Kako slikati na jonima. Jednačine jonske reakcije

Uputstvo

Razmotrimo primjer formiranja teško rastvorljivog jedinjenja.

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

Ili jonska verzija:

2Na+ +SO42- +Ba2++ 2Cl- = BaSO4 + 2Na+ + 2Cl-

Prilikom rješavanja ionskih jednačina potrebno je pridržavati se sljedećih pravila:

Identični joni iz oba dijela su isključeni;

Treba imati na umu da je iznos električnih naboja na lijevoj strani jednačine mora biti jednak zbiru električnih naboja na desnoj strani jednačine.

Pisati jonske jednačine interakcije između vodenih rastvora sledećih supstanci: a) HCl i NaOH; b) AgNO3 i NaCl; c) K2CO3 i H2SO4; d) CH3COOH i NaOH.

Odluka. Zapišite jednačine interakcije ovih supstanci u molekularnom obliku:

a) HCl + NaOH = NaCl + H2O

b) AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3

c) K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + CO2 + H2O

d) CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

Imajte na umu da je interakcija ovih supstanci moguća, jer kao rezultat, ioni su vezani za formiranje ili slabe (H2O), ili slabo rastvorljive supstance (AgCl), ili gas (CO2).

Isključujući iste jone iz lijevog i desnog dijela jednačine (u slučaju opcije a) - joni i, u slučaju b) - natrijeve ione i -ione, u slučaju c) - kalijeve ione i sulfatne ione), d) - joni natrijuma, dobiti rješenje ovih ionskih jednačina:

a) H+ + OH- = H2O

b) Ag+ + Cl- = AgCl

c) CO32- + 2H+ = CO2 + H2O

d) CH3COOH + OH- = CH3COO- + H2O

Vrlo često u nezavisnim i kontrolni rad postoje zadaci koji uključuju rješavanje jednadžbi reakcija. Međutim, bez nekog znanja, vještina i sposobnosti, čak i najjednostavnija hemikalija jednačine nemojte pisati.

Uputstvo

Prije svega, potrebno je proučiti osnovne organske i neorganske spojeve. U ekstremnim slučajevima, pred sobom možete imati odgovarajuću varalicu koja vam može pomoći tokom zadatka. Nakon treninga, oni će i dalje biti pohranjeni u memoriji neophodno znanje i vještine.

Osnova je materijal za pokrivanje, kao i metode za dobijanje svakog spoja. Obično su predstavljeni u obliku opšte šeme, na primjer: 1. + baza = sol + voda
2. kiselinski oksid + baza = so + voda
3. bazični oksid + kiselina = so + voda
4. metal + (dil) kiselina \u003d sol + vodonik
5. rastvorljiva so + rastvorljiva so = nerastvorljiva so + rastvorljiva so
6. rastvorljiva so + = nerastvorljiva baza + rastvorljiva so
Imajući pred očima tablicu rastvorljivosti soli, i, kao i varalice, možete ih koristiti za rješavanje jednačine reakcije. Važno je samo imati kompletna lista takve šeme, kao i informacije o formulama i nazivima različitih klasa organskih i neorganskih jedinjenja.

Nakon što sama jednačina uspije, potrebno je provjeriti ispravnost pisanja hemijskih formula. Kiseline, soli i baze se lako provjeravaju prema tablici rastvorljivosti, koja pokazuje naboje kiselih ostataka i metalnih jona. Važno je zapamtiti da svaki mora biti općenito električno neutralan, to jest, broj pozitivnih naboja mora odgovarati broju negativnih. Obavezno uzmite u obzir indekse koji se množe s odgovarajućim naknadama.

Ako je ova faza prošla i postoji povjerenje u ispravan pravopis jednačine hemijski reakcije, tada možete bezbedno složiti koeficijente. hemijska jednačina je notacija reakcije preko hemijski simboli, indeksi i koeficijenti. U ovoj fazi zadatka, neophodno je pridržavati se pravila: Koeficijent se stavlja ispred hemijske formule i odnosi se na sve elemente koji čine supstancu.
Indeks se postavlja iza hemijski element malo ispod, a odnosi se samo na hemijski element s njegove lijeve strane.
Ako je grupa (na primjer, kiselinski ostatak ili hidroksilna grupa) u zagradama, tada morate naučiti da se dva susjedna indeksa (prije i poslije zagrade) množe.
Prilikom brojanja atoma hemijskog elementa, koeficijent se množi (ne zbraja!) sa indeksom.

Zatim se izračunava količina svakog kemijskog elementa tako da se ukupan broj elemenata koji čine početne tvari poklapa s brojem atoma koji čine spojeve formirane od proizvoda reakcije. Analizirajući i primjenjujući gore navedena pravila, može se naučiti rješavati jednačine reakcije koje su dio lanaca supstanci.

>> Hemija: jonske jednadžbe

Jonske jednadžbe

Kao što već znate iz prethodnih časova hemije, večina hemijske reakcije javlja u rastvorima. A budući da sve otopine elektrolita uključuju ione, možemo reći da se reakcije u otopinama elektrolita svode na reakcije između jona.

Ove reakcije koje se javljaju između jona nazivaju se ionske reakcije. A jonske jednačine su upravo jednačine ovih reakcija.

U pravilu se jednadžbe ionskih reakcija dobivaju iz molekularnih jednačina, ali to se događa prema sljedećim pravilima:

Prvo, formule slabih elektrolita, kao i netopivih i slabo topljivih tvari, plinova, oksida itd. u obliku jona se ne bilježi, izuzetak od ovog pravila je ion HSO-4, i to u razrijeđenom obliku.

Drugo, u obliku jona, u pravilu su predstavljene formule jakih kiselina, alkalija, a također i soli topljivih u vodi. Također treba napomenuti da je takva formula kao što je Ca (OH) 2 predstavljena u obliku jona, u slučaju da se koristi krečna voda. Ako se koristi krečno mlijeko koje sadrži nerastvorljive čestice Ca (OH) 2, onda se formula u obliku jona također ne bilježi.

Prilikom sastavljanja ionskih jednadžbi, u pravilu se koriste pune ionske i skraćene, odnosno kratke jednačine ionske reakcije. Ako uzmemo u obzir ionsku jednačinu, koja ima redukovanu formu, onda u njoj ne opažamo ione, odnosno oni su odsutni iz oba dijela kompletne ionske jednadžbe.

Pogledajmo primjere kako se pišu molekularne, pune i reducirane ionske jednadžbe:

Stoga treba imati na umu da se formule tvari koje se ne raspadaju, kao i nerastvorljive i plinovite tvari, prilikom sastavljanja ionskih jednadžbi, obično pišu u molekularnom obliku.

Također, treba imati na umu da u slučaju da se tvar istaloži, tada je pored takve formule prikazana strelica koja pokazuje prema dolje (↓). Pa, u slučaju kada se gasovita tvar oslobađa tijekom reakcije, tada bi pored formule trebala biti takva ikona kao strelica prema gore ().

Pogledajmo pobliže primjer. Ako imamo rastvor natrijum sulfata Na2SO4, pa mu dodamo rastvor barijum hlorida BaCl2 (slika 132), videćemo da smo formirali bijeli talog barijum sulfat BaSO4.

Pažljivo pogledajte sliku koja prikazuje interakciju natrijevog sulfata i barij klorida:

Sada napišimo molekularnu jednačinu za reakciju:

Pa, sada prepišimo ovu jednačinu, gdje će jaki elektroliti biti prikazani kao joni, a reakcije koje napuštaju sferu će biti predstavljene kao molekule:

Pred nama je kompletna ionska jednadžba reakcije.

Pokušajmo sada ukloniti identične ione iz jednog i drugog dijela jednačine, odnosno one ione koji ne učestvuju u reakciji 2Na + i 2Cl, tada ćemo dobiti skraćenu jednačinu ionske reakcije koja će izgledati ovako:

Iz ove jednadžbe vidimo da se cijela suština ove reakcije svodi na interakciju barijevih jona Ba2+ i sulfatnih jona

i da kao rezultat nastaje precipitat BaSO4, čak i bez obzira u kojim elektrolitima su ti ioni bili prije reakcije.

Kako riješiti jonske jednačine

I na kraju, hajde da sumiramo našu lekciju i odredimo kako riješiti ionske jednadžbe. Već znamo da su sve reakcije koje se javljaju u otopinama elektrolita između jona ionske reakcije. Ove reakcije se obično rješavaju ili opisuju korištenjem ionskih jednačina.

