Soluţie. Vom acționa în conformitate cu algoritmul propus. Să creăm mai întâi o ecuație moleculară. Clorura de bariu și sulfatul de sodiu sunt două săruri. Să ne uităm la secțiunea cărții de referință „Proprietățile compușilor anorganici”. Vedem că sărurile pot interacționa între ele dacă se formează un precipitat în timpul reacției. Sa verificam:

Exercițiul 2. Completați ecuațiile pentru următoarele reacții:

KOH + H2SO4 =
H3P04 + Na20=
Ba(OH)2 + CO2 =
NaOH + CuBr2 =
K2S + Hg(N03)2 =
Zn + FeCl2 =

Exercițiul 3. Scrieți ecuațiile moleculare pentru reacțiile (în soluție apoasă) dintre: a) carbonat de sodiu și acid azotic, b) clorură de nichel (II) și hidroxid de sodiu, c) acid fosforic și hidroxid de calciu, d) azotat de argint și clorură de potasiu, e ) oxid de fosfor (V) și hidroxid de potasiu.

Sper din tot sufletul că nu aveți probleme la îndeplinirea acestor trei sarcini. Dacă nu este cazul, trebuie să reveniți la subiectul „Proprietăți chimice ale principalelor clase de compuși anorganici”.

Cum se transformă o ecuație moleculară într-o ecuație ionică completă

Începe distracția. Trebuie să înțelegem ce substanțe trebuie scrise ca ioni și care ar trebui lăsate în „formă moleculară”. Va trebui să vă amintiți următoarele.

Sub formă de ioni scrieți:

săruri solubile (subliniez, doar săruri foarte solubile în apă);
alcalii (să vă reamintesc că alcaliile sunt baze solubile în apă, dar nu NH 4 OH);
acizi tari (H2SO4, HNO3, HCl, HBr, HI, HClO4, HClO3, H2SeO4, ...).

După cum puteți vedea, amintirea acestei liste nu este deloc dificilă: include acizi și baze puternice și toate sărurile solubile. Apropo, pentru tinerii chimiști deosebit de vigilenți care ar putea fi revoltați de faptul că electroliții puternici (sărurile insolubile) nu sunt incluși în această listă, vă pot spune următoarele: NU includerea sărurilor insolubile în această listă nu neagă deloc faptul că sunt electroliți puternici.

Toate celelalte substanțe trebuie să fie prezente în ecuațiile ionice sub formă de molecule. Pentru acei cititori pretențioși care nu sunt mulțumiți de termenul vag „toate celelalte substanțe” și care, după exemplul eroului celebrului film, cer „anunțul listei complete”, le dau următoarele informații.

Sub formă de molecule scrieți:

toate sărurile insolubile;
toate bazele slabe (inclusiv hidroxizi insolubili, NH4OH și substanțe similare);
toți acizii slabi (H 2 CO 3, HNO 2, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN, HClO, aproape toți acizii organici...);
în general, toți electroliții slabi (inclusiv apa!!!);
oxizi (toate tipurile);
toți compușii gazoși (în special, H2, CO2, SO2, H2S, CO);
substanțe simple (metale și nemetale);
aproape toți compușii organici (cu excepția sărurilor solubile în apă ale acizilor organici).

Pău, se pare că n-am uitat nimic! Deși este mai ușor, în opinia mea, să ne amintim lista nr. 1. Dintre lucrurile fundamental importante din lista nr. 2, voi menționa încă o dată apa.

Haide sa ne antrenam!

Exemplul 2. Scrieți o ecuație ionică completă care descrie interacțiunea hidroxidului de cupru (II) și acidul clorhidric.

Soluţie. Să începem, firește, cu ecuația moleculară. Hidroxidul de cupru (II) este o bază insolubilă. Toate bazele insolubile reacţionează cu acizii puternici pentru a forma sare şi apă:

Cu(OH)2 + 2HCI = CuCl2 + 2H2O.

Acum să aflăm ce substanțe ar trebui scrise ca ioni și care ca molecule. Listele de mai sus ne vor ajuta. Hidroxidul de cupru (II) este o bază insolubilă (vezi tabelul de solubilitate), un electrolit slab. Bazele insolubile sunt scrise sub formă moleculară. HCl este un acid puternic; în soluție se disociază aproape complet în ioni. CuCl 2 este o sare solubilă. O scriem în formă ionică. Apa - doar sub forma de molecule! Obținem ecuația ionică completă:

Сu(OH)2 + 2H + + 2Cl - = Cu 2+ + 2Cl - + 2H2O.

Exemplul 3. Scrieți o ecuație ionică completă pentru reacția dioxidului de carbon cu o soluție apoasă de NaOH.

Soluţie. Dioxidul de carbon este un oxid acid tipic, NaOH este un alcalin. Când oxizii acizi interacționează cu soluțiile apoase de alcalii, se formează sare și apă. Să creăm o ecuație moleculară pentru reacție (apropo, nu uitați de coeficienți):

CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O.

CO 2 - oxid, compus gazos; menținerea formei moleculare. NaOH - bază tare (alcali); O scriem sub formă de ioni. Na2CO3 - sare solubilă; scriem sub formă de ioni. Apa este un electrolit slab și practic nu se disociază; lasă în formă moleculară. Obținem următoarele:

CO2 + 2Na + + 2OH - = Na2+ + CO32- + H2O.

Exemplul 4. Sulfura de sodiu în soluție apoasă reacționează cu clorura de zinc pentru a forma un precipitat. Scrieți o ecuație ionică completă pentru această reacție.

Soluţie. Sulfura de sodiu și clorura de zinc sunt săruri. Când aceste săruri interacționează, un precipitat de sulfură de zinc precipită:

Na2S + ZnCl2 = ZnS↓ + 2NaCl.

Voi nota imediat ecuația ionică completă și o veți analiza singur:

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

Vă ofer mai multe sarcini pentru muncă independentă și un scurt test.

Exercițiul 4. Scrieți ecuațiile ionice moleculare și complete pentru următoarele reacții:

NaOH + HNO3 =
H2S04 + MgO =
Ca(N03)2 + Na3P04 =
CoBr2 + Ca(OH)2 =

Exercițiul 5. Scrieți ecuații ionice complete care descriu interacțiunea: a) oxidului de azot (V) cu o soluție apoasă de hidroxid de bariu, b) o soluție de hidroxid de cesiu cu acid iodhidric, c) soluții apoase de sulfat de cupru și sulfură de potasiu, d) hidroxid de calciu și o soluție apoasă de azotat de fier ( III).

Definiție

Reacțiile care apar între ioni din soluțiile de electroliți se numesc reacții de schimb ionic(RIO).

În timpul RIO, nu există nicio modificare a stărilor de oxidare ale elementelor, deci RIO nu este redox.

Criteriul de ireversibilitate a reacțiilor de schimb ionic este formarea unui electrolit slab.

regula lui Berthollet

Reacțiile de schimb de ioni decurg aproape ireversibil dacă unul dintre produșii de reacție rezultați „părăsește” sfera de reacție sub forma:

gaz,
proiect
sau un electrolit slab disociat (de exemplu, apă).

Dacă în soluție nu există ioni care formează un electrolit slab, reacția este reversibilă și în acest caz nu se scrie ecuația ei, punând semnul „$\ne$”

Pentru a scrie ecuații ionice, se folosesc formele moleculare (1), ionice complete (2) și ionice scurte ale ecuațiilor (3,4):

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

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

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

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

Vă rugăm să rețineți că în Într-o ecuație ionică scurtă, coeficienții ar trebui să fie minimi. Prin urmare, în ecuația (3) toți coeficienții sunt redusi cu 2, iar ecuația rezultată (4) este considerată o ecuație ionică scurtă.

La întocmirea RIO, trebuie amintit că

apa, metalele, oxizii, gazele, precipitațiile nu se dezintegrează în ioni și sunt scrise în toate ecuațiile sub formă moleculară;
$H_2SO_3$, $H_2CO_3$, $NH_4OH$, $AgOH$ sunt instabile și se descompun aproape instantaneu atunci când se formează:
$H_2SO_3 = H_2O + SO_2 \uparrow$
$H_2CO_3 = H_2O + CO_2 \uparrow$
$NH_4OH = H_2O + NH_3 \uparrow$
$2AgOH = Ag_2O \downarrow + H_2O$

Algoritm pentru alcătuirea reacțiilor de schimb ionic

Notați ecuația moleculară și atribuiți coeficienții. Când scrieți formulele chimice ale produselor de reacție, este important să rețineți că suma sarcinilor din moleculă trebuie să fie egală cu zero.
Se întocmește o ecuație ionică completă, care ține cont de rezultatul disocierii atât a substanțelor inițiale, cât și a produselor reacției de schimb. Toți compușii solubili sunt înregistrați sub formă de ioni (indicați în tabelul de solubilitate prin litera „P” (foarte solubili în apă), cu excepția hidroxidului de calciu). Formulele substanțelor insolubile, gazelor, oxizilor și apei sunt scrise în formă moleculară. Socoteală coeficientul total de reacție, pentru care adunăm toți coeficienții din partea dreaptă și stângă a ecuației.
Pentru a obține forma ionică prescurtată a ecuației, se dau altele similare, adică ionii identici sunt prescurtați înainte și după semnul egal din ecuație. Coeficienții trebuie să fie minimi, iar sumele sarcinilor de pe părțile din stânga și din dreapta ecuației trebuie să fie aceleași. Coeficientul total se calculează în forma prescurtată (similar cu forma completă).
Forma ionică prescurtată a ecuației reflectă esenţa reacţiei chimice care a avut loc.

Interacțiunea oxizilor bazici cu acizii. Notați ecuațiile ionice moleculare, scurte și complete pentru interacțiunea oxidului de calciu și a acidului clorhidric. Calculați coeficienții totali în formă completă și prescurtată.

