Як складати іонно-молекулярні рівняння. Теорія електролітичної дисоціації

>> Хімія: Іонні рівняння

Іонні рівняння

Як вам відомо з попередніх уроків хімії, більшість хімічних реакцій відбувається у розчинах. Оскільки всі розчини електролітів включають іони, можна говорити, що у розчинах електролітів зводяться до реакцій між іонами.

Ось такі реакції, які відбуваються між іонами, звуться іонних реакцій. А іонні рівняння – це якраз і є рівняння цих реакцій.

Як правило, іонні рівняння реакцій одержують із молекулярних рівнянь, але це відбувається при дотриманні таких правил:

По-перше, формули слабких електролітів, а також нерозчинних та малорозчинних речовин, газів, оксидів тощо. у вигляді іонів не записують, винятком із цього правила є іон HSO-4, і то в розбавленому вигляді.

По-друге, як іонів, зазвичай, представляють формули сильних кислот, лугів, і навіть розчинних у питній воді солей. Також слід зазначити, що така формула, як Са(ОН)2 представлена ​​у вигляді іонів, у тому випадку, якщо використовується вапняна вода. Якщо ж використовується вапняне молоко, яке містить нерозчинні частинки Ca(OH)2, то формула у вигляді іонів також не записується.

При складанні іонних рівнянь зазвичай використовують повне іонне і скорочене, тобто коротке іонне рівняння реакції. Якщо розглядати іонне рівняння, яке має скорочений вигляд, то ми не спостерігаємо іонів, тобто вони відсутні обох частинах повного іонного рівняння.

Давайте розглянемо на прикладах, як записуються молекулярні, повні та скорочені іонні рівняння:

Тому слід пам'ятати, що формули речовин, що не розпадаються, а також нерозчинні та газоподібні, при складанні іонних рівнянь прийнято записувати у молекулярному вигляді.

Також, слід пам'ятати, що в тому випадку, якщо речовина випадає в осад, то поряд з такою формулою зображують стрілку, що спрямована вниз (↓). Ну, а в тому випадку, коли в ході реакції виділяється газоподібна речовина, то поруч із формулою має стояти такий значок, як стрілка спрямована нагору ().

Давайте докладніше розглянемо з прикладу. Якщо ми маємо розчин сульфату натрію Na2SO4, і ми до нього додамо розчин хлориду барію ВаСl2 (рис. 132), то побачимо, що у нас утворився білий осад сульфату барію BaSO4.

Подивіться уважно на зображення, на якому показано взаємодію сульфату натрію та хлориду барію:

Тепер давайте запишемо молекулярне рівняння реакції:

Ну, а зараз давайте перепишемо це рівняння, де будуть зображені сильні електроліти у вигляді іонів, а реакції, які йдуть зі сфери, представлені у вигляді молекул:

Перед нами записано повне іонне рівняння реакції.

Тепер спробуємо прибрати з однієї частини іншої рівності однакові іони, тобто ті іони, які не беруть участі в реакції 2Na+ і 2Сl, то у нас вийде скорочене іонне рівняння реакції, яке матиме такий вигляд:

З цього рівняння ми бачимо, що вся сутність даної реакції зводиться до взаємодії іонів барію Ва2+ і сульфат-іонів

і що в результаті утворюється осад BaSO4, навіть незалежно від того, до складу яких електролітів ці іони входили до реакції.

Як вирішувати іонні рівняння

І наостанок, давайте підіб'ємо підсумки нашого уроку і визначимо, як потрібно вирішувати іонні рівняння. Ми з вами вже знаємо, що всі реакції, які відбуваються у розчинах електролітів між іонами, є іонними реакціями. Ці реакції прийнято вирішувати чи описувати з допомогою іонних рівнянь.

Також, слід пам'ятати, що всі ті сполуки, які відносяться до летких, важко розчинних або малодисоційованих, знаходять рішення в молекулярній формі. Також, слід не забувати, що в тому випадку, коли при взаємодії розчинів електролітів не утворюється жодного з перерахованих вище видів з'єднання, то це означає, що реакції практично не протікають.

Правила розв'язання іонних рівнянь

Для наочного прикладу візьмемо таку освіту важкорозчинної сполуки, як:

Nа2SО4 + Sl2 = SО4 + 2NаСl

В іонному вигляді цей вираз матиме вигляд:

2Nа+ +SО42- + Ва2+ + 2Сl- = BаSО4 + 2Nа+ + 2Сl-

Тому що ми з вами спостерігаємо, що в реакцію вступили лише іони барію і сульфат-іони, а решта іонів не прореагували і їхній стан залишився тим самим. З цього випливає, що ми можемо це рівняння спростити та записати у скороченому вигляді:

2+ + SО42- = SО4

Тепер пригадаємо, що нам слід зробити при вирішенні іонних рівнянь:

По-перше, необхідно виключити з обох частин рівняння однакові іони;

По-друге, не слід забувати про те, що сума електричних зарядів рівняння повинна бути однаковою, і в його правій частині, і також у лівій.

Реакції іонного обміну — реакції у водних розчинах між електролітами, що протікають без змін ступенів окислення елементів, що їх утворюють.

Необхідною умовою перебігу реакції між електролітами (солями, кислотами та основами) є утворення малодисоціюючої речовини (вода, слабка кислота, гідроксид амонію), осаду або газу.

Розглянемо реакцію, в результаті якої утворюється вода. До таких реакцій відносяться всі реакції між будь-якою кислотою та будь-якою основою. Наприклад, взаємодія азотної кислоти з гідроксидом калію:

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

Вихідні речовини, тобто. азотна кислота і гідроксид калію, і навіть один із продуктів, саме нітрат калію, є сильними електролітами, тобто. у водному розчині вони існують практично лише у вигляді іонів. Вода, що утворилася, відноситься до слабких електролітів, тобто. практично не розпадається на іони. Отже, точніше переписати рівняння вище можна, вказавши реальний стан речовин, у водному розчині, тобто. у вигляді іонів:

H + + NO 3 - + K + + OH - = K + + NO 3 - + H 2 O (2)

Як можна помітити з рівняння (2), що до реакції, що після розчину знаходяться іони NO 3 − і K + . Інакше кажучи, насправді, нітрат-іони і іони калію не брали участь у реакції. Реакція відбулася лише завдяки об'єднанню частинок H + та OH – у молекули води. Таким чином, зробивши алгебраїчне скорочення однакових іонів у рівнянні (2):

H + + NO 3 - + K + + OH - = K + + NO 3 - + H 2 O

ми отримаємо:

H + + OH = H 2 O (3)

Рівняння виду (3) називають скороченими іонними рівняннями, виду (2) повними іонними рівняннями, а виду (1) молекулярними рівняннями реакцій.

Фактично іонне рівняння реакції максимально відображає її суть, саме те, завдяки чому стає можливим її перебіг. Слід зазначити, що одного скороченого іонного рівняння можуть відповідати безліч різних реакцій. Дійсно, якщо взяти, наприклад, не азотну кислоту, а соляну, а замість гідроксиду калію використовувати, скажімо, гідроксид барію, ми маємо таке молекулярне рівняння реакції:

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

Соляна кислота, гідроксид барію та хлорид барію є сильними електролітами, тобто існують у розчині переважно у вигляді іонів. Вода, як вже обговорювалося вище, – слабкий електроліт, тобто існує у розчині практично лише у вигляді молекул. Таким чином, повне іонне рівнянняданої реакції виглядатиме так:

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

Скоротимо однакові іони ліворуч і праворуч і отримаємо:

2H + + 2OH − = 2H 2 O

Розділивши і ліву та праву частину на 2, отримаємо:

H + + OH − = H 2 O,

Отримане скорочене іонне рівнянняповністю збігається зі скороченими іонним рівнянням взаємодії азотної кислоти та гідроксиду калію.

При складанні іонних рівнянь у вигляді іонів записують лише формули:

1) сильних кислот (HCl, HBr, HI, H 2 SO 4 , HNO 3 , HClO 4) (список сильних кислот треба вивчити!)

2) сильних основ (гідрокси лужних (ЩМ) та лужноземельних металів (ЩЗМ))

3) розчинних солей

У молекулярному вигляді записують формули:

1) Води H 2 O

2) Слабкі кислоти (H 2 S, H 2 CO 3 , HF, HCN, CH 3 COOH (і ін. практично всі органічні))

3) Слабких основ (NH 4 OH і практично всі гідроксиди металів крім ЩМ та ЩЗМ

4) Малорозчинних солей (↓) («М» або «Н» у таблиці розчинності).