Također, treba imati na umu da sva ona jedinjenja koja su hlapljiva, teško rastvorljiva ili blago disocirana nalaze rješenje u molekularnom obliku. Također, ne treba zaboraviti da u slučaju kada nijedna od gore navedenih vrsta spojeva ne nastaje tijekom interakcije otopina elektrolita, to znači da se reakcije praktički ne odvijaju.

Pravila za rješavanje jonskih jednačina

Za jasan primjer, uzmimo formaciju teško rastvorljivog jedinjenja kao što je:

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

U ionskom obliku, ovaj izraz će izgledati ovako:

2Na+ + SO42- + Ba2+ + 2Cl- = BaSO4 + 2Na+ + 2Cl-

Pošto uočavamo da su u reakciju ušli samo joni barijuma i sulfat ioni, dok ostali joni nisu reagovali i njihovo stanje je ostalo isto. Iz ovoga slijedi da ovu jednačinu možemo pojednostaviti i napisati je u skraćenom obliku:

Ba2+ + SO42- = BaSO4

Sada se prisjetimo šta treba da radimo kada rješavamo ionske jednačine:

Prvo, identični joni moraju biti isključeni sa obe strane jednačine;

Drugo, ne treba zaboraviti da zbir električnih naboja jednačine mora biti isti, kako na njenoj desnoj strani tako i na njenoj lijevoj.

1. Zapišite formule supstanci koje su reagovale, stavite znak "jednako" i zapišite formule nastalih supstanci. Postavite koeficijente.

2. Koristeći tablicu rastvorljivosti, zapišite u jonskom obliku formule supstanci (soli, kiseline, baze) označene u tabeli rastvorljivosti slovom „P“ (jako rastvorljiv u vodi), izuzetak je kalcijum hidroksid, koji iako označeno slovom "M", međutim, u vodenom rastvoru, dobro se disocira na jone.

3. Mora se imati na umu da se metali, oksidi metala i nemetala, voda, gasovite supstance, jedinjenja nerastvorljiva u vodi, naznačeni u tabeli rastvorljivosti slovom „H“, ne razlažu na jone. Formule ovih supstanci su napisane u molekularnom obliku. Dobijte punu ionsku jednačinu.

4. Smanjite identične jone prije i poslije znaka jednakosti u jednačini. Dobijte redukovanu ionsku jednačinu.

5. Zapamtite!

R - rastvorena;

M - slabo rastvorljiva supstanca;

TP - tabela rastvorljivosti.

Algoritam za sastavljanje reakcija ionske izmjene (RIO)

u molekularnom, punom i kratkom ionskom obliku

Primjeri sastavljanja reakcija ionske izmjene

1. Ako se kao rezultat reakcije oslobodi nisko-disocijacijska (md) supstanca - voda.

U ovom slučaju, puna ionska jednačina je ista kao i redukovana ionska jednačina.

2. Ako se kao rezultat reakcije oslobodi supstanca nerastvorljiva u vodi.

U ovom slučaju, puna jednačina ionske reakcije poklapa se sa redukovanom. Ova reakcija se odvija do kraja, o čemu svjedoče dvije činjenice odjednom: stvaranje tvari netopive u vodi i oslobađanje vode.

3. Ako se kao rezultat reakcije oslobodi plinovita tvar.

IZVRŠITE ZADATKE NA TEMU "REAKCIJE JONSKE IZMJENE"

Zadatak broj 1.
Odredite može li se izvršiti interakcija između otopina sljedećih supstanci, zapisati reakcije u molekularnom, punom, kratkom ionskom obliku:
kalijum hidroksid i amonijum hlorid.

Odluka

Kompajliranje hemijske formule supstance svojim nazivima, koristeći valencije i napišite RIO u molekularnom obliku (provjeravamo rastvorljivost supstanci prema TR):

KOH + NH4 Cl = KCl + NH4 OH

budući da je NH4 OH nestabilna tvar i razlaže se na vodu i plin NH3, RIO jednadžba će poprimiti konačni oblik

KOH (p) + NH4 Cl (p) = KCl (p) + NH3 + H2 O

Sastavljamo punu RIO ionsku jednačinu koristeći TR (ne zaboravite da zapišete naboj jona u gornjem desnom uglu):

K+ + OH- + NH4 + + Cl- = K+ + Cl- + NH3 + H2 O

Sastavljamo kratku RIO ionsku jednačinu, brišući iste ione prije i poslije reakcije:

Oh - +NH 4 + =NH 3 + H2O

zaključujemo:
Interakcija između rastvora sledećih supstanci se može izvesti, budući da su proizvodi ovog RIO gas (NH3) i supstanca sa niskim stepenom disocijacije voda (H2O).

Zadatak broj 2

Zadana shema:

2H + + CO 3 2- = H2 O+CO2

Odaberite supstance čija se interakcija u vodenim rastvorima izražava sledećim skraćenim jednačinama. Napišite odgovarajuće molekularne i pune ionske jednačine.

Koristeći TR, odabiremo reagense - tvari topljive u vodi koje sadrže 2H ione + i CO3 2- .

Na primjer, kiselina - H 3 PO4 (p) i so -K2 CO3 (p).

Sastavljamo RIO molekularnu jednačinu:

2H 3 PO4 (p) +3 K2 CO3 (p) -> 2K3 PO4 (p) + 3H2 CO3 (p)

Budući da je ugljična kiselina nestabilna tvar, ona se razlaže u ugljični dioksid CO 2 i voda H2 O, jednačina će poprimiti konačni oblik:

2H 3 PO4 (p) +3 K2 CO3 (p) -> 2K3 PO4 (p) + 3CO2 + 3H2 O

Sastavljamo punu RIO ionsku jednačinu:

6H + +2PO4 3- + 6K+ + 3CO3 2- -> 6K+ + 2PO4 3- + 3CO2 + 3H2 O

Sastavljamo kratku RIO ionsku jednačinu:

6H + +3CO3 2- = 3CO2 + 3H2 O

2H + +CO3 2- = CO2 + H2 O

zaključujemo:

Na kraju smo dobili željenu redukovanu ionsku jednačinu, dakle, zadatak je ispravno obavljen.

Zadatak broj 3

Zapišite reakciju izmjene između natrijevog oksida i fosforne kiseline u molekularnom, punom i kratkom ionskom obliku.

1. Sastavljamo molekularnu jednačinu, pri sastavljanju formula uzimamo u obzir valencije (vidi TR)

3Na 2 O (ne) + 2H3 PO4 (p) -> 2Na3 PO4 (p) + 3H2 O (md)

gdje je ne neelektrolit, ne disocira na ione,
md - supstanca sa niskim stepenom disocije, ne razlažemo se na ione, voda je znak nepovratnosti reakcije

2. Sastavljamo kompletnu ionsku jednačinu:

3Na 2 O+6H+ + 2PO4 3- -> 6Na+ + 2PO 4 3- + 3H2 O

3. Poništavamo iste ione i dobijamo kratku ionsku jednačinu:

3Na 2 O+6H+ -> 6Na+ + 3H2 O
Smanjujemo koeficijente za tri i dobijamo:
N / A2 O+2H+ -> 2Na+ + H2 O

Ova reakcija je nepovratna, tj. ide do kraja, budući da se u proizvodima formira voda sa niskim stepenom disocije.

ZADACI ZA SAMOSTALNI RAD

Zadatak broj 1

Reakcija između natrijevog karbonata i sumporne kiseline

Napišite jednadžbu za reakciju ionske izmjene natrijevog karbonata sa sumpornom kiselinom u molekularnom, punom i kratkom ionskom obliku.

Zadatak broj 2

ZnF 2 + Ca(OH)2 ->
K2 S+H3 PO4 ->

Zadatak broj 3

Pogledajte sljedeći eksperiment

Taloženje barijum sulfata

Napišite jednadžbu za reakciju ionske izmjene barij hlorida sa magnezijum sulfatom u molekularnom, punom i kratkom ionskom obliku.

Zadatak broj 4

Dopunite jednadžbe reakcije u molekularnom, punom i kratkom ionskom obliku:

Hg(BR 3 ) 2 + Na2 S ->
K2 SO3 + HCl ->

Prilikom izvršavanja zadatka koristite tablicu rastvorljivosti tvari u vodi. Zapamtite izuzetke!

Nerijetko se školarci i studenti moraju sastavljati tzv. jednačine ionske reakcije. Ovoj temi je posebno posvećen problem 31, predložen na Jedinstvenom državnom ispitu iz hemije. U ovom članku ćemo detaljno raspravljati o algoritmu za pisanje kratkih i potpunih ionskih jednadžbi, analizirat ćemo mnoge primjere različitim nivoima teškoće.

Zašto su potrebne jonske jednačine

Da vas podsjetim da kada se mnoge supstance rastvore u vodi (i to ne samo u vodi!) dolazi do procesa disocijacije - supstance se raspadaju na jone. Na primjer, molekule HCl u vodena sredina disociraju na vodikove katjone (H +, tačnije H 3 O +) i anjone hlora (Cl -). Natrijum bromid (NaBr) je u vodenom rastvoru ne u obliku molekula, već u obliku hidratizovanih Na + i Br - jona (usput, joni su prisutni i u čvrstom natrijum bromidu).

Prilikom pisanja "običnih" (molekularnih) jednadžbi ne uzimamo u obzir da u reakciju ne ulaze molekuli, već joni. Na primjer, ovdje je jednadžba za reakciju između hlorovodonične kiseline i natrijum hidroksid:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O. (1)

Naravno, ovaj dijagram ne opisuje sasvim ispravno proces. Kao što smo već rekli, u vodenom rastvoru praktično nema molekula HCl, ali postoje H + i Cl - joni. Isto važi i za NaOH. Bilo bi bolje da napišete sledeće:

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

To je ono što je kompletna jonska jednacina. Umjesto "virtuelnih" molekula, vidimo čestice koje su stvarno prisutne u otopini (kationi i anjoni). Nećemo se zadržavati na pitanju zašto smo H 2 O napisali u molekularnom obliku. Ovo će biti objašnjeno malo kasnije. Kao što vidite, nema ništa komplikovano: molekule smo zamenili jonima, koji nastaju prilikom njihove disocijacije.

Međutim, čak ni kompletna ionska jednadžba nije savršena. Zaista, pogledajte pažljivije: i u lijevom i u desnom dijelu jednačine (2) nalaze se identične čestice - kationi Na + i Cl - anioni. Ovi joni se ne mijenjaju tokom reakcije. Zašto su onda uopšte potrebni? Uklonimo ih i nabavimo kratka jonska jednačina:

H + + OH - = H 2 O. (3)

Kao što vidite, sve se svodi na interakciju H + i OH - jona sa stvaranjem vode (reakcija neutralizacije).

Zapisane su sve potpune i kratke jonske jednačine. Ako bismo na ispitu iz hemije riješili zadatak 31, za njega bismo dobili maksimalnu ocjenu - 2 boda.

Dakle, još jednom o terminologiji:

• HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - molekularna jednačina ("uobičajena" jednačina, koja shematski odražava suštinu reakcije);
• H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - kompletna jonska jednačina (vidljive su prave čestice u rastvoru);
• H + + OH - = H 2 O - kratka jonska jednačina (uklonili smo svo "đubre" - čestice koje ne učestvuju u procesu).

Algoritam za pisanje jonskih jednačina

1. Sastavljamo molekularnu jednadžbu reakcije.
2. Sve čestice koje se u rastvoru disociraju do značajnog stepena zapisane su kao joni; tvari koje nisu sklone disocijaciji, ostavljamo "u obliku molekula".
3. Iz dva dijela jednačine uklanjamo tzv. joni posmatrači, odnosno čestice koje ne učestvuju u procesu.
4. Provjeravamo koeficijente i dobijamo konačan odgovor - kratku jonsku jednačinu.

Primjer 1. Napišite potpunu i kratku ionsku jednačinu koja opisuje interakciju vodenih otopina barij hlorida i natrijum sulfata.

Odluka. Postupit ćemo u skladu sa predloženim algoritmom. Postavimo prvo molekularnu jednačinu. Barijum hlorid i natrijum sulfat su dve soli. Pogledajmo odjeljak priručnika "Svojstva neorganskih jedinjenja". Vidimo da soli mogu međusobno komunicirati ako se tokom reakcije formira talog. hajde da proverimo:

Vježba 2. Dopuni jednadžbe za sljedeće reakcije:

1. KOH + H 2 SO 4 \u003d
2. H 3 PO 4 + Na 2 O \u003d
3. Ba(OH) 2 + CO 2 =
4. NaOH + CuBr 2 =
5. K 2 S + Hg (NO 3) 2 \u003d
6. Zn + FeCl 2 =

Vježba 3. Napišite molekularne jednačine za reakcije (u vodenom rastvoru) između: a) natrijevog karbonata i azotna kiselina, b) nikl (II) hlorid i natrijum hidroksid, c) fosforna kiselina i kalcijum hidroksid, d) srebrni nitrat i kalijum hlorid, e) fosfor (V) oksid i kalijum hidroksid.

Iskreno se nadam da niste imali problema sa izvršavanjem ova tri zadatka. Ako to nije slučaj, morate se vratiti na temu " Hemijska svojstva glavne klase neorganskih jedinjenja".

Kako pretvoriti molekularnu jednačinu u potpunu ionsku jednačinu

Najzanimljivije počinje. Moramo razumjeti koje tvari treba napisati kao jone, a koje ostaviti u "molekularnom obliku". Morate zapamtiti sljedeće.

U obliku jona napišite:

• rastvorljive soli (naglašavam da su samo soli visoko rastvorljive u vodi);
• alkalije (da vas podsetim da se baze rastvorljive u vodi nazivaju alkalije, ali ne i NH 4 OH);
• jake kiseline (H 2 SO 4 , HNO 3 , HCl, HBr, HI, HClO 4 , HClO 3 , H 2 SeO 4 , ...).

Kao što vidite, ovaj spisak je lako zapamtiti: uključuje jake kiseline i baze i sve rastvorljive soli. Inače, posebno budnim mladim hemičarima koji mogu biti ogorčeni činjenicom da jaki elektroliti (nerastvorljive soli) nisu uključeni u ovu listu, mogu reći sljedeće: NEUključivanje nerastvorljivih soli na ovu listu uopće ne odbacuje činjenica da su jaki elektroliti.

Sve ostale supstance moraju biti prisutne u ionskim jednadžbama u obliku molekula. Oni zahtjevni čitaoci koji se ne zadovoljavaju nejasnim pojmom "sve druge supstance", a koji po uzoru na heroja poznati film, zahtijevaju "najaviti puna lista Dajem sljedeće podatke.

U obliku molekula napišite:

• sve nerastvorljive soli;
• sve slabe baze (uključujući nerastvorljive hidrokside, NH 4 OH i slične supstance);
• sve slabe kiseline (H 2 CO 3 , HNO 2 , H 2 S, H 2 SiO 3 , HCN, HClO, skoro sve organske kiseline...);
• općenito, svi slabi elektroliti (uključujući vodu!!!);
• oksidi (sve vrste);
• sva gasovita jedinjenja (posebno H 2 , CO 2 , SO 2 , H 2 S, CO);
• jednostavne tvari (metali i nemetali);
• gotovo sve organska jedinjenja(izuzetak - soli organskih kiselina rastvorljive u vodi).

Fuj, mislim da nisam ništa zaboravio! Iako je, po mom mišljenju, lakše zapamtiti listu br. 1. Od suštinski važnih na listi br. 2, još jednom ću napomenuti vodu.

Primjer 2. Napravite potpunu ionsku jednačinu koja opisuje interakciju bakar (II) hidroksida i hlorovodonične kiseline.

Odluka. Počnimo, naravno, s molekularnom jednadžbom. Bakar (II) hidroksid je nerastvorljiva baza. Sve nerastvorljive baze reaguju sa jakim kiselinama i formiraju so i vodu:

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O.

A sada saznajemo koje tvari treba napisati u obliku iona, a koje - u obliku molekula. Gore navedene liste će nam pomoći. Bakar (II) hidroksid je nerastvorljiva baza (vidi tabelu rastvorljivosti), slab elektrolit. Nerastvorljive baze napisano u molekularnom obliku. HCl je jaka kiselina, u rastvoru se skoro potpuno disocira na jone. CuCl 2 je rastvorljiva so. Pišemo u jonskom obliku. Voda - samo u obliku molekula! Dobijamo punu ionsku jednačinu:

Cu (OH) 2 + 2H + + 2Cl - \u003d Cu 2+ + 2Cl - + 2H 2 O.

Primjer 3. Napišite potpunu ionsku jednadžbu za reakciju ugljičnog dioksida s vodenim rastvorom NaOH.

Odluka. Ugljični dioksid je tipičan kiseli oksid, NaOH je alkalija. Kada kiseli oksidi interaguju sa vodenim rastvorima alkalija, nastaju so i voda. Sastavljamo jednadžbu molekularne reakcije (usput, ne zaboravite na koeficijente):

CO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O.

CO 2 - oksid, gasovito jedinjenje; zadržati molekularni oblik. NaOH - jaka baza (alkalna); napisano u obliku jona. Na 2 CO 3 - rastvorljiva so; pisati u obliku jona. Voda je slab elektrolit, praktički se ne disocira; ostavite u molekularnom obliku. Dobijamo sljedeće:

CO 2 + 2Na + + 2OH - \u003d Na 2+ + CO 3 2- + H 2 O.

Primjer 4. Natrijum sulfid u vodenom rastvoru reaguje sa cink hloridom da bi se formirao talog. Napišite kompletnu ionsku jednačinu za ovu reakciju.

Odluka. Natrijum sulfid i cink hlorid su soli. Kada ove soli interaguju, cink sulfid precipitira:

Na 2 S + ZnCl 2 \u003d ZnS ↓ + 2NaCl.

Odmah ću zapisati punu ionsku jednačinu, a vi ćete je sami analizirati:

2Na + + S 2- + Zn 2+ + 2Cl - = ZnS↓ + 2Na + + 2Cl - .

Evo nekoliko zadataka za vas samostalan rad i mali test.

Vježba 4. Napišite molekularne i pune ionske jednadžbe za sljedeće reakcije:

1. NaOH + HNO3 =
2. H 2 SO 4 + MgO =
3. Ca(NO 3) 2 + Na 3 PO 4 =
4. CoBr 2 + Ca(OH) 2 =

Vježba 5. Napišite potpune ionske jednadžbe koje opisuju interakciju: a) dušikovog oksida (V) sa vodenim rastvorom barijum hidroksida, b) rastvora cezijum hidroksida sa jodovodoničnom kiselinom, c) vodenih rastvora bakar sulfata i kalijum sulfida, d) kalcijum hidroksida i vodeni rastvor gvožđenog nitrata (III).

11. Elektrolitička disocijacija. Jednačine jonske reakcije

11.5. Jednačine jonske reakcije

Budući da se elektroliti u vodenim otopinama razlažu na ione, može se tvrditi da su reakcije u vodenim otopinama elektrolita reakcije između jona. Takve reakcije mogu se odvijati i s promjenom oksidacijskog stanja atoma:

Fe 0   + 2 H + 1 Cl \u003d Fe + 2 Cl 2 + H 0 2

i bez promjene:

NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O

U opštem slučaju, reakcije između jona u rastvorima nazivaju se jonskim, a ako su razmjene, onda su reakcije ionske izmjene. Reakcije jonske izmjene se odvijaju samo kada se formiraju tvari koje izlaze iz reakcione sfere u obliku: a) slabog elektrolita (na primjer, vode, sirćetne kiseline); b) gas (CO 2, SO 2); c) teško rastvorljiva supstanca (talog). Formule teško rastvorljivih supstanci određuju se prema tabeli rastvorljivosti (AgCl, BaSO 4, H 2 SiO 3, Mg (OH) 2, Cu (OH) 2 itd.). Formule za gasove i slabe elektrolite moraju se zapamtiti. Imajte na umu da slabi elektroliti mogu biti vrlo topljivi u vodi: na primjer, CH 3 COOH, H 3 PO 4 , HNO 2.

Suština reakcija jonske izmjene odražava jednačine ionske reakcije, koji se dobijaju iz molekularnih jednačina podložni sledećim pravilima:

1) u obliku jona, formule slabih elektrolita, nerastvorljivih i slabo rastvorljivih supstanci, gasova, oksida, hidroaniona slabih kiselina (HS - , HSO 3 - , HCO 3 - , H 2 PO 4 - , HPO 4 2 - ) nisu zapisani, izuzetak je HSO jon 4 - u razblaženom rastvoru); hidroksokacije slabih baza (MgOH + , CuOH +); kompleksni joni ( 3− , 2− , 2−);

2) u obliku jona predstavljene su formule jakih kiselina, alkalija, soli rastvorljivih u vodi. Formula Ca(OH) 2 je predstavljena kao joni ako se koristi krečna voda, ali ne kao joni ako krečno mlijeko sadrži nerastvorljive Ca(OH) 2 čestice.

Postoje pune ionske i skraćene (kratke) jednačine ionske reakcije. Redukovanoj ionskoj jednačini nedostaju joni predstavljeni na obje strane pune ionske jednačine. Primjeri pisanja molekularnih, punih ionskih i reduciranih ionskih jednadžbi:

• NaHCO 3 + HCl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2 - molekularni,

Na + + HCO 3 - + H + + Cl - \u003d Na + + Cl - + H 2 O + CO 2   - potpuno ionski,

HCO 3 − + H + = H 2 O + CO 2   - skraćeno jonski;

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

Ba 2 + + 2 Cl - + 2 K + + SO 4 2 - = BaSO 4   ↓ + 2 K + + 2 Cl - - potpuno ionski,

Ba 2 + + SO 4 2 - = BaSO 4   ↓ - skraćeno jonski.

Ponekad su pune ionske i reducirane ionske jednadžbe iste:

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

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

a za neke reakcije, jonska jednadžba se uopće ne može napisati:

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

Primjer 11.5. Navedite par iona koji može biti prisutan u punoj ionsko-molekularnoj jednadžbi ako odgovara reduciranoj ionsko-molekularnoj jednadžbi

Ca 2 + + SO 4 2 - \u003d CaSO 4.

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

Odluka. Tačan odgovor je 2):

Ca 2 + + 2 HCO 3 - + 2 K + + SO 4 2 - = CaSO 4   ↓ + 2 HCO 3 - + 2 K + (Ca(HCO 3) 2 rastvorljiv u soli) ili Ca 2+ + SO 4 2 - = CaSO4.

Za ostale slučajeve imamo:

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

3) CaCO 3 + 2K + + SO 4 2 - (reakcija se ne odvija);

4) Ca 2+ + 2Cl - + PbSO 4 (reakcija se ne odvija).

Odgovor: 2).

Supstance (joni) koje međusobno reagiraju u vodenoj otopini (tj. interakcija između njih je praćena stvaranjem taloga, plina ili slabog elektrolita) ne mogu koegzistirati u vodenoj otopini u značajnim količinama

Tabela 11.2

Primjeri parova jona koji ne postoje zajedno u značajnim količinama u vodenom rastvoru

Primjer 11.6. Navedite u ovoj seriji: HSO 3 - , Na + , Cl - , CH 3 COO - , Zn 2+ - formule jona koji ne mogu biti prisutni u značajnim količinama: a) u kisela sredina; b) u alkalnoj sredini.

Odluka. a) U kiseloj sredini, tj. zajedno s H + ionima, HSO 3 - i CH 3 COO - anioni ne mogu biti prisutni, jer reagiraju s katjonima vodonika, stvarajući slab elektrolit ili plin:

CH 3 COO − + H + ⇄ CH 3 COOH

HSO 3 - + H + ⇄ H 2 O + SO 2

b) HSO 3 - i Zn 2+ joni ne mogu biti prisutni u alkalnoj sredini, jer reaguju sa hidroksidnim jonima da bi formirali ili slab elektrolit ili precipitat:

HSO 3 - + OH - ⇄ H 2 O + SO 3 2 -

Zn 2+ + 2OH– = Zn(OH) 2 ↓.

Odgovor: a) HSO 3 - i CH 3 COO -; b) HSO 3 − i Zn 2+.

Ostaci kiselih soli slabih kiselina ne mogu biti prisutni u značajnim količinama ni u kiseloj ni u alkalnoj sredini, jer u oba slučaja nastaje slab elektrolit.

Isto se može reći i za ostatke bazičnih soli koje sadrže hidrokso grupu:

CuOH + + OH - \u003d Cu (OH) 2 ↓