Soluţie

1. Ecuația moleculară:

$CaO + 2HCl = CaCl_2 + H_2O$

2. Ecuația ionică completă:

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

Suma coeficienților este (1+2+2+1+2+1)=9.

3. Ecuație ionică prescurtată:

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

Coeficientul total este (1+2+1+1)=5.

4. O scurtă ecuație ionică arată că atunci când oxidul de calciu interacționează cu acizi tari ($H^+$), reacția este aproape ireversibilă, rezultând formarea unei sări de calciu solubile și a unei substanțe cu disociere scăzută (apa)

Interacțiunea sărurilor cu acizii. Notați ecuațiile ionice moleculare, scurte și complete pentru interacțiunea carbonatului de potasiu și acidului azotic. Calculați coeficienții totali în formă completă și prescurtată.

Soluţie

1. Ecuația moleculară:

$K_2CO_3 + 2HNO_3 = 2KNO_3 + CO_2\sus + H_2O$

2. Ecuația ionică completă:

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

Suma coeficienților este (2+1+2+2+2+2+1+1)=13.

3. Scurtă ecuație ionică:

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

Suma coeficienților este (1+2+1+1)=5.

4. O scurtă ecuație ionică arată că atunci când carbonații solubili (metale alcaline) interacționează cu acizii puternici ($H^+$), reacția este aproape ireversibilă, rezultând întotdeauna formarea de dioxid de carbon ($CO_2\susuri$) și un substanță cu disociere slabă (apă)

Instrucțiuni

Înainte de a începe ecuațiile ionice, trebuie să înțelegeți câteva reguli. Insolubile în apă, substanțele gazoase și slab disociante (de exemplu, apa) nu se dezintegrează în ioni, ceea ce înseamnă că le scrieți în formă moleculară. Aceasta include, de asemenea, electroliți slabi, cum ar fi H2S, H2CO3, H2SO3, NH4OH. Solubilitatea compușilor poate fi determinată din tabelul de solubilitate, care este un material de referință aprobat pentru toate tipurile de control. Toate încărcăturile care sunt inerente cationilor și anionilor sunt, de asemenea, indicate acolo. Pentru a finaliza pe deplin sarcina, trebuie să scrieți ecuații abreviate moleculare, complete și ionice.

Exemplul nr. 1. reacție de neutralizare între acidul sulfuric și hidroxidul de potasiu, luați în considerare din punctul de vedere al ED (teoria disociației electrolitice). În primul rând, notează ecuația reacției în formă moleculară și .H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O Analizați substanțele rezultate pentru solubilitatea și disocierea lor. Toți compușii sunt solubili în apă, ceea ce înseamnă că sunt ioni. Singura excepție este apa, care nu se dezintegrează în ioni și, prin urmare, rămâne sub formă moleculară.Scrieți ecuația ionică completă, găsiți aceiași ioni pe partea stângă și dreaptă și . Pentru a anula ionii identici, tăiați-i.2H+ +SO4 2- +2K+ +2OH- = 2K+ +SO4 2- + 2H2ORezultatul este o ecuație de abreviere ionică:2H+ +2OH- = 2H2OCCoeficienții sub formă de doi pot fi și prescurtați: H+ +OH- = H2O

Exemplul nr. 2. Scrieți reacția de schimb între clorura de cupru și hidroxidul de sodiu, luați în considerare din punctul de vedere al TED. Scrieți ecuația reacției sub formă moleculară și atribuiți coeficienții. Ca rezultat, hidroxidul de cupru rezultat a format un precipitat albastru. CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH) 2↓ + 2NaCl Analizați toate substanțele pentru solubilitatea lor în apă - totul este solubil, cu excepția hidroxidului de cupru, care nu se va disocia în ioni. Notați ecuația ionică completă, subliniați și prescurtați ionii identici: Cu2+ +2Cl- + 2Na+ +2OH- = Cu(OH) 2↓+2Na+ +2Cl- Ecuația ionică abreviată rămâne: Cu2+ +2OH- = Cu(OH) 2 ↓

Exemplul nr. 3. Scrieți reacția de schimb dintre carbonatul de sodiu și acidul clorhidric, luați-o în considerare din punctul de vedere al TED. Scrieți ecuația reacției sub formă moleculară și atribuiți coeficienții. Ca rezultat al reacției, se formează clorură de sodiu și se eliberează CO2 gazos (dioxid de carbon sau monoxid de carbon (IV)). Se formează din cauza descompunerii acidului carbonic slab, care se descompune în oxid și apă. Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2+H2OAnalizați toate substanțele pentru solubilitatea lor în apă și disociere. Dioxidul de carbon părăsește sistemul ca un compus gazos, apa este o substanță slab disociabilă. Toate celelalte substanțe se dezintegrează în ioni. Scrieți ecuația ionică completă, subliniați și prescurtați ionii identici: 2Na+ +CO3 2- +2H+ +2Cl- =2Na+ +2Cl- +CO2+H2O Ecuația ionică abreviată rămâne: CO3 2- +2H+ =CO2+H2O