5) Оксидів (та інших речовин, які є електролітами)

Спробуємо записати рівняння між гідроксидом заліза (III) та сірчаною кислотою. У молекулярному вигляді рівняння їх взаємодії записується так:

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

Гідроксиду заліза (III) відповідає у таблиці розчинності позначення «Н», що свідчить про його нерозчинність, тобто. у іонному рівнянні його треба записувати цілком, тобто. як Fe(OH) 3 . Сірчана кислота розчинна і відноситься до сильних електролітів, тобто існує в розчині переважно продісоційованому стані. Сульфат заліза (III), як і практично всі інші солі, відноситься до сильних електролітів, і оскільки він розчинний у воді, в іонному рівнянні його потрібно писати у вигляді іонів. Враховуючи все сказане вище, отримуємо повне іонне рівняння наступного виду:

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

Скоротивши сульфат-іони ліворуч і праворуч, отримуємо:

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

розділивши обидві частини рівняння на 2, отримуємо скорочене іонне рівняння:

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

Тепер розглянемо реакцію іонного обміну, у результаті якої утворюється осад. Наприклад, взаємодія двох розчинних солей:

Усі три солі – карбонат натрію, хлорид кальцію, хлорид натрію та карбонат кальцію (так-так, і він теж) – відносяться до сильних електролітів і всі, крім карбонату кальцію, розчиняються у воді, тобто хлорид кальцію. є беруть участь у даній реакції у вигляді іонів:

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

Скоротивши однакові іони ліворуч і праворуч у даному рівнянні, отримаємо скорочене іонне:

CO 3 2- + Ca 2+ = CaCO 3 ↓

Останнє рівняння відображає причину взаємодії розчинів карбонату натрію та хлориду кальцію. Іони кальцію та карбонат-іони поєднуються в нейтральні молекули карбонату кальцію, які, з'єднуючись один з одним, породжують дрібні кристали осаду CaCO 3 іонної будови.

Розглянемо третю умову перебігу реакцій іонного обміну – утворення газу. Строго кажучи, тільки в результаті іонного обміну утворення газу можливе лише в окремих випадках, наприклад, при утворенні газоподібного сірководню:

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

У більшості інших випадків газ утворюється в результаті розкладання одного з продуктів реакції іонного обміну. Наприклад, потрібно точно знати в рамках ЄДІ, що з утворенням газу через нестійкість розкладаються такі продукти, як H 2 CO 3 , NH 4 OH і H 2 SO 3:

H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2

NH 4 OH = H 2 O + NH 3

H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2

Іншими словами, якщо в результаті іонного обміну утворюються вугільна кислота, гідроксид амонію або сірчиста кислота, реакція іонного обміну протікає завдяки утворенню газоподібного продукту:

Запишемо іонні рівняння для всіх вищевказаних реакцій, що призводять до утворення газів. 1) Для реакції:

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

В іонному вигляді записуватимуться сульфід калію та бромід калію, т.к. є розчинними солями, і навіть бромоводнева кислота, т.к. відноситься до сильних кислот. Сірководень же, будучи малорозчинним і газом, що погано дисоціює на іони, запишеться в молекулярному вигляді:

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

Скоротивши однакові іони отримуємо:

S 2- + 2H + = H 2 S

2) Для рівняння:

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

В іонному вигляді запишуться Na 2 CO 3 Na 2 SO 4 як добре розчинні солі і H 2 SO 4 як сильна кислота. Вода є малодисоціюючою речовиною, а CO 2 зовсім неелектроліт, тому їх формули будуть записуватися в молекулярному вигляді:

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) для рівняння:

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

Молекули води та аміаку запишуться повністю, а NH 4 NO 3 , KNO 3 і KOH запишуться в іонному вигляді, т.к. все нітрати є добре розчинними солями, а KOH є гідроксидом лужного металу, тобто. сильною основою:

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

NH 4 + + OH − = H 2 O + NH 3

Для рівняння:

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

Повне та скорочене рівняння матимуть вигляд:

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

11. Електролітична дисоціація. Іонні рівняння реакцій

11.5. Іонні рівняння реакцій

Оскільки у водних розчинах електроліти розпадаються на іони, можна стверджувати, що у водних розчинах електролітів - це реакції між іонами. Такі реакції можуть протікати як із зміною ступеня окиснення атомів:

Fe 0   + 2 H + 1 Сl = Fe + 2 Сl 2 + H 0 2

так і без зміни:

NaOH + HCl = NaCl + H 2 O

У випадку реакції між іонами в розчинах називаються іонними , і якщо є обмінними, то реакціями іонного обміну . Реакції іонного обміну протікають лише в тому випадку, коли утворюються речовини, що залишають сферу реакції у вигляді: а) слабкого електроліту (наприклад, води, оцтової кислоти); б) газу (CO 2 , SO 2); в) важкорозчинної речовини (осаду). Формули важкорозчинних речовин визначаються за таблицею розчинності (AgCl, BаSO 4 , H 2 SiO 3 , Mg(OH) 2 , Cu(OH) 2 тощо). Формули газів та слабких електролітів потрібно запам'ятати. Зазначимо, що слабкі електроліти можуть бути добре розчиняються у воді: наприклад, CH 3 COOH, H 3 PO 4 , HNO 2 .

Сутність реакцій іонного обміну відбивають іонні рівняння реакцій, які одержують із молекулярних рівнянь з дотриманням наступних правил:

1) у вигляді іонів не записують формули слабких електролітів, нерозчинних і малорозчинних речовин, газів, оксидів, гідроаніонів слабких кислот (HS − , НSO 3 − , НСО 3 − , Н 2 РО 4 − , НРО 4 2 − ; виняток - іон HSO 4 − у розведеному розчині); гідроксокатіонів слабких основ (MgOH +, CuOH +); комплексних іонів (3-, 2-, 2-);

2) у вигляді іонів представляють формули сильних кислот, лугів, розчинних у воді солей. Формулу Са(ОН) 2 представляють у вигляді іонів, якщо використовується вапняна вода, але не записують у вигляді іонів у разі вапняного молока, що містить нерозчинні частки Ca(OH) 2 .

Розрізняють повне іонне та скорочене (коротке) іонне рівняння реакції. У скороченому іонному рівнянні відсутні іони, представлені обох частинах повного іонного рівняння. Приклади запису молекулярного, повного іонного та скороченого іонного рівнянь:

• NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2 - молекулярна,

Na + + HCO 3 − + H + + Cl − = Na + + Cl − + H 2 O + CO 2   - повне іонне,

HCO 3 − + H + = H 2 O + CO 2   - скорочений іонний;

• BaCl 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2KCl - молекулярне,

Ba 2 + + 2 Cl − + 2 K + + SO 4 2 − = BaSO 4   ↓ + 2 K + + 2 Cl − - повне іонне,

Ba 2 + + SO 4 2 − = BaSO 4   ↓ - скорочений іонний.

Іноді повне іонне та скорочене іонне рівняння збігаються:

Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O

Ba 2+ + 2OH − + 2H + + SO 4 2 − = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O,

а для деяких реакцій іонне рівняння взагалі не можна скласти:

3Mg(OH) 2 + 3H 3 PO 4 = Mg 3 (PO 4) 2 ↓ + 6H 2 O

Приклад 11.5. Вкажіть пару іонів, які можуть бути у повному іонно-молекулярному рівнянні, якщо йому відповідає скорочене іонно-молекулярне рівняння

Ca 2 + + SO 4 2 − = CaSO 4 .

1) SO 3 2 - і H +; 3) CO 3 2 - і K +; 2) HCO 3 - і K +; 4) Cl − та Pb 2+ .

Рішення. Правильною є відповідь 2):

Ca 2 + + 2 HCO 3 − + 2 K + + SO 4 2 − = CaSO 4   ↓ + 2 HCO 3 − + 2 K + (сіль Ca(HCO 3) 2 розчинна) або Ca 2+ + SO 4 2 − = CaSO 4 .

Для інших випадків маємо:

1) CaSO 3 + 2H + + SO 4 2 − = CaSO 4 ↓ + H 2 O + SO 2 ;

3) CaCO 3 + 2K + + SO 4 2 − (реакція не протікає);

4) Ca 2+ + 2Cl − + PbSO 4 (реакція не протікає).

Відповідь: 2).

