Кога некоја силна киселина е неутрализирана од некоја силна база, за секој формиран мол вода, околу топлината се ослободува:
Ова сугерира дека таквите реакции се сведени на еден процес. Равенката за овој процес ќе ја добиеме ако подетално разгледаме една од дадените реакции, на пример, првата. Ајде да ја преработиме нејзината равенка, пишувајќи силни електролити во јонска форма, бидејќи тие постојат во раствор во форма на јони, и слаби електролити во молекуларна форма, бидејќи тие се во раствор главно во форма на молекули (водата е многу слаб електролит, види § 90):
Со оглед на добиената равенка, гледаме дека јоните не претрпеле промени во текот на реакцијата. Затоа, повторно ќе ја препишеме равенката, елиминирајќи ги овие јони од двете страни на равенката. Добиваме:
Така, реакциите на неутрализација на која било силна киселина со која било силна база се сведуваат на истиот процес - формирање на молекули на вода од водородни јони и јони на хидроксид. Јасно е дека термичките ефекти на овие реакции исто така мора да бидат исти.
Строго кажано, реакцијата на формирање на вода од јони е реверзибилна, што може да се изрази со равенката
Меѓутоа, како што ќе видиме подолу, водата е многу слаб електролит и се дисоцира само во незначителна мера. Со други зборови, рамнотежата помеѓу молекулите на водата и јоните е силно поместена кон формирање на молекули. Затоа, во пракса, реакцијата на неутрализација на силна киселина со силна база продолжува до завршување.
При мешање на раствор од која било сребрена сол со хлороводородна киселина или со раствор од која било од неговите соли, секогаш се формира карактеристичен бел вулгарен талог од сребро хлорид:
Ваквите реакции исто така се сведуваат на еден процес. За да ја добиеме нејзината јонско-молекуларна равенка, ја препишуваме, на пример, равенката на првата реакција, пишувајќи силни електролити, како во претходниот пример, во јонска форма, а супстанцијата во седиментот во молекуларна форма:
Како што може да се види, јоните не претрпуваат промени во текот на реакцијата. Затоа, ги исклучуваме и повторно ја пишуваме равенката:
Ова е јонско-молекуларната равенка на процесот што се разгледува.
Овде, исто така, мора да се има предвид дека талогот од сребро хлорид е во рамнотежа со јоните во растворот, така што процесот изразен со последната равенка е реверзибилен:
Меѓутоа, поради малата растворливост на среброхлоридот, оваа рамнотежа е многу силно поместена надесно. Затоа, можеме да претпоставиме дека реакцијата на формирање од јони е речиси завршена.
Формирањето на талог секогаш ќе се набљудува кога има значителни концентрации на и јони во еден раствор. Затоа, со помош на јони на сребро е можно да се открие присуство на јони во раствор и, обратно, со помош на јони на хлорид - присуство на јони на сребро; Јон може да служи како реактант на јон, а јон може да служи како реактант на јон.
Во иднина, нашироко ќе ја користиме јонско-молекуларната форма на запишување равенки за реакции кои вклучуваат електролити.
За да подготвите јонско-молекуларни равенки, треба да знаете кои соли се растворливи во вода, а кои се практично нерастворливи. Општите карактеристики на растворливоста на најважните соли во вода се дадени во Табела. 15.
Табела 15. Растворливост на најважните соли во вода
Јонско-молекуларните равенки помагаат да се разберат карактеристиките на реакциите помеѓу електролитите. Да разгледаме, како пример, неколку реакции што се случуваат со учество на слаби киселини и бази.
Како што веќе беше споменато, неутрализацијата на која било силна киселина од која било силна база е придружена со истиот термички ефект, бидејќи се сведува на истиот процес - формирање на молекули на вода од водородни јони и јони на хидроксид.
Меѓутоа, кога се неутрализира силна киселина со слаба база, или слаба киселина со силна или слаба база, термичките ефекти се различни. Да напишеме јонско-молекуларни равенки за такви реакции.
