Reakcie iónovej výmeny sú reakcie vo vodných roztokoch medzi elektrolytmi, ktoré prebiehajú bez zmien oxidačných stavov prvkov, ktoré ich tvoria.

Nevyhnutnou podmienkou reakcie medzi elektrolytmi (soli, kyseliny a zásady) je vznik mierne disociujúcej látky (voda, slabá kyselina, hydroxid amónny), zrazeniny alebo plynu.

Zoberme si reakciu, ktorá vedie k tvorbe vody. Takéto reakcie zahŕňajú všetky reakcie medzi akoukoľvek kyselinou a akoukoľvek zásadou. Napríklad reakcia kyseliny dusičnej s hydroxidom draselným:

HNO3 + KOH = KNO3 + H20 (1)

Východiskové materiály, t.j. kyselina dusičná a hydroxid draselný, ako aj jeden z produktov, a to dusičnan draselný, sú silné elektrolyty, t.j. vo vodnom roztoku existujú takmer výlučne vo forme iónov. Vzniknutá voda patrí k slabým elektrolytom, t.j. prakticky sa nerozpadá na ióny. Vyššie uvedená rovnica sa teda dá presnejšie prepísať uvedením reálneho stavu látok vo vodnom roztoku, t.j. vo forme iónov:

H + + N03 − + K + + OH − = K + + N03 − + H20 (2)

Ako je zrejmé z rovnice (2), pred reakciou aj po nej sú v roztoku prítomné ióny NO 3 - a K +. Inými slovami, dusičnanové ióny a draselné ióny sa v podstate vôbec nezúčastnili reakcie. Reakcia nastala len v dôsledku spojenia častíc H + a OH − na molekuly vody. Takže vykonaním algebraickej redukcie identických iónov v rovnici (2):

H + + NO 3 - + K + + OH - = K + + NO 3 - + H20

dostaneme:

H+ + OH - = H20 (3)

Rovnice tvaru (3) sa nazývajú skrátené iónové rovnice, typ (2) - úplné iónové rovnice, a typ (1) - rovnice molekulárnej reakcie.

V skutočnosti iónová rovnica reakcie maximálne odráža jej podstatu, presne to, čo umožňuje jej priebeh. Treba poznamenať, že jednej skrátenej iónovej rovnici môže zodpovedať veľa rôznych reakcií. Ak vezmeme napríklad nie kyselinu dusičnú, ale kyselinu chlorovodíkovú a namiesto hydroxidu draselného použijeme, povedzme, hydroxid bárnatý, máme nasledujúcu molekulovú rovnicu reakcie:

2HCl+ Ba(OH)2 = BaCl2 + 2H20

Kyselina chlorovodíková, hydroxid bárnatý a chlorid bárnatý sú silné elektrolyty, to znamená, že v roztoku existujú predovšetkým vo forme iónov. Voda, ako je uvedené vyššie, je slabý elektrolyt, to znamená, že v roztoku existuje takmer iba vo forme molekúl. teda úplná iónová rovnica Táto reakcia bude vyzerať takto:

2H+ + 2Cl − + Ba2+ + 2OH − = Ba2+ + 2Cl − + 2H20

Zrušme rovnaké ióny vľavo a vpravo a získajme:

2H+ + 2OH- = 2H20

Vydelením ľavej a pravej strany 2 dostaneme:

H+ + OH − = H20,

Prijaté skrátená iónová rovnica sa úplne zhoduje so skrátenou iónovou rovnicou pre interakciu kyseliny dusičnej a hydroxidu draselného.

Pri zostavovaní iónových rovníc vo forme iónov napíšte iba vzorce:

1) silné kyseliny (HCl, HBr, HI, H 2 SO 4, HNO 3, HClO 4) (zoznam silných kyselín sa treba naučiť!)

2) silné zásady (hydroxidy alkalických kovov (ALM) a kovov alkalických zemín (ALM))

3) rozpustné soli

Vzorce sú napísané v molekulárnej forme:

1) Voda H20

2) Slabé kyseliny (H 2 S, H 2 CO 3, HF, HCN, CH 3 COOH (a iné, takmer všetky organické)).

3) Slabé zásady (NH 4 OH a takmer všetky hydroxidy kovov okrem alkalických kovov a alkalických kovov.

4) Málo rozpustné soli (↓) („M“ alebo „H“ v tabuľke rozpustnosti).

5) Oxidy (a iné látky, ktoré nie sú elektrolytmi).