Речовини (іони), які у водному розчині реагують між собою (тобто взаємодія між ними супроводжується утворенням осаду, газу або слабкого електроліту), спільно існувати у водному розчині у значних кількостях не можуть

Таблиця 11.2

Приклади пар іонів, що не існують спільно у значних кількостях у водному розчині

Приклад 11.6. Вкажіть у цьому ряду: HSO 3 − , Na + , Cl − , CH 3 COO − , Zn 2+ - формули іонів, які не можуть у значних кількостях бути: а) у кислому середовищі; б) у лужному середовищі.

Рішення. а) У кислому середовищі, тобто. спільно з іонами H + , не можуть бути присутніми аніони HSO 3 - і CH 3 COO - , так як вони реагують з катіонами водню, утворюючи слабкий електроліт або газ:

СН 3 СОО − + Н + ⇄ СН 3 СООН

HSO 3 − + H + ⇄ H 2 O + SO 2

б) у лужному середовищі не можуть бути присутні іони HSO 3 − і Zn 2+ , оскільки вони реагують з гідроксид-іонами з утворенням або слабкого електроліту, або осаду:

HSO 3 − + OH − ⇄ H 2 O + SO 3 2 −

Zn 2+ + 2OH– = Zn(OH) 2 ↓.

Відповідь: а) HSO 3 - і CH 3 COO -; б) HSO 3 − та Zn 2+ .

Залишки кислих солей слабких кислот не можуть у значних кількостях бути присутніми ні в кислому, ні в лужному середовищі, тому що в обох випадках утворюється слабкий електроліт

Те саме можна сказати про залишки основних солей, що містять гідроксогрупу:

CuOH + + OH − = Cu(OH) 2 ↓

При розчиненні у питній воді в повному обсязі речовини мають можливість проводити електричний струм. Ті сполуки, водні розчинияких здатні проводити електричний струм називаються електролітами. Електроліти проводять струм за рахунок так званої іонної провідності, яку мають багато сполук з іонною будовою (солі, кислоти, основи). Існують речовини, що мають сильнополярні зв'язки, але в розчині піддаються неповній іонізації (наприклад, хлорид ртуті II) - це слабкі електроліти. Багато органічних сполук (вуглеводи, спирти), розчинені воді, не розпадаються на іони, а зберігають свою молекулярну будову. Такі речовини електричний струм не проводять і називаються неелектролітами.

Наведемо деякі закономірності, керуючись якими можна визначити до сильних або слабких електролітів відноситься те чи інше з'єднання:

1. Кислоти . До сильних кислот з найбільш поширених відносяться HCl, HBr, HI, HNO 3 H 2 SO 4 HClO 4 . Майже решта кислот – слабкі електроліти.
2. Основи. Найбільш поширені сильні основи – гідроксиди лужних та лужноземельних металів (за винятком Be). Слабкий електроліт - NH 3 .
3. Солі. Більшість поширених солей – іонних сполук – електроліти сильні. Винятки становлять, переважно, солі важких металів.

Теорія електролітичної дисоціації

Електроліти, як сильні, так і слабкі і навіть дуже розбавлені не підкоряються закону Раулята . Маючи здатність до електропровідності, значення тиску пари розчинника та температури плавлення розчинів електролітів будуть нижчими, а температури кипіння вищими порівняно з аналогічними значеннями чистого розчинника. У 1887 р. С. Арреніус, вивчаючи ці відхилення, дійшов створення теорії електролітичної дисоціації.

Електролітична дисоціаціяпередбачає, що молекули електроліту в розчині розпадаються на позитивно та негативно заряджені іони, які названі відповідно катіонами та аніонами.

Теорія висуває такі постулати:

1. У розчинах електроліти розпадаються іони, тобто. дисоціюють. Чим більш розбавлений розчин електроліту, тим більший його ступінь дисоціації.
2. Дисоціація - явище оборотне та рівноважне.
3. Молекули розчинника нескінченно слабо взаємодіють (тобто розчини близькі до ідеальних).

Різні електроліти мають різний ступінь дисоціації, який залежить не тільки від природи самого електроліту, але й природи розчинника, а також концентрації електроліту та температури.

Ступінь дисоціації α , показує скільки молекул nрозпалося на іони, порівняно із загальним числом розчинених молекул N:

α = n/N

За відсутності дисоціації α = 0, за повної дисоціації електроліту α = 1.

