Velikokrat morajo šolarji in študenti sestaviti t.i. ionske reakcijske enačbe. Tej temi je namenjen zlasti problem 31, predlagan na enotnem državnem izpitu iz kemije. V tem članku bomo podrobno obravnavali algoritem za pisanje kratkih in popolnih ionskih enačb, analizirali bomo številne primere. različnih ravneh težave.

Zakaj potrebujemo ionske enačbe

Naj vas spomnim, da ko se veliko snovi raztopi v vodi (in ne samo v vodi!), pride do procesa disociacije - snovi se razgradijo na ione. Na primer, molekule HCl v vodnem mediju disociirajo na vodikove katione (H +, natančneje H 3 O +) in klorove anione (Cl -). Natrijev bromid (NaBr) je v vodni raztopini ne v obliki molekul, ampak v obliki hidratiziranih ionov Na + in Br - (mimogrede, ioni so prisotni tudi v trdnem natrijevem bromidu).

Pri zapisovanju »navadnih« (molekularnih) enačb ne upoštevamo, da v reakcijo ne vstopajo molekule, temveč ioni. Tako na primer izgleda enačba za reakcijo med klorovodikovo kislino in natrijevim hidroksidom:

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

Seveda ta diagram ne opisuje povsem pravilno postopka. Kot smo že povedali, v vodni raztopini praktično ni molekul HCl, obstajajo pa ioni H + in Cl -. Enako je z NaOH. Bolj pravilno bi bilo napisati naslednje:

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

To je tisto, kar je popolna ionska enačba... Namesto »virtualnih« molekul vidimo delce, ki so dejansko prisotni v raztopini (kationi in anioni). Za zdaj se ne bomo zadrževali pri vprašanju, zakaj smo H 2 O zapisali v molekularni obliki. To bo razloženo kasneje. Kot vidite, ni nič zapletenega: molekule smo zamenjali z ioni, ki nastanejo med njihovo disociacijo.

Vendar tudi popolna ionska enačba ni popolna. Dejansko si oglejte natančneje: tako na levi kot na desni strani enačbe (2) so enaki delci - kationi Na + in Cl - anioni. Med reakcijo se ti ioni ne spremenijo. Zakaj so potem sploh potrebni? Vzemimo jih in pojdimo kratka ionska enačba:

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

Kot lahko vidite, je vse odvisno od interakcije ionov H + in OH - s tvorbo vode (reakcija nevtralizacije).

Vse, popolne in jedrnate ionske enačbe so zapisane. Če bi na izpitu iz kemije rešili nalogo 31, bi zanjo prejeli največjo oceno - 2 točki.

Torej, še enkrat o terminologiji:

• HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - molekularna enačba ("navadne" enačbe, ki shematično odražajo bistvo reakcije);
• H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - polna ionska enačba (vidni so realni delci v raztopini);
• H + + OH - = H 2 O - kratka ionska enačba (odstranili smo vse "smeti" - delce, ki niso vključeni v proces).

Algoritem za pisanje ionskih enačb

1. Sestavimo molekularno enačbo reakcije.
2. Vsi delci, ki se v raztopini disociirajo do znatne stopnje, so zapisani v obliki ionov; puščamo snovi, ki niso nagnjene k disociaciji »v obliki molekul«.
3. Iz dveh delov enačbe odstranimo t.i. opazovalni ioni, torej delci, ki ne sodelujejo v procesu.
4. Preverimo koeficiente in dobimo končni odgovor – kratko ionsko enačbo.

Primer 1... Napišite popolno in jedrnato ionsko enačbo, ki opisuje interakcijo vodnih raztopin barijevega klorida in natrijevega sulfata.

Rešitev... Delovali bomo v skladu s predlaganim algoritmom. Najprej sestavimo molekularno enačbo. Barijev klorid in natrijev sulfat sta dve soli. Poglejmo si razdelek referenčne knjige "Lastnosti anorganskih spojin". Vidimo, da lahko soli medsebojno delujejo, če med reakcijo nastane oborina. Preverimo:

vaja 2... Izpolni enačbe za naslednje reakcije:

1. KOH + H2SO4 =
2. H3PO4 + Na2O =
3. Ba (OH) 2 + CO 2 =
4. NaOH + CuBr 2 =
5. K 2 S + Hg (NO 3) 2 =
6. Zn + FeCl 2 =

Vaja #3... Napišite molekularne enačbe reakcij (v vodni raztopini) med: a) natrijevim karbonatom in dušikovo kislino, b) nikljevim (II) kloridom in natrijevim hidroksidom, c) fosforjevo kislino in kalcijevim hidroksidom, d) srebrovim nitratom in kalijevim kloridom, e) fosforjev oksid (V) in kalijev hidroksid.

Iskreno upam, da boste brez težav opravili te tri naloge. Če temu ni tako, se morate vrniti na temo " Kemijske lastnosti glavni razredi anorganskih spojin".

Kako spremeniti molekularno enačbo v popolno ionsko enačbo

Zabava se začne. Razumeti moramo, katere snovi je treba zapisati kot ione in katere pustiti v "molekularni obliki". Zapomniti si moramo naslednje.

V obliki ionov zapišite:

• topne soli (poudarjam, samo soli so zlahka topne v vodi);
• alkalije (naj spomnim, da so alkalije vodotopne baze, ne pa NH 4 OH);
• močne kisline (H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HBr, HI, HClO 4, HClO 3, H 2 SeO 4, ...).

Kot lahko vidite, si tega seznama ni težko zapomniti: vključuje močne kisline in baze ter vse topne soli. Mimogrede, še posebej budnim mladim kemikom, ki bi lahko bili ogorčeni nad dejstvom, da močni elektroliti (netopne soli) niso bili vključeni na ta seznam, vam lahko povem naslednje: NEVključevanje netopnih soli na ta seznam sploh ne zanika, da so močni elektroliti.

Vse druge snovi morajo biti v ionskih enačbah prisotne v obliki molekul. Tisti zahtevni bralci, ki niso zadovoljni z nejasnim izrazom "vse druge snovi" in ki po vzoru junaka slavnega filma zahtevajo, da "berejo celoten seznam"Dajem naslednje podatke.

V obliki molekul zapišite:

• vse netopne soli;
• vse šibke baze (vključno z netopnimi hidroksidi, NH 4 OH in podobnimi snovmi);
• vse šibke kisline (H 2 CO 3, HNO 2, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN, HClO, skoraj vse organske kisline ...);
• na splošno vsi šibki elektroliti (vključno z vodo !!!);
• oksidi (vse vrste);
• vse plinaste spojine (zlasti H 2, CO 2, SO 2, H 2 S, CO);
• preproste snovi (kovine in nekovine);
• Skoraj vsi organske spojine(izjema so vodotopne soli organskih kislin).

Uf, zdi se, da nisem ničesar pozabil! Čeprav je po mojem mnenju lažje, se je vseeno spomniti seznama št. 1. Od temeljno pomembnih na seznamu št. 2 bom še enkrat opozoril na vodo.

Primer 2... Napišite celotno ionsko enačbo, ki opisuje interakcijo bakrovega (II) hidroksida in klorovodikove kisline.

Rešitev... Začnimo seveda z molekularno enačbo. Bakrov (II) hidroksid je netopna baza. Vse netopne baze reagirajo z močnimi kislinami in tvorijo sol in vodo:

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

In zdaj ugotovimo, katere snovi zapisati v obliki ionov in katere - v obliki molekul. Zgornji seznami nam bodo v pomoč. Bakrov (II) hidroksid je netopna baza (glej tabelo topnosti), šibek elektrolit. Netopne baze so zapisane v molekularni obliki. HCl je močna kislina, v raztopini skoraj popolnoma disociira na ione. CuCl 2 je topna sol. Pišemo v ionski obliki. Voda - samo v obliki molekul! Dobimo celotno ionsko enačbo:

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

Primer 3... Napišite celotno ionsko enačbo za reakcijo ogljikovega dioksida z vodno raztopino NaOH.

Rešitev... Ogljikov dioksid je tipičen kisli oksid, NaOH je alkalija. Ko kisli oksidi reagirajo z vodnimi raztopinami alkalij, nastaneta sol in voda. Sestavimo molekularno enačbo reakcije (mimogrede ne pozabite na koeficiente):

CO 2 + 2 NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O.

CO 2 - oksid, plinasta spojina; ohranjamo molekularno obliko. NaOH - močna baza (alkalija); pišemo v obliki ionov. Na 2 CO 3 - topna sol; pišemo v obliki ionov. Voda je šibek elektrolit, praktično ne disociira; pustite v molekularni obliki. Dobimo naslednje:

CO 2 + 2Na + + 2OH - = Na 2+ + CO 3 2- + H 2 O.

Primer 4... Natrijev sulfid v vodni raztopini reagira s cinkovim kloridom, da nastane oborina. Napišite celotno ionsko enačbo za to reakcijo.

Rešitev... Natrijev sulfid in cinkov klorid sta soli. Ko te soli medsebojno delujejo, se cinkov sulfid obori:

Na 2 S + ZnCl 2 = ZnS ↓ + 2NaCl.

Takoj bom zapisal celotno ionsko enačbo, vi pa jo boste sami analizirali:

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

Ponujam vam več nalog za samostojno delo in mali test.

4. vaja... Napišite molekularne in popolne ionske enačbe za naslednje reakcije:

1. NaOH + HNO3 =
2. H2S04 + MgO =
3. Ca (NO 3) 2 + Na 3 PO 4 =
4. CoBr 2 + Ca (OH) 2 =

Vaja #5... Napišite popolne ionske enačbe, ki opisujejo interakcijo: a) dušikovega oksida (V) z vodno raztopino barijevega hidroksida, b) raztopine cezijevega hidroksida z jodovodikovo kislino, c) vodnih raztopin bakrovega sulfata in kalijevega sulfida, d) kalcija hidroksida in vodne raztopine železovega nitrata (III).

Navodila

Razmislite o primeru nastanka slabo topne spojine.

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

Ali varianta v ionski obliki:

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

Pri reševanju ionskih enačb je treba upoštevati naslednja pravila:

Identični ioni so izključeni iz obeh delov;

Ne smemo pozabiti, da je znesek električni naboji na levi strani enačbe mora biti enak vsoti električnih nabojev na desni strani enačbe.

Napišite ionske enačbe interakcije med vodnimi raztopinami naslednjih snovi: a) HCl in NaOH; b) AgNO3 in NaCl; c) K2CO3 in H2SO4; d) CH3COOH in NaOH.

Rešitev. Zapišite enačbe interakcij teh snovi v molekularni obliki:

a) HCl + NaOH = NaCl + H2O

b) AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3

c) K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + CO2 + H2O

d) CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

Upoštevajte, da je interakcija teh snovi možna, saj posledično pride do vezave ionov s tvorbo bodisi šibke (H2O) bodisi težko topne snovi (AgCl) ali plina (CO2).

Odstranitev enakih ionov z leve in desne strani enakosti (v primeru možnosti a) - ioni in v primeru b) - natrijevi ioni in ioni, v primeru c) - kalijevi ioni in sulfatni ioni), d) - natrijevi ioni, rešite te ionske enačbe:

a) H + + OH- = H2O

b) Ag + + Cl- = AgCl

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

d) CH3COOH + OH- = CH3COO- + H2O

Precej pogosto v neodvisnih in nadzor deluje obstajajo naloge, ki vključujejo reševanje reakcijskih enačb. Vendar brez nekaj znanja, spretnosti in sposobnosti tudi najpreprostejša kemikalija enačb ne piši.

Navodila

Najprej morate preučiti osnovne organske in anorganske spojine. V skrajnem primeru imate lahko pred seboj primerno varalko, ki vam lahko pomaga pri nalogi. Po treningu bodo še vedno odloženi v spomin potrebno znanje in spretnosti.

Osnova je materialna obloga, pa tudi načini pridobivanja posamezne spojine. Običajno so predstavljeni kot splošne sheme, na primer: 1. + osnova = sol + voda
2.kislinski oksid + baza = sol + voda
3.bazični oksid + kislina = sol + voda
4.kovina + (zlomljena) kislina = sol + vodik
5.topna sol + topna sol = netopna sol + topna sol
6.topna sol + = netopna baza + topna sol
Če imate pred očmi tabelo topnosti soli in, poleg shem goljufij, jih lahko uporabite za reševanje enačb reakcije. Pomembno je le imeti popoln seznam takšne sheme, pa tudi informacije o formulah in imenih različnih razredov organskih in anorganskih spojin.

Ko sama enačba uspe, je treba preveriti pravilnost črkovanja kemičnih formul. Kisline, soli in baze je mogoče enostavno preveriti s pomočjo tabele topnosti, ki kaže naboje ionov kislinskih ostankov in kovin. Pomembno si je zapomniti, da mora biti vsak na splošno električno nevtralen, to je količina pozitivni naboji mora ustrezati številu negativnih. V tem primeru se upoštevajo indeksi, ki se pomnožijo z ustreznimi stroški.

Če je tudi ta stopnja opravljena in obstaja zaupanje v pravilnost črkovanja enačb kemični reakcije, potem lahko zdaj varno postavite koeficiente. Kemična enačba je pogojni zapis reakcije z uporabo kemičnih simbolov, indeksov in koeficientov. Na tej stopnji naloge se je nujno držati pravil: Koeficient je postavljen pred kemična formula in se nanaša na vse elemente, ki sestavljajo snov.
Indeks je postavljen za kemični element nekoliko nižje in se nanaša samo na kemični element, ki stoji levo od njega.
Če je skupina (na primer kislinski ostanek ali hidroksilna skupina) v oklepaju, morate razumeti, da se dva sosednja indeksa (pred in za oklepajem) pomnožita.
Pri štetju atomov kemičnega elementa se koeficient pomnoži (ne sešteje!) Z indeksom.

Nato se količina vsakega kemičnega elementa izračuna tako, da skupno število elementov, ki sestavljajo začetne snovi, sovpada s številom atomov, ki sestavljajo spojine nastalih produktov. reakcije... Z analizo in uporabo zgornjih pravil se lahko naučite reševati enačb reakcije, ki so del verig snovi.

SO 4 2- + Ba 2+ → BaSO 4 ↓

algoritem:

Za vsak ion izberemo protiion s pomočjo tabele topnosti, da dobimo nevtralno molekulo – močan elektrolit.

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

Ionske popolne enačbe:

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

Izhod: veliko molekularnih enačb je mogoče sestaviti na eno kratko enačbo.

TEMA 9. HIDROLIZA SOLI

Hidroliza soli - reakcija ionske izmenjave soli z vodo, ki vodi

iz grščine. "Hydro" do tvorbe šibkega elektrolita (oz

Voda, "liza" - šibka baza ali šibka kislina) in sprememba

razgradnjo raztopine.

Vsako sol lahko predstavimo kot produkt interakcije baze z

kislina.