Skúsme napísať rovnicu medzi hydroxidom železitým a kyselinou sírovou. V molekulárnej forme je rovnica ich interakcie napísaná takto:

2Fe(OH)3 + 3H2S04 = Fe2(S04)3 + 6H20

Hydroxid železitý zodpovedá označeniu „H“ v tabuľke rozpustnosti, čo nám hovorí o jeho nerozpustnosti, t.j. v iónovej rovnici ho treba zapísať celý, t.j. ako Fe(OH)3. Kyselina sírová je rozpustná a patrí k silným elektrolytom, to znamená, že v roztoku existuje hlavne v disociovanom stave. Síran železitý, ako takmer všetky ostatné soli, je silný elektrolyt a keďže je rozpustný vo vode, musí byť v iónovej rovnici zapísaný ako ión. Ak vezmeme do úvahy všetky vyššie uvedené skutočnosti, získame úplnú iónovú rovnicu nasledujúceho tvaru:

2Fe(OH)3 + 6H++ 3SO42- = 2Fe3+ + 3SO42- + 6H20

Znížením síranových iónov vľavo a vpravo dostaneme:

2Fe(OH)3 + 6H+ = 2Fe3+ + 6H20

Vydelením oboch strán rovnice 2 dostaneme skrátenú iónovú rovnicu:

Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H20

Teraz sa pozrime na iónomeničovú reakciu, pri ktorej vzniká zrazenina. Napríklad interakcia dvoch rozpustných solí:

Všetky tri soli - uhličitan sodný, chlorid vápenatý, chlorid sodný a uhličitan vápenatý (áno, aj ten) - sú silné elektrolyty a všetky okrem uhličitanu vápenatého sú rozpustné vo vode, t.j. sa zúčastňujú tejto reakcie vo forme iónov:

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

Zrušením rovnakých iónov vľavo a vpravo v tejto rovnici dostaneme skrátenú iónovú rovnicu:

C032- + Ca2+ = CaC03↓

Posledná rovnica odráža dôvod interakcie roztokov uhličitanu sodného a chloridu vápenatého. Vápenaté ióny a uhličitanové ióny sa spájajú do neutrálnych molekúl uhličitanu vápenatého, ktoré pri vzájomnom spojení vytvárajú malé kryštály CaCO 3 zrazeniny iónovej štruktúry.

Dôležitá poznámka pre zloženie jednotnej štátnej skúšky z chémie

Aby reakcia soli1 so soľou2 mohla prebehnúť, okrem základných požiadaviek na vznik iónových reakcií (plyn, sediment alebo voda v produktoch reakcie) takéto reakcie podliehajú ešte jednej požiadavke - počiatočné soli musia byť rozpustný. To je napr.

CuS + Fe(NO 3) 2 ≠ FeS + Cu(NO 3) 2

reakcia neprebieha, hoci FeS by potenciálne mohol poskytnúť zrazeninu, pretože nerozpustný. Dôvodom, že reakcia neprebieha, je nerozpustnosť jednej z východiskových solí (CuS).

Ale napr.

Na2C03 + CaCl2 = CaC03↓+ 2NaCl

vzniká, pretože uhličitan vápenatý je nerozpustný a východiskové soli sú rozpustné.

To isté platí pre interakciu solí so zásadami. Okrem základných požiadaviek na výskyt iónomeničových reakcií je na to, aby soľ reagovala s bázou, nevyhnutná rozpustnosť oboch. Takto:

Cu(OH)2 + Na2S – netečie,

pretože Cu(OH)2 je nerozpustný, hoci potenciálnym produktom CuS by bola zrazenina.

Ale reakcia medzi NaOH a Cu(NO 3) 2 prebieha, takže obe východiskové látky sú rozpustné a poskytujú zrazeninu Cu(OH) 2:

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

Pozor! V žiadnom prípade by ste nemali rozširovať požiadavku rozpustnosti východiskových látok nad rámec reakcií soľ1 + soľ2 a soľ + zásada.

Napríklad pri kyselinách táto požiadavka nie je potrebná. Najmä všetky rozpustné kyseliny dobre reagujú so všetkými uhličitanmi, vrátane nerozpustných.

Inými slovami:

1) Soľ1 + soľ2 - reakcia nastane, ak sú pôvodné soli rozpustné, ale v produktoch je zrazenina

2) Soľ + hydroxid kovu - k reakcii dochádza, ak sú východiskové látky rozpustné a v produktoch je zrazenina alebo hydroxid amónny.

Zoberme si tretiu podmienku pre výskyt iónomeničových reakcií - tvorbu plynu. Presne povedané, iba v dôsledku výmeny iónov je tvorba plynu možná len v zriedkavých prípadoch, napríklad pri tvorbe plynu sírovodíka:

K2S + 2HBr = 2KBr + H2S

Vo väčšine ostatných prípadov sa plyn tvorí ako výsledok rozkladu jedného z produktov iónomeničovej reakcie. Napríklad v rámci Jednotnej štátnej skúšky musíte s istotou vedieť, že s tvorbou plynu sa v dôsledku nestability rozkladajú produkty ako H 2 CO 3, NH 4 OH a H 2 SO 3:

H2C03 = H20 + C02

NH40H = H20 + NH3

H2S03 = H20 + S02

Inými slovami, ak pri výmene iónov vzniká kyselina uhličitá, hydroxid amónny alebo kyselina sírová, reakcia iónovej výmeny prebieha v dôsledku tvorby plynného produktu:

Zapíšme si iónové rovnice pre všetky vyššie uvedené reakcie vedúce k tvorbe plynov. 1) Pre reakciu:

K2S + 2HBr = 2KBr + H2S

Sulfid draselný a bromid draselný budú písané v iónovej forme, pretože sú rozpustné soli, ako aj kyselina bromovodíková, pretože označuje silné kyseliny. Sírovodík, ktorý je slabo rozpustným plynom, ktorý sa zle disociuje na ióny, bude napísaný v molekulárnej forme:

2K + + S 2- + 2H + + 2Br - = 2K + + 2Br - + H2S

Redukciou identických iónov získame:

S2- + 2H+ = H2S

2) Pre rovnicu:

Na2C03 + H2S04 = Na2S04 + H20 + CO2

V iónovej forme sa Na2C03, Na2S04 budú písať ako vysoko rozpustné soli a H2S04 ako silná kyselina. Voda je slabo disociujúca látka a CO2 vôbec nie je elektrolyt, takže ich vzorce budú napísané v molekulárnej forme:

2Na + + CO 3 2- + 2H + + SO 4 2- = 2Na + + SO 4 2 + H20 + CO2

C032- + 2H+ = H20 + C02

3) pre rovnicu:

NH4NO3 + KOH = KN03 + H20 + NH3

Molekuly vody a amoniaku budú napísané celé a NH 4 NO 3, KNO 3 a KOH budú napísané v iónovej forme, pretože všetky dusičnany sú vysoko rozpustné soli a KOH je hydroxid alkalického kovu, t.j. silný základ:

NH 4 + + NO 3 − + K + + OH − = K + + NO 3 − + H20 + NH 3

NH4+ + OH - = H20 + NH3

Pre rovnicu:

Na2S03 + 2HCl = 2NaCl + H20 + S02

Úplná a skrátená rovnica bude vyzerať takto:

2Na + + S03 2- + 2H + + 2Cl - = 2Na + + 2Cl - + H20 + SO2

Základné všeobecné vzdelanie

Linka UMK V.V. Lunin. Chémia (8-9)

Iónové rovnice

Iónové rovnice sú neoddeliteľnou súčasťou komplexnej a zaujímavej vedy chémie. Takéto rovnice vám umožňujú jasne vidieť, ktoré ióny podliehajú chemickým transformáciám. Látky, ktoré podliehajú elektrolytickej disociácii, sa zaznamenávajú ako ióny. Pozrime sa na históriu problému, algoritmus na zostavovanie iónových rovníc a príklady problémov.

HISTÓRIA ČÍSLA

Dokonca aj starí alchymisti, ktorí pri hľadaní kameňa mudrcov vykonávali jednoduché chemické reakcie a zaznamenávali výsledky svojho výskumu do hrubých zväzkov, používali určité znaky pre chemické látky. Každý vedec mal svoj vlastný systém, čo nie je prekvapujúce: každý chcel chrániť svoje tajné znalosti pred machináciami závistivých ľudí a konkurentov. A až v 8. storočí sa objavili spoločné označenia niektorých prvkov.

V roku 1615 Jean Begun vo svojej knihe „Elements of Chemistry“, ktorá sa právom považuje za jednu z prvých učebníc v tejto časti prírodných vied, navrhol použitie symbolov na písanie chemických rovníc. Až v roku 1814 švédsky chemik Jons Jakob Berzelius vytvoril systém chemických symbolov založených na jednom alebo dvoch prvých písmenách latinského názvu prvku, podobný tomu, ktorý sa žiaci učia na hodinách.

V ôsmom ročníku (odsek 12, učebnica „Chémia. 8. ročník“ v úprave V.V. Eremina) sa deti naučili skladať molekulové rovnice reakcií, kde sú činidlá aj reakčné produkty prezentované vo forme molekúl.

Toto je však zjednodušený pohľad na chemické premeny. A na to vedci mysleli už v 18. storočí.

V dôsledku svojich pokusov Arrhenius zistil, že roztoky niektorých látok vedú elektrický prúd. A dokázal, že látky s elektrickou vodivosťou sú v roztokoch vo forme iónov: kladne nabité katióny a záporne nabité anióny. A práve tieto nabité častice vstupujú do reakcií.

ČO SÚ IONICKÉ ROVNICE

Rovnice iónovej reakcie- sú to chemické rovnice, v ktorých sú reaktanty a reakčné produkty označené ako disociované ióny. Rovnice tohto typu sú vhodné na zápis chemických substitučných a výmenných reakcií v roztokoch.

Iónové rovnice- neoddeliteľná súčasť komplexnej a zaujímavej chemickej vedy. Takéto rovnice vám umožňujú jasne vidieť, ktoré ióny podliehajú chemickým transformáciám. Látky, ktoré podliehajú elektrolytickej disociácii, sú napísané vo forme iónov (téma je podrobne rozobraná v odseku 10, učebnica „Chémia. 9. ročník“ editovaná V.V. Ereminom). Plyny, látky, ktoré sa zrážajú, a slabé elektrolyty, ktoré sa prakticky nedisociujú, sú zaznamenané vo forme molekúl. Plyny sú označené šípkou nahor (), látky, ktoré sa vyzrážajú, sú označené šípkou nadol (↓).

Učebnicu napísali učitelia Fakulty chémie Moskovskej štátnej univerzity. M.V. Lomonosov. Charakteristickými črtami knihy sú jednoduchosť a prehľadnosť prezentácie materiálu, vysoká vedecká úroveň, veľké množstvo ilustrácií, experimentov a zábavných experimentov, čo umožňuje jej využitie v triedach a školách s hĺbkovým štúdiom prírodovedné predmety.

ZNAKY IONICKÝCH ROVNIC

1. Reakcie iónovej výmeny, na rozdiel od redoxných reakcií, prebiehajú bez narušenia valencie látok podliehajúcich chemickým premenám.

- redoxná reakcia

Reakcia výmeny iónov

2. Reakcie medzi iónmi prebiehajú za podmienky, že sa počas reakcie vytvorí zle rozpustná zrazenina, uvoľní sa prchavý plyn alebo sa vytvoria slabé elektrolyty.

Nalejte 1 ml roztoku uhličitanu sodného do skúmavky a opatrne do nej pridajte pár kvapiek kyseliny chlorovodíkovej.

Čo sa deje?

Vytvorte rovnicu pre reakciu, napíšte úplné a skrátené iónové rovnice.

#ADVERTISING_INSERT#

Pomerne často musia školáci a študenti skladať tzv. rovnice iónovej reakcie. Tejto téme je venovaná najmä úloha 31 navrhnutá na Jednotnej štátnej skúške z chémie. V tomto článku budeme podrobne diskutovať o algoritme na písanie krátkych a úplných iónových rovníc a budeme analyzovať mnoho príkladov rôznych úrovní zložitosti.

Prečo sú potrebné iónové rovnice?

Pripomínam, že pri rozpustení mnohých látok vo vode (a nielen vo vode!) dochádza k procesu disociácie – látky sa rozpadajú na ióny. Napríklad molekuly HCl vo vodnom prostredí disociujú na vodíkové katióny (H +, presnejšie H 3 O +) a anióny chlóru (Cl -). Bromid sodný (NaBr) sa nachádza vo vodnom roztoku nie vo forme molekúl, ale vo forme hydratovaných iónov Na + a Br - (mimochodom, tuhý bromid sodný obsahuje aj ióny).

Pri písaní „obyčajných“ (molekulárnych) rovníc neberieme do úvahy, že nereagujú molekuly, ale ióny. Tu je napríklad rovnica pre reakciu medzi kyselinou chlorovodíkovou a hydroxidom sodným:

HCl + NaOH = NaCl + H20. (1)

Samozrejme, tento diagram nepopisuje proces úplne správne. Ako sme už povedali, vo vodnom roztoku prakticky neexistujú molekuly HCl, ale existujú ióny H + a Cl -. To isté platí pre NaOH. Správnejšie by bolo napísať nasledovné:

H+ + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H20. (2)

Tak to je úplná iónová rovnica. Namiesto „virtuálnych“ molekúl vidíme častice, ktoré sú skutočne prítomné v roztoku (katióny a anióny). Nebudeme sa zaoberať otázkou, prečo sme H 2 O napísali v molekulárnej forme. Toto bude vysvetlené trochu neskôr. Ako vidíte, nie je nič zložité: molekuly sme nahradili iónmi, ktoré vznikajú pri ich disociácii.

Avšak ani úplná iónová rovnica nie je dokonalá. Skutočne, pozrite sa bližšie: ľavá aj pravá strana rovnice (2) obsahujú rovnaké častice - katióny Na + a anióny Cl -. Tieto ióny sa počas reakcie nemenia. Prečo sú potom vôbec potrebné? Odstránime ich a získajme Stručná iónová rovnica:

H+ + OH- = H20. (3)

Ako vidíte, všetko závisí od interakcie iónov H + a OH - s tvorbou vody (neutralizačná reakcia).

Všetky úplné a stručné iónové rovnice sú zapísané. Ak by sme riešili úlohu 31 na Jednotnej štátnej skúške z chémie, získali by sme za ňu maximálny počet bodov - 2 body.

Takže ešte raz k terminológii:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - molekulová rovnica ("obyčajná" rovnica, schematicky odrážajúca podstatu reakcie);
H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - úplná iónová rovnica (sú viditeľné skutočné častice v roztoku);
H + + OH - = H 2 O - krátka iónová rovnica (odstránili sme všetky "odpadky" - častice, ktoré sa procesu nezúčastňujú).

Algoritmus na písanie iónových rovníc

Vytvorme molekulárnu rovnicu pre reakciu.
Všetky častice, ktoré sa v roztoku disociujú do značnej miery, sú napísané vo forme iónov; látky, ktoré nie sú náchylné na disociáciu, sú ponechané „vo forme molekúl“.
Z dvoch častí rovnice odstránime tzv. pozorovateľské ióny, teda častice, ktoré sa procesu nezúčastňujú.
Skontrolujeme koeficienty a dostaneme konečnú odpoveď - krátku iónovú rovnicu.

Príklad 1. Napíšte úplné a krátke iónové rovnice opisujúce interakciu vodných roztokov chloridu bárnatého a síranu sodného.

Riešenie. Budeme konať v súlade s navrhnutým algoritmom. Najprv vytvorte molekulovú rovnicu. Chlorid bárnatý a síran sodný sú dve soli. Pozrime sa na časť referenčnej knihy "Vlastnosti anorganických zlúčenín". Vidíme, že soli môžu navzájom interagovať, ak sa počas reakcie vytvorí zrazenina. Skontrolujme to:

Cvičenie 2. Doplňte rovnice pre nasledujúce reakcie:

KOH + H2S04 =
H3P04 + Na20=
Ba(OH)2 + C02=
NaOH + CuBr2=
K2S + Hg(N03)2=
Zn + FeCl2=

Cvičenie 3. Napíšte molekulové rovnice pre reakcie (vo vodnom roztoku) medzi: a) uhličitanom sodným a kyselinou dusičnou, b) chloridom nikelnatým a hydroxidom sodným, c) kyselinou fosforečnou a hydroxidom vápenatým, d) dusičnanom strieborným a chloridom draselným, e. ) oxid fosforečný (V) a hydroxid draselný.

Úprimne dúfam, že s dokončením týchto troch úloh nebudete mať problémy. Ak tomu tak nie je, musíte sa vrátiť k téme "Chemické vlastnosti hlavných tried anorganických zlúčenín."

Ako zmeniť molekulárnu rovnicu na úplnú iónovú rovnicu

Zábava začína. Musíme pochopiť, ktoré látky by sa mali písať ako ióny a ktoré by sa mali ponechať v „molekulárnej forme“. Budete si musieť zapamätať nasledovné.

Vo forme iónov napíšte:

rozpustné soli (zdôrazňujem, iba soli, ktoré sú vysoko rozpustné vo vode);
zásady (pripomínam, že zásady sú zásady, ktoré sú rozpustné vo vode, ale nie NH 4 OH);
silné kyseliny (H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HBr, HI, HClO 4, HClO 3, H 2 SeO 4, ...).

Ako vidíte, zapamätať si tento zoznam nie je vôbec ťažké: obsahuje silné kyseliny a zásady a všetky rozpustné soli. Mimochodom, pre obzvlášť ostražitých mladých chemikov, ktorí môžu byť pobúrení skutočnosťou, že silné elektrolyty (nerozpustné soli) nie sú zahrnuté v tomto zozname, vám môžem povedať nasledovné: NEZAHRNUTIE nerozpustných solí do tohto zoznamu vôbec nepopiera skutočnosť, že sú to silné elektrolyty.

Všetky ostatné látky musia byť prítomné v iónových rovniciach vo forme molekúl. Pre náročných čitateľov, ktorým nestačí vágny pojem „všetky ostatné látky“ a ktorí po vzore hrdinu slávneho filmu požadujú „oznámenie úplného zoznamu“, uvádzam nasledujúcu informáciu.

Vo forme molekúl napíšte:

všetky nerozpustné soli;
všetky slabé zásady (vrátane nerozpustných hydroxidov, NH 4 OH a podobných látok);
všetky slabé kyseliny (H 2 CO 3, HNO 2, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN, HClO, takmer všetky organické kyseliny...);
vo všeobecnosti všetky slabé elektrolyty (vrátane vody!!!);
oxidy (všetky druhy);
všetky plynné zlúčeniny (najmä H2, CO2, SO2, H2S, CO);
jednoduché látky (kovy a nekovy);
takmer všetky organické zlúčeniny (s výnimkou vo vode rozpustných solí organických kyselín).

Fíha, zdá sa, že som na nič nezabudol! Aj keď je podľa mňa jednoduchšie zapamätať si zoznam č. 1. Zo zásadne dôležitých vecí v zozname č. 2 ešte raz spomeniem vodu.

Poďme trénovať!

Príklad 2. Napíšte úplnú iónovú rovnicu opisujúcu interakciu hydroxidu meďnatého (II) a kyseliny chlorovodíkovej.

Riešenie. Začnime, prirodzene, molekulárnou rovnicou. Hydroxid meďný je nerozpustná zásada. Všetky nerozpustné zásady reagujú so silnými kyselinami za vzniku soli a vody:

Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H20.

Teraz poďme zistiť, ktoré látky by sa mali zapísať ako ióny a ktoré ako molekuly. Vyššie uvedené zoznamy nám pomôžu. Hydroxid meďnatý je nerozpustná zásada (pozri tabuľku rozpustnosti), slabý elektrolyt. Nerozpustné zásady sú napísané v molekulárnej forme. HCl je silná kyselina, v roztoku takmer úplne disociuje na ióny. CuCl2 je rozpustná soľ. Píšeme ho v iónovej forme. Voda – len vo forme molekúl! Dostaneme úplnú iónovú rovnicu:

Сu(OH)2 + 2H+ + 2Cl- = Cu2+ + 2Cl- + 2H20.

Príklad 3. Napíšte úplnú iónovú rovnicu pre reakciu oxidu uhličitého s vodným roztokom NaOH.

Riešenie. Oxid uhličitý je typický kyslý oxid, NaOH je zásada. Pri interakcii kyslých oxidov s vodnými roztokmi zásad sa tvorí soľ a voda. Vytvorme molekulárnu rovnicu pre reakciu (mimochodom, nezabudnite na koeficienty):

C02 + 2NaOH = Na2C03 + H20.

CO 2 - oxid, plynná zlúčenina; zachovanie molekulárneho tvaru. NaOH - silná zásada (alkálie); Píšeme ho vo forme iónov. Na2C03 - rozpustná soľ; píšeme vo forme iónov. Voda je slabý elektrolyt a prakticky sa nedisociuje; nechať v molekulárnej forme. Získame nasledovné:

C02 + 2Na + + 2OH - = Na2+ + CO32- + H20.

Príklad 4. Sulfid sodný vo vodnom roztoku reaguje s chloridom zinočnatým za vzniku zrazeniny. Napíšte úplnú iónovú rovnicu pre túto reakciu.

Riešenie. Sulfid sodný a chlorid zinočnatý sú soli. Keď tieto soli interagujú, vyzráža sa zrazenina sulfidu zinočnatého:

Na2S + ZnCl2 = ZnS↓ + 2NaCl.

Okamžite zapíšem kompletnú iónovú rovnicu a sami si ju zanalyzujete:

2Na + + S2- + Zn2+ + 2Cl - = ZnS↓ + 2Na + + 2Cl -.

Ponúkam vám niekoľko úloh na samostatnú prácu a krátky test.

Cvičenie 4. Napíšte molekulárne a úplné iónové rovnice pre nasledujúce reakcie:

NaOH + HN03 =
H2S04 + MgO =
Ca(N03)2 + Na3P04=
CoBr2 + Ca(OH)2=

Cvičenie 5. Napíšte úplné iónové rovnice opisujúce interakciu: a) oxidu dusnatého (V) s vodným roztokom hydroxidu bárnatého, b) roztoku hydroxidu cézneho s kyselinou jodovodíkovou, c) vodných roztokov síranu meďnatého a sulfidu draselného, d) hydroxidu vápenatého. a vodný roztok dusičnanu železa (III).

Definícia

Reakcie prebiehajúce medzi iónmi v roztokoch elektrolytov sa nazývajú iónomeničové reakcie(RIO).

Počas RIO nedochádza k zmene oxidačných stavov prvkov, takže RIO nie je redoxný.

Kritériom nevratnosti iónomeničových reakcií je tvorba slabého elektrolytu.

Bertholletovo pravidlo

Reakcie iónovej výmeny prebiehajú takmer nevratne, ak jeden z výsledných reakčných produktov „opustí“ reakčnú sféru vo forme:

plyn,
návrh
alebo slabo disociujúci elektrolyt (napríklad voda).

Ak v roztoku nie sú žiadne ióny, ktoré tvoria slabý elektrolyt, reakcia je reverzibilná a v tomto prípade sa jej rovnica nezapisuje, pričom sa označí „$\ne$“

Na písanie iónových rovníc sa používajú molekulové (1), plné iónové (2) a krátke iónové formy rovníc (3,4):

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

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

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

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

Upozorňujeme, že v V krátkej iónovej rovnici by koeficienty mali byť minimálne. Preto sa v rovnici (3) všetky koeficienty znížia o 2 a výsledná rovnica (4) sa považuje za krátku iónovú rovnicu.

Pri zostavovaní RIO by sa malo pamätať na to

voda, kovy, oxidy, plyny, zrazeniny sa nerozpadajú na ióny a sú zapísané vo všetkých rovniciach v molekulárnej forme;
$H_2SO_3$, $H_2CO_3$, $NH_4OH$, $AgOH$ sú nestabilné a rozkladajú sa takmer okamžite, keď sa vytvoria:
$H_2SO_3 = H_2O + SO_2 \uparrow$
$H_2CO_3 = H_2O + CO_2 \uparrow$
$NH_4OH = H_2O + NH_3 \uparrow$
$2AgOH = Ag_2O \downarrow + H_2O$

Algoritmus na zostavovanie iónomeničových reakcií

Napíšte molekulovú rovnicu a priraďte koeficienty. Pri písaní chemických vzorcov reakčných produktov je dôležité mať na pamäti, že súčet nábojov v molekule sa musí rovnať nule.
Zostaví sa úplná iónová rovnica, ktorá zohľadňuje výsledok disociácie východiskových látok a produktov výmennej reakcie. Všetky rozpustné zlúčeniny sú zaznamenané vo forme iónov (označené v tabuľke rozpustnosti písmenom „P“ (vysoko rozpustné vo vode), s výnimkou hydroxidu vápenatého). Vzorce nerozpustných látok, plynov, oxidov a vody sú napísané v molekulárnej forme. Počítanie celkový reakčný koeficient, pre ktorý spočítame všetky koeficienty na pravej a ľavej strane rovnice.
Na získanie skráteného iónového tvaru rovnice sú uvedené podobné, to znamená, že identické ióny sú skrátené pred a za znakom rovnosti v rovnici. Koeficienty musia byť minimálne a súčty poplatkov na ľavej a pravej strane rovnice musia byť rovnaké. Celkový koeficient sa vypočíta v skrátenej forme (podobne ako v plnej forme).
Skrátený iónový tvar rovnice odráža podstatu chemickej reakcie, ktorá prebehla.

Interakcia zásaditých oxidov s kyselinami. Napíšte molekulárne, krátke a úplné iónové rovnice pre interakciu oxidu vápenatého a kyseliny chlorovodíkovej. Vypočítajte celkové koeficienty v plnej a skrátenej forme.

Riešenie

1. Molekulárna rovnica:

$CaO + 2HCl = CaCl_2 + H_20$

2. Kompletná iónová rovnica:

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

Súčet koeficientov je (1+2+2+1+2+1)=9.

3. Skrátená iónová rovnica:

$CaO + 2H^+ = Ca^(2+) + H_20$

Celkový koeficient je (1+2+1+1)=5.

4. Krátka iónová rovnica ukazuje, že pri interakcii oxidu vápenatého so silnými kyselinami ($H^+$) je reakcia takmer nevratná, výsledkom čoho je tvorba rozpustnej vápenatej soli a nízkodisociujúcej látky (voda)

Interakcia solí s kyselinami. Napíšte molekulárne, krátke a úplné iónové rovnice pre interakciu uhličitanu draselného a kyseliny dusičnej. Vypočítajte celkové koeficienty v plnej a skrátenej forme.

Riešenie

1. Molekulárna rovnica:

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

2. Kompletná iónová rovnica:

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

Súčet koeficientov je (2+1+2+2+2+2+1+1)=13.

3. Stručná iónová rovnica:

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

Súčet koeficientov je (1+2+1+1)=5.

4. Krátka iónová rovnica ukazuje, že keď rozpustné uhličitany (alkalické kovy) interagujú so silnými kyselinami ($H^+$), reakcia je takmer nevratná, výsledkom čoho je vždy tvorba oxidu uhličitého ($CO_2\uparrow$) a slabo disociujúca látka (voda)

Inštrukcie

Predtým, ako začnete s iónovými rovnicami, musíte pochopiť niektoré pravidlá. Nerozpustné vo vode, plynné a slabo disociujúce látky (napríklad voda) sa nerozkladajú na ióny, čo znamená, že ich zapisujú v molekulárnej forme. Patria sem aj slabé elektrolyty ako H2S, H2CO3, H2SO3, NH4OH. Rozpustnosť zlúčenín možno určiť z tabuľky rozpustnosti, ktorá je schváleným referenčným materiálom pre všetky typy kontrol. Sú tam tiež uvedené všetky náboje, ktoré sú vlastné katiónom a aniónom. Na úplné dokončenie úlohy je potrebné napísať molekulárne, úplné a iónové skrátené rovnice.

Príklad č. 1. neutralizačná reakcia medzi kyselinou sírovou a hydroxidom draselným, uvažujme z hľadiska ED (teória elektrolytickej disociácie). Najprv zapíšte reakčnú rovnicu v molekulárnej forme a .H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O Analyzujte výsledné látky na ich rozpustnosť a disociáciu. Všetky zlúčeniny sú rozpustné vo vode, čo znamená, že ide o ióny. Jedinou výnimkou je voda, ktorá sa nerozpadá na ióny, a preto zostáva v molekulárnej forme Napíšte úplnú iónovú rovnicu, nájdite rovnaké ióny na ľavej a pravej strane a . Pre zrušenie identických iónov ich prečiarknite.2H+ +SO4 2- +2K+ +2OH- = 2K+ +SO4 2- + 2H2OVýsledkom je rovnica iónovej skratky:2H+ +2OH- = 2H2OCečinitele v tvare dvojky môžu byť aj skrátené: H++OH- = H20

Príklad č. 2. Napíšte výmennú reakciu medzi chloridom meďnatým a hydroxidom sodným, uvážte ju z hľadiska TED. Napíšte rovnicu reakcie v molekulárnej forme a priraďte koeficienty. Výsledkom bolo, že výsledný hydroxid meďnatý vytvoril modrú zrazeninu. CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH) 2↓ + 2NaCl Analyzujte všetky látky na ich rozpustnosť vo vode - všetko je rozpustné okrem hydroxidu meďnatého, ktorý sa nedisociuje na ióny. Napíšte celú iónovú rovnicu, podčiarknite a skráťte identické ióny: Cu2+ +2Cl- + 2Na+ +2OH- = Cu(OH) 2↓+2Na+ +2Cl- Zostáva iónová skrátená rovnica: Cu2+ +2OH- = Cu(OH) 2 ↓

Príklad č. 3. Napíšte výmennú reakciu medzi uhličitanom sodným a kyselinou chlorovodíkovou, uvážte ju z hľadiska TED. Napíšte rovnicu reakcie v molekulárnej forme a priraďte koeficienty. V dôsledku reakcie sa tvorí chlorid sodný a uvoľňuje sa plynný CO2 (oxid uhličitý alebo oxid uhoľnatý (IV)). Vzniká rozkladom slabej kyseliny uhličitej, ktorá sa rozkladá na oxid a vodu. Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2+H2OAnalyzujte všetky látky na ich rozpustnosť vo vode a disociáciu. Oxid uhličitý opúšťa systém ako plynná zlúčenina, voda je slabo disociujúca látka. Všetky ostatné látky sa rozpadajú na ióny. Napíšte celú iónovú rovnicu, podčiarknite a skráťte identické ióny: 2Na+ +CO3 2- +2H+ +2Cl- =2Na+ +2Cl- +CO2+H2O Zostáva iónová skrátená rovnica: CO3 2- +2H+ =CO2+H2O