Реакции ионного обмена
Реакции ионного обмена – это реакции между сложными веществами в растворах, в результате которых реагирующие вещества обмениваются своими составными частями. Так как в этих реакциях происходит обмен ионами – они называются ионными.
| Правило Бертолле: Реакции обмена в растворах электролитов протекают до конца (возможны) только тогда, когда в результате реакции образуется либо твердое малорастворимое вещество (осадок), либо газ, либо вода или любой другой слабый электролит. |
| Например, нитрат серебра взаимодействует с бромидом калия |
AgNО3 + КВr = АgВr↓ + КNО3
Правила составления уравнений реакций ионного обмена
1. Записываем молекулярное уравнение реакции, не забывая расставить коэффициенты:
3KOH +FeCl3 = Fe(OH)3 + 3KCl
2. С помощью таблицы растворимости определяем растворимость каждого вещества. Подчеркнем вещества, которые мы не будем представлять в виде ионов.
р р н р
3KOH + FeCl3 = Fe(OH)3 + 3KCl
3. Составляем полное ионное уравнение. Сильные электролиты записываем в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые вещества и газообразные вещества записываем в виде молекул.
3Na + + 3OH — + Fe 3+ + 3Cl — = Fe(OH)3 + 3Na + + 3Cl —
4. Находим одинаковые ионы (они не приняли участия в реакции в левой и правой частях уравнения реакции) и сокращаем их слева и справа.
3Na + + 3OH — + Fe 3+ + 3Cl — = Fe(OH)3 + 3Na + + 3Cl —
5. Составляем итоговое сокращенное ионное уравнение (выписываем формулы ионов или веществ, которые приняли участие в реакции).
Fe 3+ + 3OH — = Fe(OH)3
На ионы мы не разбиваем:
| Например, взаимодействие сульфида цинка и серной кислоты |
Составляем уравнение реакции и проверяем растворимость всех веществ. Сульфид цинка нерастворим.
ZnS + H2SO4 = ZnSO4 + H2S
Реакция протекает до конца, т.к. выделяется газ сероводород, который является слабым электролитом. Полное ионно-молекулярное уравнение:
ZnS + 2H + + SO4 2 — = Zn 2+ + SO4 2 — + H2S
Сокращаем ионы, которые не изменились в процессе реакции – в данном случае это только сульфат-ионы, получаем сокращенное ионное уравнение:
ZnS + 2H + = Zn 2+ + H2S
| Например, взаимодействие гидрокарбоната натрия и гидроксида натрия |
Составляем уравнение реакции и проверяем растворимость всех веществ:
NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
Кислые анионы слабых кислот являются слабыми электролитами и на ионы не разбиваются:
Na + + НСО3 — + Na + + ОН — = 2Na + + CO3 2- + H2O
Сокращаем одинаковые ионы, получаем сокращенное ионное уравнение:
НСО3 — + ОН — = CO3 2- + H2O
| Например, взаимодействие тетрагидроксоалюмината натрия и соляной кислоты |
Составляем уравнение реакции и проверяем растворимость всех веществ:
Na[Al(OH)4] + 4HCl = NaCl + AlCl3 + H2O
Комплексные ионы являются слабыми электролитами и на ионы не разбиваются:
Na + + [Al(OH)4] — + 4H + + 4Cl — = Na + + Cl — + Al 3+ + 3Cl — + H2O
Сокращаем одинаковые ионы, получаем сокращенное ионное уравнение:
[Al(OH)4] — + 4H + = Na + + Al 3+ + H2O
Добавить комментарий Отменить ответ
Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.
Источник
Ионно-молекулярные (ионные) реакции обмена
При решении задач этого раздела см. табл. 9,12 приложения.
Ионно-молекулярные, или просто ионные, уравнения реакций обмена отражают состояние электролита в растворе. В этих уравнениях сильные растворимые электролиты, поскольку они полностью диссоциированы, записывают в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые и газообразные вещества записывают в молекулярной форме.
В ионно-молекулярном уравнении одинаковые ионы из обеих его частей исключаются. При составлении ионно-молекулярных уравнений следует помнить, что сумма электрических зарядов в левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов в правой части уравнения,
Пример 1.Написать ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия между водными растворами следующих веществ: a) HCl и NaOH; б) Pb(NO3)2 и Na2S; в) NaClO и HNO3; г) К2СО3 и H2SO4; д) СН3СООН и NaOН.
Решение. Запишем уравнения взаимодействия указанных веществ в молекулярном виде:
а) HCl + NaOH = NaCl + H2O
в) NaClO + HNO3 = NaNO3 + HClO
Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате происходит связывание ионов с образованием слабых электролитов (Н2О, HClO), осадка (РbS), газа (СО2).
Пример 2. Составьте молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения:
г) ZnOH + + H + = Zn 2+ + H2O
В левой части данных ионно-молекулярных уравнений указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов, следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из, соответствующих растворимых сильных электролитов. Например:
Контрольные вопросы
181.Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) NaHCO3 и NaOH; б) K2SiO3 и HCl; в) ВаС12 и Na2SO4.
182.Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) K2S и HCl; б) FeSO4 и (NH4)2S; в) Сr(ОН)3 и КОН.
183.Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
184.Какое из веществ: Al(OH)3; H2SO4; Ba(OH)2 – будет взаимодействовать с гидроксидом калия? Выразите эти реакции молекулярными и ионно-молекулярными уравнениями.
185.Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакции взаимодействия в растворах между: а) КНСО3 и H2SO4; б) Zn(OH)2 и NaOH; в) CaCl2 и AgNO3.
186.Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между a) CuSO4 и H2S; б) ВаСО3 и HNO3; в) FeCl3 и КОН.
187.Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
188. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между a) Sn(OH)2 и HCl; б) BeSO4 и КОН; в) NH4Cl и Ва(ОН)2.
189.Какое из веществ: КНСО3, СН3СООН, NiSO4, Na2S – взаимодействует с раствором серной кислоты? Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.
190.Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) AgNO3 и К2СrО4; б) Pb(NO3)2 и KI; в) CdSO4 и Na2S.
191.Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
192. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Ве(ОН)2 и NaOH; б) Сu(ОН)2 и HNO3; в) ZnOHNO3 и HNO3.
193.Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) Na3PO4 и CaCl2; б) К2СОз и ВаСl2; в) Zn(OH)2 и КОН.
194.Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
195.Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) CdS и HCl; б) Сr(ОН)3 и NaOH; в) Ва(ОН)2 и СоСl2.
196.Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молёкулярными уравнениями:
a) Zn 2+ + H2S = ZnS + 2H +
197.Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) H2SO4 и Ва(ОН)2; б) FеСl3 и NН4ОН; в) CH3COONa и HCl.
198.Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) FеСl3 и КОН; б) NiSO4 и (NH4)2S; в) MgCO3 и HNO3.
199.Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
200. Какое из, веществ: NaCl, NiSO4, Be(OH)2, KHCO3 – взаимодействует с раствором гидроксида натрия. Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.
Гидролиз солей
Химическое обменное взаимодействие ионов растворенной соли с водой, приводящее к образованию слабодиссоциирующих продуктов (молекул слабых кислот или оснований, анионов кислых или катионов основных солей) и сопровождающееся изменением рН среды, называется гидролизом.
Пример 1. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей: a) KCN, б) Na2СО3, в) ZnSO4. Определите реакцию среды растворов этих солей.
CN – + H2O 
HCN + OH –
или в молекулярной форме
KCN + Н2О HCN + КОН
CO 2– 3 + Н2О НCO – 3 +ОН –
или в молекулярной форме
Na2CO3 + H2O NaHCO3 + NaOH
Zn 2+ + Н2О ZnOH + + Н +
или в молекулярной форме:
2ZnSO4 + 2Н2О (ZnOH)2SO4 + H2SO4
В растворе появляется избыток ионов водорода, поэтому раствор ZnSO4 имеет кислую реакцию (pH 3+ + Н2О АlOН 2+ + Н +
CO 2– 3 + H2O HCO3 + + OH –
Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идет взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н + и ОН – образуют молекулу слабого электролита Н2О. При этом гидролитическое равновесие сдвигается вправо и гидролиз каждой из взятых солей идет до конца с образованием А1(ОН)3 и СО2(Н2СО3). Ионно-молекулярное уравнение:
Контрольные вопросы
201. Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения совместного гидролиза, происходящего при смешивании растворов K2S и СrСl3. Каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты.
202. К раствору FeCl3 добавили следующие вещества: a) HCl; б) КОН; в) ZnCl2; г) Na2СОз. В каких случаях гидролиз хлорида железа (III) усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.
203. Какие из солей Al2(SO4)3, K2S, Pb(NO3)2, КСl подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (> 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7
Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам.
Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право.
Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот.
ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
Источник
Ионные уравнения
Ионные уравнения — неотъемлемая часть сложной и интересной химической науки. Такие уравнения позволяют наглядно увидеть, какие ионы вступают в химические превращения. В виде ионов записывают вещества, которые подвергаются электролитической диссоциации. Разберем историю вопроса, алгоритм составления ионных уравнений и примеры задач.
ИСТОРИЯ ВОПРОСА
Еще древние алхимики, проводя нехитрые химические реакции в поисках философского камня и записывая в толстые фолианты результаты своих исследований, использовали определенные знаки для химических веществ. У каждого ученого была своя система, что неудивительно: каждый хотел защитить свои тайные знания от происков завистников и конкурентов. И лишь в VIII веке появляются единые обозначения для некоторых элементов.
В 1615 году Жан Бегун в своей книге «Начала химии», что по праву считается одним из первых учебников в этом разделе естествознания, предложил использовать условные обозначения для записи химических уравнений. И лишь в 1814 году шведский химик Йонс Якоб Берцелиус создал систему химических символов на основе одной или двух первых букв латинского названия элемента, подобную той, с которой ученики знакомятся на уроках.
В восьмом классе (параграф 12, учебник «Химия. 8 класс» под редакцией В.В. Еремина) ребята научились составлять молекулярные уравнения реакций, где и реагенты, и продукты реакций представлены в виде молекул.
Однако это упрощенный взгляд на химические превращения. И об этом задумывались ученые уже в XVIII веке.
Аррениус в результате своих экспериментов выяснил, что растворы некоторых веществ проводят электрический ток. И доказал, что вещества, обладающие электропроводностью, в растворах находятся в виде ионов: положительно заряженных катионов и отрицательно заряженных анионов. И именно эти заряженные частицы вступают в реакции.
ЧТО ТАКОЕ ИОННЫЕ УРАВНЕНИЯ
Ионные уравнения реакций — это химические равенства, в которых вещества, вступающие в реакцию, и продукты реакций обозначены в виде диссоциированных ионов. Уравнения данного типа подходят для записи химических реакций замещения и обмена в растворах.
Ионные уравнения — неотъемлемая часть сложной и интересной химической науки. Такие уравнения позволяют наглядно увидеть, какие ионы вступают в химические превращения. В виде ионов записывают вещества, которые подвергаются электролитической диссоциации (тема подробно разбирается в параграфе 10, учебник «Химия. 9 класс» под редакцией В.В. Еремина). В виде молекул записывают газы, вещества, выпадающие в осадок, и слабые электролиты, которые практически не диссоциируют. Газы обозначаются стрелкой вверх (↑), субстанции, выпадающие в осадок, стрелкой вниз (↓).
ОСОБЕННОСТИ ИОННЫХ УРАВНЕНИЙ
1. Реакции ионного обмена, в отличие от окислительно-восстановительных реакций, протекают без нарушения валентности веществ, вступающих в химические превращения.
— окислительно-восстановительная реакция
— реакция ионного обмена
2. Реакции между ионами протекают при условии образования в ходе реакции плохорастворимого осадка, выделения летучего газа или образования слабых электролитов.
