Доста често учениците и студентите трябва да съставят т.нар. уравнения на йонни реакции. По-специално проблем 31, предложен на Единния държавен изпит по химия, е посветен на тази тема. В тази статия ще обсъдим подробно алгоритъма за писане на кратки и пълни йонни уравнения, ще анализираме много примери различни ниватрудности.

Защо са необходими йонни уравнения

Нека ви напомня, че когато много вещества се разтварят във вода (и не само във вода!) Възниква процес на дисоциация - веществата се разпадат на йони. Например, молекулите на HCl във водна среда се дисоциират на водородни катиони (H +, по-точно H 3 O +) и хлорни аниони (Cl -). Натриевият бромид (NaBr) е във воден разтвор не под формата на молекули, а под формата на хидратирани Na ​​+ и Br - йони (между другото, йони присъстват и в твърдия натриев бромид).

Когато пишем "обикновените" (молекулни) уравнения, не отчитаме, че в реакцията влизат не молекули, а йони. Ето, например, уравнението за реакцията между солна киселина и натриев хидроксид:

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

Разбира се, тази диаграма не описва съвсем правилно процеса. Както вече казахме, във воден разтвор практически няма молекули HCl, но има H + и Cl - йони. Същото важи и за NaOH. Добре би било да напишете следното:

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

Това е, което е пълно йонно уравнение. Вместо „виртуални“ молекули, виждаме частици, които действително присъстват в разтвора (катиони и аниони). Няма да се спираме на въпроса защо сме записали H 2 O в молекулярна форма. Това ще бъде обяснено малко по-късно. Както можете да видите, няма нищо сложно: заменили сме молекулите с йони, които се образуват при тяхната дисоциация.

Въпреки това, дори пълното йонно уравнение не е перфектно. Наистина, погледнете по-отблизо: както в лявата, така и в дясната част на уравнение (2) има еднакви частици - Na + катиони и Cl - аниони. Тези йони не се променят по време на реакцията. Защо тогава изобщо са необходими? Нека ги премахнем и вземем кратко йонно уравнение:

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

Както можете да видите, всичко се свежда до взаимодействието на Н + и ОН - йони с образуването на вода (реакция на неутрализация).

Всички пълни и кратки йонни уравнения са записани. Ако решихме задача 31 на изпита по химия, ще получим максимална оценка за нея - 2 точки.

И така, още веднъж относно терминологията:

• HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - молекулно уравнение ("обичайно" уравнение, схематично отразяващо същността на реакцията);
• H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - пълно йонно уравнение (реалните частици в разтвора се виждат);
• H + + OH - = H 2 O - кратко йонно уравнение (премахнахме всички "боклуци" - частици, които не участват в процеса).

Алгоритъм за писане на йонни уравнения

1. Съставяме молекулярното уравнение на реакцията.
2. Всички частици, които се дисоциират в разтвора до забележима степен, се записват като йони; вещества, които не са склонни към дисоциация, оставяме "под формата на молекули".
3. Премахваме от двете части на уравнението т.нар. йони наблюдатели, т.е. частици, които не участват в процеса.
4. Проверяваме коефициентите и получаваме крайния отговор - кратко йонно уравнение.

Пример 1. Напишете пълно и кратко йонно уравнение, описващо взаимодействието на водни разтвори на бариев хлорид и натриев сулфат.

Решение. Ще действаме в съответствие с предложения алгоритъм. Нека първо настроим молекулярното уравнение. Бариевият хлорид и натриевият сулфат са две соли. Нека разгледаме раздела на справочника "Свойства на неорганичните съединения". Виждаме, че солите могат да взаимодействат една с друга, ако по време на реакцията се образува утайка. Да проверим:

Упражнение 2. Попълнете уравненията за следните реакции:

1. KOH + H 2 SO 4 \u003d
2. H3PO4 + Na2O \u003d
3. Ba(OH) 2 + CO 2 =
4. NaOH + CuBr 2 =
5. K 2 S + Hg (NO 3) 2 \u003d
6. Zn + FeCl 2 =

Упражнение 3. Напишете молекулните уравнения за реакциите (във воден разтвор) между: а) натриев карбонат и азотна киселина, б) никелов (II) хлорид и натриев хидроксид, в) ортофосфорна киселина и калциев хидроксид, г) сребърен нитрат и калиев хлорид, д) ) фосфорен оксид (V) и калиев хидроксид.

Искрено се надявам да не сте имали проблеми с изпълнението на тези три задачи. Ако това не е така, трябва да се върнете към темата " Химични свойстваосновни класове неорганични съединения“.

Как да превърнем молекулярно уравнение в пълно йонно уравнение

Най-интересното започва. Трябва да разберем кои вещества трябва да бъдат записани като йони и кои трябва да бъдат оставени в "молекулна форма". Трябва да запомните следното.

Под формата на йони напишете:

• разтворими соли (подчертавам, че само солите са силно разтворими във вода);
• алкали (нека ви напомня, че водоразтворимите основи се наричат ​​алкали, но не и NH 4 OH);
• силни киселини (H 2 SO 4 , HNO 3 , HCl, HBr, HI, HClO 4 , HClO 3 , H 2 SeO 4 , ...).

Както можете да видите, този списък е лесен за запомняне: той включва силни киселини и основи и всички разтворими соли. Между другото, на особено бдителните млади химици, които може да са възмутени от факта, че силните електролити (неразтворимите соли) не са включени в този списък, мога да ви кажа следното: НЕвключването на неразтворими соли в този списък изобщо не отхвърля фактът, че те са силни електролити.

Всички други вещества трябва да присъстват в йонните уравнения под формата на молекули. Тези взискателни читатели, които не се задоволяват с неясния термин "всички други вещества" и които, следвайки примера на героя от известен филм, изискват "обявят пълен списъкДавам следната информация.

Под формата на молекули напишете:

• всички неразтворими соли;
• всички слаби основи (включително неразтворими хидроксиди, NH4OH и подобни вещества);
• всички слаби киселини (H 2 CO 3 , HNO 2 , H 2 S, H 2 SiO 3 , HCN, HClO, почти всички органични киселини ...);
• въобще всички слаби електролити (вкл. вода!!!);
• оксиди (всички видове);
• всички газообразни съединения (по-специално H2, CO2, SO2, H2S, CO);
• прости вещества (метали и неметали);
• почти всички органични съединения(изключение - водоразтворими соли на органични киселини).

Фу, не мисля, че съм забравил нещо! Въпреки че според мен е по-лесно да запомните списък № 1. От фундаментално важното в списък № 2 отново ще отбележа водата.

Пример 2. Направете пълно йонно уравнение, описващо взаимодействието на меден (II) хидроксид и солна киселина.

Решение. Нека започнем, разбира се, с молекулярното уравнение. Медният (II) хидроксид е неразтворима основа. Всички неразтворими основи реагират със силни киселини, за да образуват сол и вода:

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

И сега откриваме кои вещества да напишем под формата на йони и кои - под формата на молекули. Списъците по-горе ще ни помогнат. Медният (II) хидроксид е неразтворима основа (виж таблицата за разтворимост), слаб електролит. Неразтворимите бази се записват в молекулярна форма. HCl е силна киселина, в разтвор почти напълно се дисоциира на йони. CuCl 2 е разтворима сол. Пишем в йонна форма. Вода – само под формата на молекули! Получаваме пълното йонно уравнение:

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

Пример 3. Напишете пълно йонно уравнение за реакцията на въглероден диоксид с воден разтвор на NaOH.

Решение. Въглеродният диоксид е типичен киселинен оксид, NaOH е алкален. Когато киселинните оксиди взаимодействат с водни разтвори на основи, се образуват сол и вода. Съставяме уравнението на молекулярната реакция (не забравяйте, между другото, за коефициентите):

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

CO 2 - оксид, газообразно съединение; запази молекулярната форма. NaOH - силна основа (алкали); написани под формата на йони. Na 2 CO 3 - разтворима сол; напишете под формата на йони. Водата е слаб електролит, практически не се дисоциира; оставете го в молекулярна форма. Получаваме следното:

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

Пример 4. Натриевият сулфид във воден разтвор реагира с цинков хлорид, за да образува утайка. Напишете пълното йонно уравнение за тази реакция.

Решение. Натриевият сулфид и цинковият хлорид са соли. Когато тези соли взаимодействат, цинковият сулфид се утаява:

Na 2 S + ZnCl 2 \u003d ZnS ↓ + 2NaCl.

Веднага ще запиша пълното йонно уравнение и вие сами ще го анализирате:

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

Ето някои задачи за вас самостоятелна работаи малък тест.

Упражнение 4. Напишете молекулярните и пълните йонни уравнения за следните реакции:

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

Упражнение 5. Напишете пълни йонни уравнения, описващи взаимодействието на: а) азотен оксид (V) с воден разтвор на бариев хидроксид, б) разтвор на цезиев хидроксид с йодоводородна киселина, в) водни разтвори на меден сулфат и калиев сулфид, г) калциев хидроксид и воден разтвор на железен нитрат (III).

Инструкция

Помислете за пример за образуване на слабо разтворимо съединение.

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

Или йонната версия:

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

При решаване на йонни уравнения трябва да се спазват следните правила:

Идентични йони от двете части са изключени;

Трябва да се помни, че сумата електрически зарядиот лявата страна на уравнението трябва да е равна на сумата от електрическите заряди от дясната страна на уравнението.

Напишете йонни уравнения на взаимодействие между водни разтвори на следните вещества: а) HCl и NaOH; b) AgNO3 и NaCl; в) K2CO3 и H2SO4; d) CH3COOH и NaOH.

Решение. Запишете уравненията на взаимодействието на тези вещества в молекулна форма:

а) HCl + NaOH = NaCl + H2O

б) AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3

в) K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + CO2 + H2O

г) CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

Имайте предвид, че взаимодействието на тези вещества е възможно, тъй като в резултат на това свързването на йони става с образуването на слабо (H2O), или слабо разтворимо вещество (AgCl), или газ (CO2).

Изключване на едни и същи йони от лявата и дясната част на уравнението (в случай на вариант а) - йони и, в случай б) - натриеви йони и -йони, в случай в) - калиеви йони и сулфатни йони), г) - натриеви йони, получете решение на тези йонни уравнения:

а) H+ + OH- = H2O

б) Ag+ + Cl- = AgCl

в) CO32- + 2H+ = CO2 + H2O

г) CH3COOH + OH- = CH3COO- + H2O

Доста често в независими и контролна работаима задачи, които включват решаване на уравнения на реакциите. Въпреки това, без известни знания, умения и способности, дори и най-простият химикал уравненияне пиши.

Инструкция

На първо място, трябва да изучите основните органични и неорганични съединения. В краен случай можете да имате подходящ лист за измама пред вас, който може да ви помогне по време на заданието. След обучение те все още ще бъдат депозирани в паметта необходими знанияи умения.

Основата е материалното покритие, както и методите за получаване на всяко съединение. Те обикновено се представят във формата общи схеми, например: 1. + основа = сол + вода
2. киселинен оксид + основа = сол + вода
3. основен оксид + киселина = сол + вода
4. метал + (dil) киселина \u003d сол + водород
5. разтворима сол + разтворима сол = неразтворима сол + разтворима сол
6. разтворима сол + = неразтворима основа + разтворима сол
Имайки пред очите си таблица с разтворимост на солта и, както и мамят листове, можете да ги използвате за решаване уравненияреакции. Важно е само да има пълен списъктакива схеми, както и информация за формулите и имената на различни класове органични и неорганични съединения.

След като самото уравнение успее, е необходимо да се провери правилността на писане на химични формули. Киселини, соли и основи лесно се проверяват спрямо таблицата за разтворимост, която показва зарядите на киселинните остатъци и металните йони. Важно е да запомните, че всеки трябва да бъде като цяло електрически неутрален, тоест количеството положителни зарядитрябва да съответства на броя на негативите. Не забравяйте да вземете предвид индексите, които се умножават по съответните такси.

Ако този етап е преминат и има увереност в правилния правопис уравненияхимически реакции, тогава вече можете спокойно да подредите коефициентите. Химическото уравнение е условна нотация реакцииизползване на химически символи, индекси и коефициенти. На този етап от задачата е задължително да се спазват правилата: Коефициентът се поставя пред химична формулаи се отнася до всички елементи, които изграждат веществото.
Индексът се поставя след химичен елементмалко по-долу и се отнася само за химичния елемент отляво.
Ако група (например киселинен остатък или хидроксилна група) е в скоби, тогава трябва да научите, че два съседни индекса (преди и след скобата) се умножават.
При преброяване на атомите на химичен елемент коефициентът се умножава (не се сумира!) По индекса.

След това количеството на всеки химичен елемент се изчислява така, че общият брой елементи, които съставляват изходните вещества, съвпада с броя на атомите, които съставляват съединенията, образувани от продуктите реакции. Чрез анализиране и прилагане на горните правила човек може да се научи да решава уравненияреакции, които са част от веригите на веществата.

SO 4 2- + Ba 2+ → BaSO 4 ↓

Алгоритъм:

Избираме противойон за всеки йон, използвайки таблицата за разтворимост, за да получим неутрална молекула - силен електролит.

1. Na 2 SO 4 + BaCl 2 → 2 NaCl + BaSO 4

2. BaI 2 + K 2 SO 4 → 2KI + BaSO 4

3. Ba(NO 33) 2 + (NH 4) 2 SO 4 → 2 NH 4 NO 3 + BaSO 4

Йонни пълни уравнения:

1. 2 Na + + SO 4 2- + Ba 2- + 2 Cl‾ → 2 Na + + 2 Cl‾ + BaSO 4

2. Ba 2+ + 2 I‾ + 2 K + + SO 4 2- → 2 K + + 2 I‾ + BaSO 4

3. Ba 2+ + 2 NO 3 ‾ + 2 NH 4 + + SO 4 2- → 2 NH 4 + + 2 NO 3 ‾ + BaSO 4

Заключение: към едно кратко уравнение, можете да съставите много молекулярни уравнения.

ТЕМА 9. ХИДРОЛИЗА НА СОЛИ

Хидролиза на соли - йонообменна реакция на сол с вода, водеща до

от гръцки "хидро", което води до образуването на слаб електролит (или

Вода, "лизис" - слаба основа или слаба киселина) и промяна

разлагане на средата на разтвора.

Всяка сол може да се разглежда като продукт на взаимодействието на основа с

киселина.