Реакції обміну між електролітами. Іонні рівняння

Оскільки електроліти в розчинах розпадаються на іони, то і реакції електролітів повинні відбуватися між іонами.
Взаємодія іонів у розчині називається іонної реакцією.
• Запишіть формулювання в зошит.
За участю іонів можуть протікати як обмінні, так і окислювально-відновні реакції. Розглянемо обмінні реакції електролітів у розчині, наприклад взаємодія між двома солями:
NaCl + AgNO3 = AgCl ↓ + NaNO3
Хлорид натрію і нітрат срібла як сильні електроліти дисоціюють на іони:
NaCl ⇄ Na + + Cl-
AgNO3 ⇄ Ag + + NO3-
тому ліву частину рівності можна записати в такому вигляді: Na + + Cl- + Ag + + NO3- =
Розглянемо отримані в результаті реакції речовини: AgCl речовина нерозчинний, тому воно не буде диссоциировать на іони, a NaNO3 – сіль розчинна, прекрасно дисоціює на іони за схемою
NaNO3 ⇄ Na + + NO3-

NaNO3 – сильний електроліт, тому права частина рівності пишеться так:
… = Na + + NO3- + AgCl Рівняння в цілому буде мати наступний вигляд:
Na + + Cl- + Ag + + NO3- = Na + + NO3- + AgCl
Таке рівняння називається повним іонним рівнянням. Скорочуючи в цьому рівнянні подібні члени, отримуємо скорочене іонне рівняння
Ag + + Cl- = AgCl
Отже, послідовність складання іонного рівняння.
1. Написати в іонному вигляді формули вихідних продуктів (тих, які дисоціюють).
2. Написати в іонному вигляді формули отриманих продуктів (тих, які дисоціюють).
3. Перевірити, чи збігається за абсолютною величиною загальне число позитивних і негативних зарядів іонів в лівій частині рівності, а потім у правій.
4. Перевірити, чи співпадає число однойменних іонів в лівій і правій частині рівності (враховуючи атоми, що входять до складу недіссоціірующего речовини).
На цьому складання повного іонного рівняння закінчується.
• Запишіть послідовність складання іонного рівняння в зошит.
5. Для складання скороченого іонного рівняння випливає знайти в лівій і правій частинах рівняння подібні члени з однаковими знаками і виключити їх з рівняння, а потім записати отримане скорочене іонне рівняння.
Наведене скорочене іонне рівняння виражає сутність не тільки цієї реакції. Напишемо кілька рівнянь реакцій, наприклад:
1) НСl + AgNO3 = AgCl ↓ + HNO3
Н + + Cl- + Ag + + NO3- = H + + NO3- + AgCl ↓

Ag + + Cl- = AgCl

2) BaCl2 + 2AgNO3 = Ba (NO3) 2 + 2AgCl ↓
Ba2 + + 2Cl- + 2Ag + + 2NO3- = Ba2 + + 2NO3- + 2AgCl ↓
Ag + + Cl- = AgCl
3) AlCl3 + 3AgNO3 = Al (NO3) 3 + 3AgCl ↓
Al3 + + 3Cl- + 3Ag + + 3NO3- = Al3 + + 3NO3- + 3AgCl
Ag + + Cl- = AgCl
В усіх наведених прикладах скорочене іонне рівняння виходить одне і те ж. Ця обставина відіграє дуже важливу роль в аналітичній хімії для якісного аналізу.
Можуть бути випадки, коли в результаті реакції утворюється вода (малодиссоциирующие речовина)
Са (ОН) 2 + 2НСl = СаСl2 + 2Н2O
Са2 + + 2OН- + 2Н + + 2Сl- = Са2 + + 2Сl- + 2Н2O
H + + OH- = H2O
або виділяється газ
Na2CO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + Н2О + CO2 ↑

2Na + + CO23- + 2H + + 2NO3- = 2Na + + 2NO3- + H2O + CO2 ↓

2H + + CO23- = H2O + CO2 ↑
Як відомо, існують умови протікання до кінця реакцій обміну: 1) якщо утворюється осад, 2) якщо виділяється газ і 3) якщо утвориться вода. Всі ці умови з позиції теорії електролітичноїдисоціації можна сформулювати так: реакції обміну протікають до кінця, якщо в результаті реакції утворюються недіссоціірующіе або малодіссоціцрующіе речовини.
У тих випадках, коли обидва отриманих речовини добре дисоціюють, реакція оборотна, наприклад:
2КСl + Na2SO4 ⇄ 2NaCl + K2SO4

2К + + 2Сl- + 2Na + + SO24- ⇄ 2Na + + 2Cl- + 2K + + SO24-
Скороченого іонного рівняння тут, зрозуміло написати не можна

■ 83. Які реакції називаються іонними? (Див. Відповідь)
84. Як складаються повне іонне та скорочене іонне рівняння?
85. Складіть молекулярні, повні іонні та скорочені іон-ні рівняння наступних реакцій:
а) хлорид хрому (III) + нітрат срібла;

б) хлорид заліза (III) + їдкий натр;
в) сульфід натрію + соляна кислота
г) гідроокис кальцію + азотна кислота;
д) хлорид натрію 4- нітрат свинцю;
е) нітрат барію + сульфат натрію;
ж) сульфат алюмінію + їдке калі;
з) хлорид барію + сульфат марганцю;
і) фосфат натрію + хлорид кальцію.
86. Складіть іонні рівняння реакції вкажіть, які з них будуть оборотні і чому:
а) їдкий натр + хлорид калію;
б) сульфат заліза (III) 4- хлорид барію;
в) хлорид магнію + нітрат натрію;
г) нітрат заліза (III) + їдке калі;
д) хлорид цинку + їдкий натр;
е) сульфат натрію + хлорид міді (II)
87. Вкажіть, чи можуть знаходитися в розчині одночасно іони:
а) Ва2 + і SO24-;
б) Са2 + і Mg2 +;
в) Сu2 + і ОН-;
г) Fe3 + і SO24-;
д) S2- і Na +;
е) PO34- і Mg2 +.
88. Напишіть кілька рівнянь реакцій нейтралізації і виведіть для них спільне скорочене іонне рівняння.
89. За допомогою яких речовин можна здійснити наступні реакції:
а) Са2 + + СО23- → СаСО3
б) Fe2 + + 2OН- → Fe (OH) 2
в) ЗСu2 + + 2PO34- → Cu3 (PO4) 2 (Див. Відповідь)

Велике значення мають реакції іонного обміну, що протікають між електролітом і складним, нерозчинним органічною речовиною, до складу якого входить іон, здатний обмінюватися на інший, що міститься в розчині електроліту. Пропускаючи розчин електроліту через таку речовину, зване іоннообменніком або іонітом, можна звільнитися від небажаних іонів, що містяться в розчині. На цьому засновані деякі способи очищення води, усунення її жорсткості. Для цієї мети застосовуються як природні, так і приготовані штучним шляхом іоннообменнікі. Природні іоннообменнікі відіграють важливу роль у грунтових процесах.
Знання поведінки електролітів у розчинах, а також електронні уявлення про будову атомів і молекул дозволяють по-новому розглядати властивості підстав кислот і солей.

Посилання на основну публікацію