З точки зору ступеня дисоціації, за силою електроліти поділяються на сильні (α>0,7), середньої сили (0,3>α>0,7), слабкі (α< 0,3).

Більше точно процес дисоціації електроліту характеризує константа дисоціації, яка залежить від концентрації розчину. Якщо уявити процес дисоціації електроліту у загальному вигляді:

A a B b ↔ aA - + bB +

K = a · b /

Для слабких електролітівконцентрація кожного іона дорівнює добутку α на загальну концентрацію електроліту З таким чином, вираз константи дисоціації можна перетворити:

K = α 2 C/(1-α)

Для розведених розчинів(1-α) =1, тоді

K = α 2 C

Звідси не важко знайти ступінь дисоціації

Іонно-молекулярні рівняння

Розглянемо приклад нейтралізації сильної кислоти сильною основою, наприклад:

HCl + NaOH = NaCl + HOH

Процес представлений у вигляді молекулярного рівняння. Відомо, що вихідні речовини, так і продукти реакції в розчині повністю іонізовані. Тому представимо процес у вигляді повного іонного рівняння:

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + HOH

Після «скорочення» однакових іонів у лівій та правій частинах рівняння отримуємо скорочене іонне рівняння:

H + + OH - = HOH

Ми бачимо, що процес нейтралізації зводиться до з'єднання H + і OH - і утворення води.

При складанні іонних рівнянь слід пам'ятати, що у іонному вигляді записуються лише сильні електроліти. Слабкі електроліти, тверді речовини та гази записуються в їхньому молекулярному вигляді.

Процес осадження зводиться до взаємодії лише Ag + та I - та утворення нерозчинного у воді AgI.

Щоб дізнатися чи здатна нас цікавити речовину розчинятися у воді, необхідно скористатися таблицею нерозчинності.

Розглянемо третій тип реакцій, у результаті якої утворюється летюча сполука. Це реакції взаємодії карбонатів, сульфітів або сульфідів із кислотами. Наприклад,

При змішуванні деяких розчинів іонних сполук взаємодії між ними може і не відбуватися, наприклад

Отже, підсумовуючи, зазначимо, що хімічні перетворенняспостерігаються у випадках, якщо дотримується одна з таких умов:

• Утворення неелектроліту. Як неелектроліт може виступати вода.
• Утворення осаду.
• Виділення газу.
• Утворення слабкого електроліту,наприклад оцтової кислоти.
• Перенесення одного чи кількох електронів.Це реалізується в окисно-відновних реакціях.
• Освіта чи розрив однієї чи кількох.

При складанні іонних рівнянь слід керуватися тим, що формули малодиссоциирующих, нерозчинних і газоподібних речовин записують у молекулярному вигляді. Якщо речовина випадає в осад, то, як ви вже знаєте, поряд з її формулою ставлять стрілку, спрямовану вниз (↓), а якщо в ході реакції виділяється газоподібна речовина, то поряд з формулою ставлять стрілку, спрямовану вгору ().

Наприклад, якщо до розчину сульфату натрію Na 2 SO 4 долити розчин хлориду барію ВаСl 2 (рис. 132), то в результаті реакції утворюється білий осад сульфату барію BaSO 4 . Запишемо молекулярне рівняння реакції:

Мал. 132.
Взаємодія сульфату натрію та хлориду барію

Перепишемо це рівняння, зобразивши сильні електроліти у вигляді іонів, а реакції, що йдуть зі сфери, - у вигляді молекул:

Ми записали таким чином повне іонне рівняння реакції. Якщо виключити з обох частин рівності однакові іони, тобто.

Це рівняння показує, що сутність реакції зводиться до взаємодії іонів барію 2+ і сульфат-іонів, в результаті якого утворюється осад BaSO 4 . При цьому зовсім немає значення, до складу яких електролітів входили ці іони до реакції. Аналогічну взаємодію можна спостерігати і між K 2 SO 4 і Ba(NO 3) 2 , H 2 SO 4 і ВаСl 2 .

Лабораторний досвід №17
Взаємодія розчинів хлориду натрію та нітрату срібла

До 1 мл розчину натрію хлориду в пробірці додайте за допомогою піпетки кілька крапель розчину нітрату срібла. Що спостерігаєте? Запишіть молекулярне та іонне рівняння реакції. Відповідно до скороченого іонного рівняння, запропонуйте кілька варіантів проведення такої реакції з іншими електролітами. Запишіть молекулярні рівняння виконаних реакцій.

Таким чином, скорочені іонні рівняння є рівняннями в загальному вигляді, які характеризують сутність хімічної реакції і показують, які іони реагують і яка речовина утворюється в результаті.

Мал. 133.
Взаємодія азотної кислоти та гідроксиду натрію

Якщо до розчину гідроксиду натрію, забарвленого фенолфталеїном у малиновий колір, прилити надлишок розчину азотної кислоти (рис. 133), то розчин знебарвиться, що послужить сигналом протікання хімічної реакції:

NaOH + HNO3 = NaNO3 + Н2O.

Повне іонне рівняння цієї реакції:

Na + + OН - + Н + + NO 3 = Na + + NO - 3 + Н 2 O.

Але оскільки іони Na ​​+ і NO - 3 в розчині залишаються в незмінному вигляді, то їх можна не писати, і зрештою скорочене іонне рівняння реакції записують так:

Н + + OH - = Н2O.

Воно показує, що взаємодія сильної кислоти і луги зводиться до взаємодії іонів Н + і іонів ВІН -, в результаті якого утворюється речовина, що малодисоціює, - вода.

Подібна реакція обміну може протікати не тільки між кислотами та лугами, а й між кислотами та нерозчинними основами. Наприклад, якщо отримати блакитний осад нерозчинного гідроксиду міді (II) взаємодією сульфату міді (II) з лугом (рис. 134):

а потім поділити отриманий осад на три частини і прилити до осаду в першій пробірці розчин сірчаної кислоти, осад в другій пробірці - соляної кислоти, а до осаду в третій пробірці розчин азотної кислоти, то у всіх трьох пробірках осад розчиниться (рис. 135) .

Мал. 135.
Взаємодія гідроксиду міді (II) із кислотами:
а - сірчаний; б - соляний; в - азотної

Це означатиме, що у всіх випадках пройшла хімічна реакція, суть якої і відображена за допомогою того самого іонного рівняння.

Cu(OH) 2 + 2Н + = Сі 2+ + 2Н2O.

Щоб переконатися, запишіть молекулярні, повні і скорочені іонні рівняння наведених реакцій.

Лабораторний досвід №18
Отримання нерозчинного гідроксиду та взаємодія його з кислотами

Три пробірки налийте по 1 мл розчину хлориду або сульфату заліза (III). Налийте в кожну пробірку по 1 мл розчину луги. Що спостерігаєте? Потім додайте в пробірки відповідно розчини сірчаної, азотної та соляної кислот до зникнення осаду. Запишіть молекулярні та іонні рівняння реакції.

Запропонуйте кілька варіантів проведення такої реакції з іншими електролітами. Запишіть молекулярні рівняння запропонованих реакцій.

Розглянемо іонні реакції, які протікають із утворенням газу.

У дві пробірки наллємо по 2 мл розчинів карбонату натрію та карбонату калію. Потім у першу приллєм соляної, а в другу - розчин азотної кислоти (рис. 136). В обох випадках ми помітимо характерне «закипання» через вуглекислий газ, що виділяється.

Мал. 136.
Взаємодія розчинних карбонатів:
а - із соляною кислотою; б - з азотною кислотою

Запишемо молекулярне та іонні рівняння реакції для першого випадку:

Реакції, які у розчинах електролітів, записують з допомогою іонних рівнянь. Ці реакції називають реакціями іонного обміну, тому що в розчині електроліти обмінюються своїми іонами. Таким чином, можна зробити два висновки.

Ключові слова та словосполучення

1. Молекулярне та іонне рівняння реакцій.
2. Реакція іонного обміну.
3. Реакція нейтралізації.

Робота з комп'ютером

1. Зверніться до електронної програми. Вивчіть матеріал уроку та виконайте запропоновані завдання.
2. Знайдіть в Інтернеті електронні адреси, які можуть бути додатковими джерелами, які розкривають зміст ключових слів і словосполучень параграфа. Запропонуйте вчителю свою допомогу у підготовці нового уроку - зробіть повідомлення за ключовими словами та словосполученнями наступного параграфа.

Запитання та завдання