Удивительно, что реакции обмена могут проходить даже с нерастворимыми солями слабых кислот. В этом случае сильная кислота вытесняет слабую из ее солей. В качестве примера можно привести сокращенное ионное уравнение разведения карбоната кальция в сильных кислотах.
АЛГОРИТМ СОСТАВЛЕНИЯ ИОННОГО УРАВНЕНИЯ
Записываем молекулярное уравнение химического процесса.
Балансируем молекулярное уравнение с помощью коэффициентов.
Чтобы правильно сбалансировать равенство, нужно вспомнить закон сохранения массы веществ (параграф 12, «Химия. 8 класс» под редакцией В.В. Еремина), согласно которому в ходе химических превращений новые атомы не появляются, а старые не разрушаются. Т.е. число атомов в продуктах реакции равно числу атомов в исходных веществах. Помним, что водород и кислород уравниваем в последнюю очередь.
Определяем, какие вещества в химической реакции диссоциируют, т.е. распадаются на ионы.
Записываем в виде ионов:
Записываем в виде молекул:
Если есть сомнения в растворимости реагента или продукта реакции, можно проверить по специальной таблице, которая является справочным материалом, ей можно пользоваться на различных экзаменах.
В таблице, помимо растворимости соединений, представлены также заряды катионов и анионов, участвующих в реакциях.
Определяем многоатомные ионы.
Это необходимо сделать, т.к. данные соединения не разлагаются на отдельные атомы и имеют свой заряд. Чаще всего в химических превращениях участвуют следующие многоатомные ионы: 
Записываем равенство таким образом, чтобы все диссоциирующие субстанции были представлены в виде катионов и анионов.
Проверяем, чтобы уравнение было сбалансировано, т.е. количество различных атомов в частях с реагентами и продуктами реакции совпадало.
На данном этапе мы получили полное ионное уравнение.
Вычеркиваем идентичные ионы в обеих частях равенства, т.е. катионы и анионы с одинаковыми нижними индексами и зарядами, и переписываем равенство без данных ионов.
Проверяем, чтобы количество атомов элементов совпадало в правой и левой частях уравнения. Таким образом получаем краткое ионное уравнение.
ПРИМЕРЫ
Задача 1
Выясните, произойдет ли химическое взаимодействие между растворами гидроксида калия и хлорида аммония. (Записать для реакции молекулярное, полное ионное и сокращенное ионное уравнение.)
Записываем молекулярное уравнение, проверяем коэффициенты.
Помним, что гидроксид аммония — нестабильное соединение и разлагается на аммиак и воду.
Записываем окончательное уравнение:
NB! Благодаря летучести и резкому раздражающему запаху 3%-й раствор NH3 называется «нашатырный спирт» и используется в медицине.
Подсматривая в таблицу растворимости, помечаем полное ионное уравнение, не забывая о зарядах ионов.
Вычеркивая идентичные катионы и анионы в обеих частях реакции, составляем краткое ионное уравнение.
Делаем вывод: химическая реакция между гидроксидом калия и хлоридом аммония протекает с образованием воды и выделением аммиака — летучего газа с резким запахом.
Задача 2
А сейчас выполним задание из учебника «Химия. 9 класс» под редакцией В.В. Еремина.
Налейте в пробирку 1 мл раствора карбоната натрия и аккуратно прилейте к нему пару капелек соляной кислоты.
Составьте уравнение реакции, напишите полное и сокращенное ионные уравнения.
Записываем реакцию в молекулярном виде, расставляем коэффициенты, если это необходимо.
Подсматривая в таблицу растворимости, записываем полное ионное уравнение, не забывая отмечать заряды ионов.
Вычеркивая одинаковые катионы и анионы в правой и левой частях равенства, составляем краткое ионное уравнение.
Вопрос «Что происходит?» остался без ответа. К сожалению, в домашних условиях этот опыт осуществить трудновато, так как стиральной содой уже давно никто не пользуется, да и соляную кислоту в аптеке уже не продают. Но примерно такой же визуальный эффект можно наблюдать, если смешать раствор пищевой соды с раствором уксусной кислоты.
Источник