Неутрализација на слаба киселина (оцетна киселина) со силна база (натриум хидроксид):
Овде, силните електролити се натриум хидроксид и добиената сол, а слабите електролити се киселина и вода:
Како што може да се види, само натриумовите јони не претрпуваат промени за време на реакцијата. Според тоа, јонско-молекуларната равенка има форма:
Неутрализација на силна киселина (азот) со слаба база (амониум хидроксид):
Овде мора да ја напишеме киселината и добиената сол во форма на јони, а амониум хидроксид и вода во форма на молекули:
Јоните не претрпуваат промени. Испуштајќи ги, ја добиваме јонско-молекуларната равенка:
Неутрализација на слаба киселина (оцетна киселина) со слаба база (амониум хидроксид):
Во оваа реакција, сите супстанции освен оние што се формираат се слаби електролити. Затоа, јонско-молекуларната форма на равенката изгледа вака:
Споредувајќи ги добиените јонско-молекуларни равенки едни со други, гледаме дека сите тие се различни. Затоа, јасно е дека жештините на разгледаните реакции се исто така различни.
Како што веќе беше наведено, реакциите на неутрализација на силни киселини со силни бази, при кои водородните јони и јоните на хидроксид се комбинираат за да формираат молекула на вода, продолжуваат речиси до завршување. Реакциите на неутрализација, во кои барем една од почетните супстанции е слаб електролит и во кои молекули на слабо поврзани супстанции се присутни не само на десната, туку и на левата страна на јонско-молекуларната равенка, не продолжуваат до завршување. .
Тие достигнуваат состојба на рамнотежа во која солта коегзистира со киселината и базата од кои е формирана. Затоа, поправилно е равенките на таквите реакции да се напишат како реверзибилни реакции.
Тема: Хемиска врска. Електролитичка дисоцијација
Лекција: Пишување равенки за реакции на јонска размена
Ајде да создадеме равенка за реакцијата помеѓу железо (III) хидроксид и азотна киселина.
Fe(OH) 3 + 3HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + 3H 2 O
(Железо (III) хидроксид е нерастворлива база, затоа не се подложува на. Водата е слабо дисоцирана супстанција; практично не се дисоцира на јони во растворот.)
Fe(OH) 3 + 3H + + 3NO 3 - = Fe 3+ + 3NO 3 - + 3H 2 O
Пречкртајте ист број нитратни анјони лево и десно и напишете ја скратената јонска равенка:
Fe(OH) 3 + 3H + = Fe 3+ + 3H 2 O
Оваа реакција продолжува до завршување, бидејќи се формира малку дисоцијабилна супстанција - вода.
Ајде да напишеме равенка за реакцијата помеѓу натриум карбонат и магнезиум нитрат.
Na 2 CO 3 + Mg(NO 3) 2 = 2NaNO 3 + MgCO 3 ↓
Ајде да ја напишеме оваа равенка во јонска форма:
(Магнезиум карбонат е нерастворлив во вода и затоа не се распаѓа на јони.)
2Na + + CO 3 2- + Mg 2+ + 2NO 3 - = 2Na + + 2NO 3 - + MgCO 3 ↓
Ајде да прецртаме ист број нитратни анјони и натриумови катјони лево и десно и да ја напишеме скратената јонска равенка:
CO 3 2- + Mg 2+ = MgCO 3 ↓
Оваа реакција продолжува до завршување, бидејќи се формира талог - магнезиум карбонат.
Ајде да напишеме равенка за реакцијата помеѓу натриум карбонат и азотна киселина.
Na 2 CO 3 + 2HNO 3 = 2NaNO 3 + CO 2 + H 2 O
(Јаглерод диоксидот и водата се производи од распаѓањето на добиената слаба јаглеродна киселина.)
2Na + + CO 3 2- + 2H + + 2NO 3 - = 2Na + + 2NO 3 - + CO 2 + H 2 O
CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O
Оваа реакција продолжува до завршување, бидејќи Како резултат на тоа, се ослободува гас и се формира вода.
Да создадеме две равенки за молекуларна реакција, кои одговараат на следната скратена јонска равенка: Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 .
Скратената јонска равенка ја покажува суштината на реакцијата на јонска размена. Во овој случај, можеме да кажеме дека за да се добие калциум карбонат, неопходно е составот на првата супстанција да вклучува калциум катјони, а составот на вториот - карбонат анјони. Ајде да создадеме молекуларни равенки за реакции кои го задоволуваат овој услов:
CaCl 2 + K 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2KCl
Ca(NO 3) 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2NaNO 3
1. Оржековски П.А. Хемија: 9-то одделение: учебник. за општо образование основање / П.А. Оржековски, Л.М. Мешчерјакова, Л.С. Понтак. - М.: АСТ: Астрол, 2007. (§17)
2. Оржековски П.А. Хемија: 9-то одделение: општо образование. основање / П.А. Оржековски, Л.М. Мешчерјакова, М.М. Шалашова. - М.: Астрол, 2013. (§9)
3. Руџитис Г.Е. Хемија: неоргански. хемијата. Орган. хемија: учебник. за 9-то одделение. / Г.Е. Руџитис, Ф.Г. Фелдман. - М.: Образование, OJSC „Московски учебници“, 2009 година.
4. Хомченко И.Д. Збирка задачи и вежби по хемија за гимназија. - М.: РИА „Нов бран“: Издавач Умеренков, 2008 година.
5. Енциклопедија за деца. Том 17. Хемија / Поглавје. ед. В.А. Володин, Вед. научни ед. И. Ленсон. - М.: Аванта+, 2003 година.
Дополнителни веб-ресурси
1. Унифицирана колекција на дигитални образовни ресурси (видео искуства на темата): ().
2. Електронска верзија на списанието „Хемија и живот“: ().
Домашна работа
1. Во табелата, означете ги со знакот плус паровите супстанции меѓу кои се можни реакции на јонска размена и продолжете до завршување. Напишете ги равенките на реакцијата во молекуларна, полна и редуцирана јонска форма.
|
Супстанции кои реагираат |
К2 CO3 |
AgNO3 |
FeCl3 |
HNO3 |
|
|
CuCl2 |
|||||
2. стр. 67 бр.10,13 од учебник П.А. Оржековски „Хемија: 9-то одделение“ / П.А. Оржековски, Л.М. Мешчерјакова, М.М. Шалашова. - М.: Астрол, 2013 година.
11. Електролитичка дисоцијација. Равенки за јонска реакција
11.5. Равенки за јонска реакција
Бидејќи електролитите во водените раствори се распаѓаат на јони, може да се тврди дека реакциите во водените раствори на електролити се реакции помеѓу јоните. Ваквите реакции може да се појават со промена на состојбата на оксидација на атомите:
Fe 0 + 2 H + 1 Cl = Fe + 2 Cl 2 + H 0 2
и без промена:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
Генерално, реакциите помеѓу јоните во растворите се нарекуваат јонски, а ако се реакции на размена, тогаш реакции на јонска размена. Реакциите на јонска размена се случуваат само кога се формираат супстанции кои ја напуштаат реакционата сфера во форма на: а) слаб електролит (на пример, вода, оцетна киселина); б) гас (CO 2, SO 2); в) слабо растворлива супстанција (талог). Формулите на малку растворливи супстанции се одредуваат од табелата за растворливост (AgCl, BaSO 4, H 2 SiO 3, Mg(OH) 2, Cu(OH) 2, итн.). Формулите на гасови и слаби електролити треба да се запаметат. Забележете дека слабите електролити можат да бидат многу растворливи во вода: на пример, CH 3 COOH, H 3 PO 4, HNO 2.
Се рефлектира суштината на реакциите на јонска размена равенки за јонска реакција, кои се добиваат од молекуларни равенки следејќи ги следниве правила:
1) формулите на слаби електролити, нерастворливи и слабо растворливи материи, гасови, оксиди, хидроаниони на слаби киселини (HS − , HSO 3 − , HCO 3 − , H 2 PO 4 − , HPO 4 2 − ; исклучок - HSO јон) не се напишани во форма на јони 4 – во разреден раствор); хидроксокации на слаби бази (MgOH +, CuOH +); комплексни јони (3-, 2-, 2-);
2) формулите на силни киселини, алкалии и соли растворливи во вода се претставени во форма на јони. Формулата Ca(OH) 2 се запишува како јони ако се користи варова вода, но не е напишана како јони во случај на варово млеко кое содржи нерастворливи честички Ca(OH) 2.
Постојат равенки за целосна јонска и скратена (кратка) јонска реакција. На скратената јонска равенка недостасуваат јони присутни на двете страни од целосната јонска равенка. Примери за пишување молекуларни, целосни јонски и скратени јонски равенки:
- NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2 - молекуларна,
Na + + HCO 3 - + H + + Cl - = Na + + Cl - + H 2 O + CO 2 - комплетен јонски,
HCO 3 − + H + = H 2 O + CO 2 - скратено јонски;
- BaCl 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2KCl - молекуларна,
Ba 2 + + 2 Cl − + 2 K + + SO 4 2 − = BaSO 4 ↓ + 2 K + + 2 Cl − - комплетен јонски,
Ba 2 + + SO 4 2 − = BaSO 4 ↓ - скратено јонски.
Понекогаш целосната јонска равенка и скратената јонска равенка се исти:
Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O
Ba 2+ + 2OH − + 2H + + SO 4 2 − = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O,
а за некои реакции јонската равенка воопшто не може да се состави:
3Mg(OH) 2 + 3H 3 PO 4 = Mg 3 (PO 4) 2 ↓ + 6H 2 O
Пример 11.5. Наведете пар јони кои можат да бидат присутни во целосната јонско-молекуларна равенка ако одговара на скратената јонско-молекуларна равенка
Ca 2 + + SO 4 2 − = CaSO 4 .
1) SO 3 2 - и H +; 3) CO 3 2 - и K +; 2) HCO 3 - и K +; 4) Cl− и Pb 2+.
Решение. Точниот одговор е 2):
Ca 2 + + 2 HCO 3 − + 2 K + + SO 4 2 − = CaSO 4 ↓ + 2 HCO 3 − + 2 K + (Ca(HCO 3) 2 сол е растворлива) или Ca 2+ + SO 4 2 − = CaSO4.
За други случаи имаме:
1) CaSO 3 + 2H + + SO 4 2 − = CaSO 4 ↓ + H 2 O + SO 2 ;
3) CaCO 3 + 2K + + SO 4 2 − (реакција не се јавува);
4) Ca 2+ + 2Cl − + PbSO 4 (реакција не се јавува).
Одговор: 2).
Супстанциите (јоните) кои реагираат едни со други во воден раствор (т.е., интеракцијата меѓу нив е придружена со формирање на талог, гас или слаб електролит) не можат да коегзистираат во воден раствор во значителни количини.
Табела 11.2
Примери на јонски парови кои не постојат заедно во значителни количини во воден раствор
Пример 11.6. Во овој ред се означува: HSO 3 − , Na + , Cl − , CH 3 COO − , Zn 2+ - формули на јони кои не можат да бидат присутни во значителни количини: а) во кисела средина; б) во алкална средина.
Решение. а) Во кисела средина, т.е. заедно со јоните H +, анјоните HSO 3 - и CH 3 COO - не можат да бидат присутни, бидејќи тие реагираат со водородни катјони, формирајќи слаб електролит или гас:
CH 3 COO − + H + ⇄ CH 3 COOH
HSO 3 − + H + ⇄ H 2 O + SO 2
б) јоните на HSO 3 − и Zn 2+ не можат да бидат присутни во алкална средина, бидејќи тие реагираат со јони на хидроксид за да формираат или слаб електролит или талог:
HSO 3 − + OH − ⇄ H 2 O + SO 3 2 −
Zn 2+ + 2OH– = Zn(OH) 2 ↓.
Одговор: а) HSO 3 − и CH 3 COO −; б) HSO 3 − и Zn 2+.
Остатоците од киселинските соли на слабите киселини не можат да бидат присутни во значителни количини ниту во кисела ниту во алкална средина, бидејќи и во двата случаи се формира слаб електролит.
Истото може да се каже и за остатоците од основните соли кои содржат хидроксо група:
CuOH + + OH − = Cu(OH) 2 ↓
Инструкции
Размислете за пример за формирање на малку растворливо соединение.
Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl
Или јонска верзија:
2Na+ +SO42- +Ba2++ 2Cl- = BaSO4 + 2Na+ + 2Cl-
При решавање на јонски равенки, мора да се почитуваат следниве правила:
Идентичните јони од двата дела се исклучени;
Треба да се запомни дека збирот на електричните полнежи од левата страна на равенката мора да биде еднаков на збирот на електричните полнежи на десната страна на равенката.
Напиши јонски равенки за заемното дејство помеѓу водените раствори на следните супстанции: а) HCl и NaOH; б) AgNO3 и NaCl; в) K2CO3 и H2SO4; г) CH3COOH и NaOH.
Решение. Запишете ги равенките на интеракцијата на овие супстанции во молекуларна форма:
а) HCl + NaOH = NaCl + H2O
б) AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3
в) K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + CO2 + H2O
г) CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O
Забележете дека интеракцијата на овие супстанции е можна, бидејќи резултатот е врзување на јони со формирање или на слаба (H2O), или слабо растворлива супстанција (AgCl) или гас (CO2).
Со исклучување на идентични јони од левата и десната страна на еднаквоста (во случај на опција а) - јони и, во случај б) - натриумови јони и -јони, во случај в) - калиумови и сулфатни јони), г) - натриумови јони, добивате решавање на овие јонски равенки:
а) H+ + OH- = H2O
б) Ag+ + Cl- = AgCl
в) CO32- + 2H+ = CO2 + H2O
г) CH3COOH + OH- = CH3COO- + H2O
Доста често во независна и тест работа има задачи кои вклучуваат решавање на равенки за реакција. Сепак, без некои знаења, вештини и способности, дури и наједноставната хемикалија равенкине пишувај.
Инструкции
Пред сè, треба да ги проучите основните органски и неоргански соединенија. Како последно средство, можете да имате соодветен лист за измами пред вас што може да помогне во текот на задачата. По обуката, потребните знаења и вештини сè уште ќе бидат зачувани во вашата меморија.
Основен материјал е покривката, како и методите за добивање на секое соединение. Тие обично се претставени во форма на општи дијаграми, на пример: 1. + база = сол + вода
2. киселински оксид + база = сол + вода
3. основен оксид + киселина = сол + вода
4. метал + (разредена) киселина = сол + водород
5. растворлива сол + растворлива сол = нерастворлива сол + растворлива сол
6. растворлива сол + = нерастворлива база + растворлива сол
Имајќи пред очи табела за растворливост на сол и, како и листови за измамници, можете да одлучите за нив равенкиреакции. Важно е само да имате целосен список на такви шеми, како и информации за формулите и имињата на различни класи на органски и неоргански соединенија.
По завршувањето на самата равенка, потребно е да се провери правилното пишување на хемиските формули. Киселините, солите и базите лесно се проверуваат со помош на табелата за растворливост, која ги прикажува полнежите на киселинските остатоци и металните јони. Важно е да се запамети дека секој мора да биде генерално електрично неутрален, односно бројот на позитивни полнежи мора да се совпаѓа со бројот на негативни. Во овој случај, неопходно е да се земат предвид индексите, кои се множат со соодветните давачки.
Ако оваа фаза е помината и сте сигурни во исправноста на правописот равенкихемиски реакции, тогаш сега можете безбедно да ги поставите коефициентите. Хемиската равенка е претставена со конвенционална нотација реакциикористејќи хемиски симболи, индекси и коефициенти. Во оваа фаза од задачата, мора да се придржувате до правилата: Коефициентот е поставен пред хемиската формула и важи за сите елементи што ја сочинуваат супстанцијата.
Индексот е поставен по хемискиот елемент малку пониско, а се однесува само на хемискиот елемент лево од него.
Ако група (на пример, киселински остаток или хидроксилна група) е во загради, тогаш треба да разберете дека се множат два соседни индекси (пред и по заградата).
При броење на атомите на хемиски елемент, коефициентот се множи (не се додава!) со индексот.
Следно, количината на секој хемиски елемент се пресметува така што вкупниот број на елементи вклучени во почетните супстанции се совпаѓа со бројот на атоми вклучени во соединенијата формирани во производите. реакции. Со анализа и примена на горенаведените правила, можете да научите да решавате равенкиреакции вклучени во синџири на супстанции.
Повеќето хемиски реакции се одвиваат во раствори. Растворите на електролитот содржат јони, така што реакциите во растворите на електролити всушност се сведуваат на реакции меѓу јоните.
Реакциите помеѓу јоните се нарекуваат јонски реакции, а равенките за таквите реакции се нарекуваат јонски равенки.
При изготвување јонски равенки, треба да се води од фактот дека формулите на малку дисоцирачки, нерастворливи и гасовити супстанции се напишани во молекуларна форма.
Се таложи бела супстанца, а потоа до нејзината формула се става стрелка која е насочена надолу, а ако за време на реакцијата се ослободи гасовита супстанција, веднаш до нејзината формула се става стрелка насочена нагоре.
Ајде да ја преработиме оваа равенка, прикажувајќи силни електролити во форма на јони и реакции што ја напуштаат сферата како молекули:
Така ја запишавме целосната јонска равенка на реакцијата.
Ако ги исклучиме идентичните јони од двете страни на равенката, односно оние кои не учествуваат во реакцијата во левата и десната равенка), добиваме скратена равенка на јонска реакција: 
Така, скратените јонски равенки се равенки во општа форма кои ја карактеризираат суштината на хемиската реакција, покажуваат кои јони реагираат и каква супстанција се формира како резултат.
Реакциите на јонска размена продолжуваат до завршување во случаи кога се формира или талог или супстанција која малку дисоцира, како што е водата. Кога се додава вишок раствор на азотна киселина во раствор од натриум хидроксид обоен темноцрвен со фенолфталеин, растворот ќе се обезбојува, што ќе послужи како сигнал за појава на хемиска реакција: 
Тоа покажува дека интеракцијата на силна киселина и алкали е сведена на интеракција на јони H+ и јони OH -, како резултат на што се формира супстанца со ниска дисоцијација - вода.
Оваа реакција помеѓу силна киселина и алкали се нарекува реакција на неутрализација. Ова е посебен случај на реакција на размена.
Таквата реакција на размена може да се случи не само помеѓу киселините и алкалите, туку и помеѓу киселините и нерастворливите бази. На пример, ако добиете син талог од нерастворлив бакар (II) хидроксид со реакција на бакар II сулфат со алкали:
а потоа добиениот талог поделете го на три дела и додадете раствор од сулфурна киселина на талогот во првата епрувета, раствор од хлороводородна киселина на талогот во втората епрувета и раствор од азотна киселина на талогот во трета епрувета, а потоа талогот ќе се раствори во сите три епрувети. Ова ќе значи дека во сите случаи се случила хемиска реакција, чија суштина се рефлектира со користење на истата јонска равенка.
За да го потврдите ова, запишете ги молекуларните, целосните и скратените јонски равенки на дадените реакции.
Да ги разгледаме јонските реакции што се случуваат со формирање на гас. Истурете 2 ml раствори на натриум карбонат и калиум карбонат во две епрувети. Потоа истурете раствор од хлороводородна киселина во првата, а азотна киселина во втората. Во двата случаи, ќе забележиме карактеристично „врие“ поради ослободениот јаглерод диоксид. Да ги запишеме равенките на реакцијата за првиот случај: 
Реакциите што се случуваат во растворите на електролити се опишани со помош на јонски равенки. Овие реакции беа наречени реакции на јонска размена, бидејќи во растворите електролитите ги разменуваат своите јони. Така, може да се извлечат два заклучоци.
1. Реакциите во водени раствори на електролити се реакции меѓу јоните и затоа се прикажани во форма на јонски равенки.
Тие се поедноставни од молекуларните и се поопшти по природа.
2. Реакциите на јонска размена во растворите на електролити се одвиваат практично неповратно само ако резултатот е формирање на талог, гас или супстанција која малку се дисоцира.
7. Комплексни врски