Іонні рівняння реакцій
Химия

Іонні рівняння реакцій


Тема: Іонні рівняння реакцій

clip_image002План лекції:

  1. Розв’язання іонних рівнянь.

У розчинах електролітів реакції відбуваються між гідратованими іонами, тому їх називають іонними реакціями. У напрямі їх важливе значення мають природа та міцність хімічного зв’язку у продуктах реакції. Зазвичай обмін у розчинах електролітів призводить до утворення сполуки з міцнішим хімічним зв’язком. Так, при взаємодії розчинів солей хлориду барію ВаСl2 та сульфату калію K2SO4 в суміші виявляться чотири види гідратованих іонів2+(Н2О)n, Сl(H2O)m, K+(H2O)p, SO2-4(H2O)q, між якими відбудеться реакція за рівнянням:

BaCl2+K2SO4=BaSO4+2КСl

Сульфат барію випаде у вигляді осаду, в кристалах якого хімічний зв’язок між іонами 2+ та SO2-4 більш міцна, ніж зв’язок з молекулами води, що їх гідратують. А зв’язок іонів К+ і Сlлише трохи перевищує суму енергій їх гідратації, тому зіткнення цих іонів не призведе до утворення осаду.

Отже, можна зробити такий висновок. Реакції обміну відбуваються при взаємодії таких іонів, енергія зв’язку між якими у продукті реакції набагато більша, ніж сума енергій їх гідратації.

Реакції іонного обміну описуються іонними рівняннями. Важкорозчинні, леткі та малодисоційовані з’єднання пишуть у молекулярній формі. Якщо при взаємодії розчинів електролітів не утворюється жодного із зазначених видів з’єднання, це означає, що практично реакції не протікають.

Утворення важкорозчинних з’єднань

Наприклад, взаємодія між карбонатом натрію та хлоридом барію у вигляді молекулярного рівняння запишеться так:

Na2CO3+ ВаСl2 = BaCO3+2NaCl або у вигляді:

2Na++СO2-3+Ва2+ +2Сl= BaCO3+ 2Na++2Сl

Прореагували тільки іони2+ та СО-2, стан інших іонів не змінилося, тому коротке іонне рівняння набуде вигляду:

CO 2-3+Ba 2+ =BaCO3clip_image004

Утворення летких речовин

Молекулярне рівняння взаємодії карбонату кальцію та соляної кислоти запишеться так:

СаСО3+2НСl=СаСl22Про+CO2

Один із продуктів реакції — діоксид вуглецю СО2 — Виділився зі сфери реакції у вигляді газу. Розгорнуте іонне рівняння має вигляд:

СаСО3+2Н++2Сl = Са 2+ +2Сl 2O+CO2

Результат реакції описується наступним коротким іонним рівнянням:

СаСО3+2Н+=Са 2+2Про+CO2

Утворення малодісокованого з’єднання

Прикладом такої реакції є будь-яка реакція нейтралізації, внаслідок чого утворюється вода — малодисоційована сполука:

NaOH+НСl=NaCl+Н2Про

Na++ОН-+Н++Cl = Na++Сl 2Про

ВІН-+Н+= Н2O

З короткого іонного рівняння випливає, що процес виразився у взаємодії іонів Н+ та ОН-.

Усі три види реакцій ідуть незворотно, до кінця.

Якщо злити розчини, наприклад, хлориду натрію і нітрату кальцію, то, як показує іонне рівняння, жодної реакції не відбудеться, оскільки не утворюється ні осаду, ні газу, ні малодисоціюючої сполуки:

Na++Сl+До++NO3 + clip_image006Na+ + NO3+До+ + Сl

Приклад 1. Складіть молекулярне та іонне рівняння реакції взаємодії нітрату срібла з хлоридом калію.

Рішення:

Складемо молекулярне рівняння реакції:

AgNO3+KCl = AgCl clip_image004[1] + KNO3

По таблиці розчинності встановлюємо, що AgNO3, КСl, KNO3 — Розчинні сполуки, AgCl — нерозчинна речовина.

Складаємо іонне рівняння реакції з урахуванням розчинності сполук:

Ag+ + NO3 + K+ + Сl = AgCl clip_image004[2]+ До+ + NO3

Виключаємо з правої та лівої частин рівняння однакові іони та отримаємо коротке іонне рівняння:

Ag+ + Cl= AgClclip_image004[3]

Коротке іонне рівняння розкриває сутність хімічного перетворення, що відбувається. Видно, що фактично взяли участь у реакції лише іони Ag+ та Сl. Інші іони залишилися без зміни.

Приклад 2. Складіть молекулярне та іонне рівняння реакції між: а) хлоридом заліза (III) та гідроксидом калію; б) сульфатом калію та йодидом цинку.

Рішення:

а) Складаємо молекулярне рівняння реакції між FeCl3 та КОН:

FeCl3+3KOH = Fe (OH)3 clip_image004[4]+ 3KCl

По таблиці розчинності встановлюємо, що отриманих сполук нерозчинний тільки гідроксид заліза Fe(OH)3. Складаємо іонне рівняння реакції:

Fe 3+ +3Cl +3K+ +3OH=Fe (OH)3clip_image004[5]+ 3K++3Сl

У іонному рівнянні показано, що коефіцієнти 3, що стоять у молекулярному рівнянні, однаково відносяться до іонів. Це загальне правило складання іонних рівнянь. Зобразимо рівняння реакції в короткій іонній формі:

Fe 3+ +3OH = Fe(OH)3clip_image004[6]

Це рівняння показує, що у реакції брали участь лише іони Fe3+ і ОН-.

б) Складемо молекулярне рівняння для другої реакції:

K2SO4+ZnI2 = 2KI+ZnSO4

З таблиці розчинності випливає, що вихідні та отримані сполуки розчиняються, тому реакція оборотна, не доходить до кінця. Справді, тут не утворюється ні осаду, ні газоподібної сполуки, ні малодисоційованої сполуки. Складемо повне іонне рівняння реакції:

++SO2-4+Zn2+ +2I— + + + 2I +Zn 2+ +SO2-4

Приклад 3. За іонним рівнянням: Cu2+ +S2- -= CuS скласти молекулярне рівняння реакції.

Рішення:

Іонне рівняння показує, що в лівій частині рівняння мають бути молекули сполук, що мають у своєму складі іони Cu 2+ та S2-. Ці речовини мають бути розчинні у воді.

За таблицею розчинності виберемо дві розчинні сполуки, до складу яких входять катіон Cu2+ та аніон S2-. Складемо молекулярне рівняння реакції між даними сполуками:

clip_image007CuSO4+Na2S CuS+Na2SO4

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *