Тема: Йонні рівняння реакцій
- Рішення іонних рівнянь.
У розчинах електролітів реакції відбуваються між гідратованими іонами, тому їх називають іонними реакціями. У напрямку їх важливе значення мають природа і міцність хімічного зв'язку в продуктах реакції. Зазвичай обмін в розчинах електролітів призводить до утворення сполуки з більш міцної хімічним зв'язком. Так, при взаємодії розчинів солей хлориду барію ВаСl2 і сульфату калію K2 SO4 в суміші виявляться чотири види гідратованих іонів Ва 2 + (Н2 О) n, Сl - (H2 O) m, K + (H2 O) p, SO 2 -4 (H2 O) q, між якими відбудеться реакція з рівняння:
Сульфат барію випаде у вигляді осаду, в кристалах якого хімічний зв'язок між іонами Ва 2+ і SO 2 4 міцніша, ніж зв'язок з гидратирующие їх молекулами води. Зв'язок же іонів К + і Сl - лише незначно перевищує суму енергій їх гідратації, тому зіткнення цих іонів не приведе до утворення осаду.
Отже, можна зробити наступний висновок. Реакції обміну відбуваються при взаємодії таких іонів, енергія зв'язку між якими в продукті реакції набагато більше, ніж сума енергій їх гідратації.
Реакції іонного обміну описуються іонними рівняння-ми. Важкорозчинні, летючі і малодисоційовані соеди-вати пишуть в молекулярній формі. Якщо при взаємодії розчинів електролітів не утворюється жодного із зазначених видів з'єднання, це означає, що практично реакції не протікають.
Освіта важкорозчинних сполук
Наприклад, взаємодія між карбонатом натрію і хлоридом барію у вигляді молекулярного рівняння запишеться так:
2Na + + СО 2 3 + Ва 2 + 2Сl - = BaCO3 + 2Na + + 2Сl -
Прореагували тільки іони Ва2 + і СО-2. стан інших іонів не змінилося, тому короткий іонне рівняння набуде вигляду:
Освіта летючих речовин
Молекулярне рівняння взаємодії карбонату кальцію і соляної кислоти запишеться так:
Один з продуктів реакції - діоксид вуглецю СО2 - виділився зі сфери реакції у вигляді газу. Розгорнуте іонне рівняння має вигляд:
Результат реакції описується наступним коротким іонним рівнянням:
Освіта малодіссоцірованного з'єднання
Прикладом такої реакції служить будь-яка реакція нейтралізації, в результаті чого утворюється вода - малодисоційованих з'єднання:
Na + + ОН + Н + + Cl - = Na + + Cl - + Н2 Про
З короткого іонного рівняння слід, що процес висловився у взаємодії іонів Н + і ОН-.
Всі три види реакцій йдуть необоротно, до кінця.
Якщо злити розчини, наприклад, хлориду натрію і нітрату кальцію, то, як показує іонну рівняння, ніякої реакції не відбудеться, тому що не утворюється ні осаду, ні газу, ні малодиссоциирующие з'єднання:
Приклад 1. Складіть молекулярне та іонне рівняння реакції взаємодії нітрату срібла з хлоридом калію.
Складемо молекулярне рівняння реакції:
По таблиці розчинності встановлюємо, що AgNO3. КСl, KNO3 - розчинні сполуки, AgCl - нерозчинний речовина.
Складаємо іонне рівняння реакції з урахуванням розчинності з'єднань:
Виключаємо з правої і лівої частин рівняння однакові іони і отримаємо короткий іонне рівняння:
Короткий іонне рівняння розкриває сутність того, що відбувається хімічного перетворення. Видно, що фактично взяли участь в реакції лише іони Ag + і Сl -. Інші іони залишилися без зміни.
Приклад 2. Складіть молекулярне та іонне рівняння реакції між: а) хлоридом заліза (III) і гідроксидом калію; б) сульфатом калію і йодидом цинку.
а) Складаємо молекулярне рівняння реакції між FeCl3 і КОН:
По таблиці розчинності встановлюємо, що з отриманих сполук розчиняється тільки гідроксид заліза Fe (OH) 3. Складаємо іонне рівняння реакції:
В іонному рівнянні показано, що коефіцієнти 3, які стоять в молекулярному рівнянні, в рівній мірі відносяться до іонів. Це загальне правило складання іонних рівнянь. Зобразимо рівняння реакції в короткій іонної формі:
Це рівняння показує, що в реакції брали участь лише іони Fe3 + і ОН-.
б) Складемо молекулярне рівняння для другої реакції:
З таблиці розчинності слід, що вихідні та отримані сполуки розчинні, тому реакція оборотна, не доходить до кінця. Дійсно, тут не утворюється ні осаду, ні газоподібного з'єднання, ні малодисоційованих з'єднання. Складемо повне іонне рівняння реакції:
2К + + SO 2 4 + Zn 2+ + 2I - + 2К + + 2I - + Zn 2+ + SO 2 4
Приклад 3. За іонного рівняння: Cu 2+ + S 2 - = CuS скласти молекулярне рівняння реакції.
Іонне рівняння показує, що в лівій частині рівняння Повинні бути молекули сполук, що мають в своєму складі іони Cu 2+ і S 2. Ці речовини повинні бути розчинні у воді.
По таблиці розчинності виберемо два розчинних з'єднання, до складу яких входять катіон Cu 2+ і аніон S 2. Складемо молекулярне рівняння реакції між даними сполуками: