Реакции ионного обмена
Всем известно, что в окружающем нас мире постоянно протекает огромное количество химических реакций, при которых происходит превращение веществ, т.е. образование новых веществ из исходных. На этом уроке мы продолжим изучать химические реакции, раскрывать их сущность с позиции теории электролитической диссоциации.
Виртуальный эксперимент.
Взаимодействие карбоната натрия и серной кислоты
Условия протекания реакций ионного обмена до конца:
При составлении ионных уравнений реакций следует руководствоваться тем, что вещества малодиссоциированные, малорастворимые (выпадающие в осадок) и газообразные записываются в молекулярной форме. Знак ↓, стоящий при формуле вещества, обозначает, что это вещество уходит из сферы реакции в виде осадка, знак ↑ обозначает, что вещество удаляется из сферы реакции в виде газа. Сильные электролиты, как полностью диссоциированные, записывают в виде ионов. Сумма электрических зарядов левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов правой части.
Таблица 1. Алгоритм составления ионных уравнений
Действие. Правило
1. Записать уравнение реакции в молекулярной форме. Определить с помощью таблицы растворимости растворимость веществ в воде и записать под их формулами. Определить формулу продукта реакции, уходящего из сферы реакции, и отметить его соответствующим знаком: осадок ↓ , газ .
2. Составить полное ионное уравнение.
Правило 1. В свете ТЭД молекулы сильных электролитов в растворах диссоциируют на ионы. Поэтому сильные электролиты записывают в виде образующих их ионов (с учётом коэффициентов и индексов. Индекс переносится в коэффициент.
Правило 2. Формулы слабых электронов (в том числе H2O), малорастворимых, нерастворимых и газообразных веществ записываются в молекулярной форме.
Правило 3. Алгебраические суммы электрических зарядов в обеих частях уравнения должны быть равны.
3. Подчеркнуть формулы одинаковых ионов (до и после реакции), которые не участвуют в реакции.
4. Составить сокращенное (краткое) ионное уравнение (выписать формулы неподчеркнутых ионов и веществ).
5. Объяснить сущность реакции .
Пример
Реакция идет в направлении связывания ионов Ba2+ и SO42- в нерастворимое вещество BaSO4
(сульфат бария).
Для закрепления этих положений рассмотрим два примера.
Пример 1. Напишите уравнения реакций между растворами хлорида железа (III) и гидроксида натрия в молекулярной и ионной формах.
Разобьем решение задачи на четыре этапа.
1. Запишем уравнение реакции в молекулярной форме:
FeCl3 +3NaOH = Fe(OH)3 ↓+ 3NaCl
2. Перепишем это уравнение, изобразив малодиссоциирующие вещества в виде молекул:
FeЗ+ + 3Cl- + 3Nа+ + 3ОН- = Fе(ОН)3↓ + 3Nа+ + 3Cl-
Это ионное уравнение реакции.
3. Исключим из обеих частей ионного уравнения одинаковые ионы, т.е. ионы, не участвующие в реакции (они подчеркнуты):
Fe3+ + 3Cl- + 3Na- + 3ОН- = Fе(ОН)3↓ + 3Na++ 3Cl-.
4. Запишем уравнение реакции в окончательном виде:
Fe3+ + 3ОН- = Fe(OH)3↓
Это сокращенное ионное уравнение реакции. Как видно из этого уравнения, сущность реакции сводится к взаимодействию ионов Fe3+ и ОН-, в результате чего образуется осадок Fе(ОН)3. При этом вовсе не имеет значения, в состав каких электролитов входили эти ионы до их взаимодействия.
Пример 2. Напишите уравнения реакций между растворами хлорида калия и нитрата натрия.
Так как продукты взаимодействия хорошо растворимы в воде и не уходят из сферы реакции, то данная реакция обратима.
Как и в примере 1, записываем по этапам:
KCl + NaNO3 KNO3 + NaCl
K++Cl-+Na++NO-3
K++NO-3+Na++Cl-
Уравнения для следующих этапов написать нельзя, так как с точки зрения теории электролитической диссоциации реакция не происходит. Однако если выпаривать этот раствор, то будут возникать новые химические связи между ионами и получится смесь четырех солей: КСl, NаNО3, NaСl, КNO3.
Ионными уравнениями могут быть изображены любые реакции, протекающие в растворах между электролитами. Если при таких реакциях не происходит изменения зарядов ионов (не изменяется степень окисления), то они называются ионообменными.
Тест для самопроверки по теме "Реакции в растворах электролитов"
Реакции ионного обмена, идущие с выделением газа
Реакции ионного обмена, идущие с образованием ярко-окрашенных солей
ТРЕНАЖЁР "РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА"
ТРЕНАЖЁР "РЕАКЦИИ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ"
ПАМЯТКА "НЕОБРАТИМЫЕ РЕАКЦИИ"
химия 9 - 1 четверть темы уроков