Πώς να γράψετε μια σύντομη ιοντική εξίσωση. Παραδείγματα σύνθεσης ιοντικών εξισώσεων

Δεδομένου ότι οι ηλεκτρολύτες στο διάλυμα έχουν τη μορφή ιόντων, οι αντιδράσεις μεταξύ διαλυμάτων αλάτων, βάσεων και οξέων είναι αντιδράσεις μεταξύ ιόντων, δηλ. αντιδράσεις ιόντων.Μερικά από τα ιόντα που συμμετέχουν στην αντίδραση οδηγούν στο σχηματισμό νέων ουσιών (ουσίες χαμηλής διάστασης, καθίζηση, αέρια, νερό), ενώ άλλα ιόντα που υπάρχουν στο διάλυμα δεν παράγουν νέες ουσίες, αλλά παραμένουν στο διάλυμα. Για να δείξουμε ποια ιόντα αλληλεπιδρούν για να σχηματίσουν νέες ουσίες, συντάσσονται μοριακές, πλήρεις και σύντομες ιοντικές εξισώσεις.

ΣΕ μοριακές εξισώσειςΌλες οι ουσίες παρουσιάζονται με τη μορφή μορίων. Πλήρεις ιοντικές εξισώσειςδείχνουν ολόκληρο τον κατάλογο των ιόντων που υπάρχουν στο διάλυμα κατά τη διάρκεια μιας δεδομένης αντίδρασης. Σύντομες ιοντικές εξισώσειςαποτελούνται μόνο από εκείνα τα ιόντα, η αλληλεπίδραση μεταξύ των οποίων οδηγεί στο σχηματισμό νέων ουσιών (ουσίες χαμηλής διάστασης, ιζήματα, αέρια, νερό).

Κατά τη σύνταξη ιοντικές αντιδράσειςΘα πρέπει να θυμόμαστε ότι οι ουσίες είναι ελαφρώς διασπαρμένες (ασθενείς ηλεκτρολύτες), ελαφρώς και ελάχιστα διαλυτές (ίζημα - " Ν”, “Μ», βλέπε παράρτημα, πίνακας 4) και τα αέρια γράφονται με τη μορφή μορίων. Ισχυροί ηλεκτρολύτες, σχεδόν πλήρως διαχωρισμένοι, έχουν τη μορφή ιόντων. Το σύμβολο «↓» μετά τον τύπο μιας ουσίας υποδηλώνει ότι αυτή η ουσία απομακρύνεται από τη σφαίρα αντίδρασης με τη μορφή ιζήματος και το σύμβολο «» υποδηλώνει ότι η ουσία αφαιρείται με τη μορφή αερίου.

Η διαδικασία σύνθεσης ιοντικών εξισώσεων χρησιμοποιώντας γνωστές μοριακές εξισώσειςΑς δούμε το παράδειγμα της αντίδρασης μεταξύ διαλυμάτων Na 2 CO 3 και HCl.

1. Η εξίσωση αντίδρασης γράφεται σε μοριακή μορφή:

Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + H 2 CO 3

2. Η εξίσωση ξαναγράφεται σε ιοντική μορφή, με καλά διαχωριζόμενες ουσίες γραμμένες με τη μορφή ιόντων, και ουσίες με κακή διάσταση (συμπεριλαμβανομένου του νερού), αέρια ή ελάχιστα διαλυτές ουσίες - με τη μορφή μορίων. Ο συντελεστής μπροστά από τον τύπο μιας ουσίας σε μια μοριακή εξίσωση ισχύει εξίσου για καθένα από τα ιόντα που αποτελούν την ουσία και επομένως τοποθετείται μπροστά από το ιόν στην ιοντική εξίσωση:

2 Na + + CO 3 2- + 2H + + 2Cl -<=>2Na + + 2Cl - + CO 2 + H 2 O

3. Και από τις δύο πλευρές της ισότητας, τα ιόντα που βρίσκονται στην αριστερή και στη δεξιά πλευρά εξαιρούνται (μειώνονται):

2Na++ CO 3 2- + 2Η + + 2Cl -<=> 2Na+ + 2Cl -+ CO 2 + H 2 O

4. Η ιοντική εξίσωση γράφεται στην τελική της μορφή (σύντομη ιοντική εξίσωση):

2H + + CO 3 2-<=>CO 2 + H 2 O

Εάν κατά τη διάρκεια της αντίδρασης σχηματιστούν και/ή ελαφρώς διασπασμένες και/ή ελάχιστα διαλυτές ή/και αέριες ουσίες ή/και νερό και τέτοιες ενώσεις απουσιάζουν στις πρώτες ουσίες, τότε η αντίδραση θα είναι πρακτικά μη αναστρέψιμη (→) , και για αυτό είναι δυνατό να συντεθεί μια μοριακή, πλήρης και σύντομη ιοντική εξίσωση. Εάν τέτοιες ουσίες υπάρχουν τόσο στα αντιδραστήρια όσο και στα προϊόντα, τότε η αντίδραση θα είναι αναστρέψιμη (<=>):

Μοριακή εξίσωση: CaCO 3 + 2HCl<=>CaCl 2 + H 2 O + CO 2

Πλήρης ιοντική εξίσωση: CaCO 3 + 2H + + 2Cl –<=>Ca 2+ + 2Cl – + H 2 O + CO 2

>> Χημεία: Ιωνικές εξισώσεις

Ιωνικές εξισώσεις

Όπως γνωρίζετε ήδη από προηγούμενα μαθήματα χημείας, οι περισσότερες χημικές αντιδράσεις συμβαίνουν σε διαλύματα. Και επειδή όλα τα διαλύματα ηλεκτρολυτών περιλαμβάνουν ιόντα, μπορούμε να πούμε ότι οι αντιδράσεις στα διαλύματα ηλεκτρολυτών ανάγονται σε αντιδράσεις μεταξύ ιόντων.

Αυτές οι αντιδράσεις που συμβαίνουν μεταξύ ιόντων ονομάζονται ιοντικές αντιδράσεις. Και οι ιοντικές εξισώσεις είναι ακριβώς οι εξισώσεις αυτών των αντιδράσεων.

Κατά κανόνα, οι εξισώσεις ιοντικής αντίδρασης λαμβάνονται από μοριακές εξισώσεις, αλλά αυτό συμβαίνει με τους ακόλουθους κανόνες:

Πρώτον, οι τύποι των ασθενών ηλεκτρολυτών, καθώς και των αδιάλυτων και ελαφρώς διαλυτών ουσιών, αερίων, οξειδίων κ.λπ. δεν καταγράφονται ως ιόντα, η εξαίρεση σε αυτόν τον κανόνα είναι το ιόν HSO−4 και στη συνέχεια σε αραιωμένη μορφή.

Δεύτερον, οι τύποι ισχυρών οξέων, αλκαλίων και επίσης υδατοδιαλυτών αλάτων παρουσιάζονται συνήθως με τη μορφή ιόντων. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι ένας τύπος όπως το Ca(OH)2 παρουσιάζεται με τη μορφή ιόντων εάν χρησιμοποιείται ασβεστόνερο. Εάν χρησιμοποιείται γάλα ασβέστη, το οποίο περιέχει αδιάλυτα σωματίδια Ca(OH)2, τότε η φόρμουλα με τη μορφή ιόντων επίσης δεν καταγράφεται.

Κατά τη σύνθεση ιοντικών εξισώσεων, κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται οι πλήρεις ιοντικές και συντομευμένες, δηλαδή, σύντομες εξισώσεις ιοντικής αντίδρασης. Αν λάβουμε υπόψη την ιοντική εξίσωση, η οποία έχει συντομευμένη μορφή, τότε δεν παρατηρούμε ιόντα σε αυτήν, δηλαδή απουσιάζουν και από τα δύο μέρη της πλήρους ιοντικής εξίσωσης.

Ας δούμε παραδείγματα για το πώς γράφονται οι μοριακές, πλήρεις και συντομευμένες ιοντικές εξισώσεις:

Επομένως, θα πρέπει να θυμόμαστε ότι οι τύποι των ουσιών που δεν αποσυντίθενται, καθώς και οι αδιάλυτες και αέριες ουσίες, συνήθως γράφονται σε μοριακή μορφή κατά τη σύνταξη ιοντικών εξισώσεων.

Επίσης, θα πρέπει να θυμόμαστε ότι εάν μια ουσία καθιζάνει, ένα βέλος προς τα κάτω (↓) σχεδιάζεται δίπλα σε έναν τέτοιο τύπο. Λοιπόν, στην περίπτωση που μια αέρια ουσία απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, τότε δίπλα στον τύπο θα πρέπει να υπάρχει ένα εικονίδιο σαν ένα βέλος προς τα πάνω ().

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά με ένα παράδειγμα. Αν έχουμε διάλυμα θειικού νατρίου Na2SO4, και προσθέσουμε σε αυτό διάλυμα χλωριούχου βαρίου BaCl2 (Εικ. 132), θα δούμε ότι έχουμε σχηματίσει ένα λευκό ίζημα θειικού βαρίου BaSO4.

Κοιτάξτε προσεκτικά την εικόνα που δείχνει την αλληλεπίδραση μεταξύ θειικού νατρίου και χλωριούχου βαρίου:

Τώρα ας γράψουμε τη μοριακή εξίσωση για την αντίδραση:

Λοιπόν, τώρα ας ξαναγράψουμε αυτή την εξίσωση, όπου οι ισχυροί ηλεκτρολύτες θα απεικονίζονται με τη μορφή ιόντων και οι αντιδράσεις που φεύγουν από τη σφαίρα παρουσιάζονται με τη μορφή μορίων:

Καταγράψαμε την πλήρη ιοντική εξίσωση για την αντίδραση.

Τώρα ας προσπαθήσουμε να αφαιρέσουμε τα ίδια ιόντα από το ένα και το άλλο μέρος της ισότητας, δηλαδή εκείνα τα ιόντα που δεν συμμετέχουν στην αντίδραση 2Na+ και 2Cl, τότε θα πάρουμε μια συντομευμένη ιοντική εξίσωση της αντίδρασης, η οποία θα μοιάζει με αυτό:

Από αυτή την εξίσωση βλέπουμε ότι όλη η ουσία αυτής της αντίδρασης καταλήγει στην αλληλεπίδραση ιόντων βαρίου Ba2+ και θειικών ιόντων

και ότι ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ένα ίζημα BaSO4, ακόμη και ανεξάρτητα από το ποιοι ηλεκτρολύτες περιείχαν αυτά τα ιόντα πριν από την αντίδραση.

Πώς να λύσετε ιοντικές εξισώσεις

Και τέλος, ας συνοψίσουμε το μάθημά μας και ας προσδιορίσουμε πώς να λύσουμε ιοντικές εξισώσεις. Εσείς και εγώ γνωρίζουμε ήδη ότι όλες οι αντιδράσεις που συμβαίνουν σε διαλύματα ηλεκτρολυτών μεταξύ ιόντων είναι ιοντικές. Αυτές οι αντιδράσεις συνήθως επιλύονται ή περιγράφονται χρησιμοποιώντας ιοντικές εξισώσεις.

Επίσης, θα πρέπει να θυμόμαστε ότι όλες εκείνες οι ενώσεις που είναι πτητικές, δύσκολα διαλυόμενες ή ελαφρώς διασπασμένες βρίσκουν ένα διάλυμα σε μοριακή μορφή. Επίσης, δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι στην περίπτωση που κανένας από τους παραπάνω τύπους ενώσεων δεν σχηματίζεται κατά την αλληλεπίδραση διαλυμάτων ηλεκτρολυτών, αυτό σημαίνει ότι οι αντιδράσεις πρακτικά δεν συμβαίνουν.

Κανόνες επίλυσης ιοντικών εξισώσεων

Για ένα σαφές παράδειγμα, ας πάρουμε το σχηματισμό μιας ελάχιστα διαλυτής ένωσης όπως:

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

Σε ιοντική μορφή, αυτή η έκφραση θα μοιάζει με:

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

Εφόσον εσείς και εγώ παρατηρούμε ότι μόνο ιόντα βαρίου και θειικά ιόντα αντέδρασαν, και τα υπόλοιπα ιόντα δεν αντέδρασαν και η κατάστασή τους παρέμεινε η ίδια. Από αυτό προκύπτει ότι μπορούμε να απλοποιήσουμε αυτήν την εξίσωση και να τη γράψουμε σε συντομευμένη μορφή:

Ba2+ + SO42- = BaSO4

Τώρα ας θυμηθούμε τι πρέπει να κάνουμε όταν λύνουμε ιοντικές εξισώσεις:

Πρώτον, είναι απαραίτητο να εξαλειφθούν τα ίδια ιόντα και από τις δύο πλευρές της εξίσωσης.

Δεύτερον, δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι το άθροισμα των ηλεκτρικών φορτίων της εξίσωσης πρέπει να είναι το ίδιο, τόσο στη δεξιά όσο και στην αριστερή πλευρά της.

Παράδειγμα 1.

Fe(OH) 2 + H 2 SO 4  FeSO4 +2H2O

Το Fe(OH) 2 είναι μια πρακτικά αδιάλυτη ένωση (βλέπε πίνακα διαλυτότητας), και επομένως γράφεται σε αδιάσπαστη (μοριακή) μορφή: Fe(OH) 2.

Το H 2 SO 4 είναι μια εξαιρετικά διαλυτή ένωση, η οποία είναι επίσης ένας ισχυρός ηλεκτρολύτης (δείτε τον κατάλογο οξέων - ισχυρών ηλεκτρολυτών που δίνεται παραπάνω), και επομένως γράφεται σε διάσπαση μορφή: 2H + + SO 4 2-.

Το FeSO 4 είναι μια πολύ διαλυτή ένωση (βλ. πίνακα διαλυτότητας), η οποία είναι επίσης ισχυρός ηλεκτρολύτης (καθώς είναι άλας), και επομένως γράφεται σε διάσπαση μορφή: Fe 2+ + SO 4 2- .

Το νερό H 2 O είναι ένας ασθενής ηλεκτρολύτης και επομένως γράφεται στην αδιάσπαστη μορφή του: 2H 2 O.

Fe(OH) 2 + 2H + + SO 4 2-  Fe 2+ + SO 4 2- + 2H 2 O

ή, αφού ακυρώσετε τα ίδια σωματίδια στην αριστερή και δεξιά πλευρά της εξίσωσης (SO 4 2-),

Fe(OH) 2 + 2Η+  Fe 2+ + 2H 2 O.

Παράδειγμα 2 . Να γράψετε την ιοντική-μοριακή εξίσωση της αντίδρασης:

FeCl3 + 3NH40H  Fe(OH) 3 ↓+ 3NH 4 Cl

Το FeCl 3 είναι μια πολύ διαλυτή ένωση, η οποία είναι επίσης ισχυρός ηλεκτρολύτης (καθώς είναι άλας), και επομένως γράφεται σε διάσπαση μορφή: Fe 3+ + 3Cl - .

Το NH 4 OH είναι επίσης μια διαλυτή ένωση, αλλά είναι ένας ασθενής ηλεκτρολύτης (δεν περιλαμβάνεται στη λίστα των ισχυρών βάσεων, βλέπε παραπάνω), και επομένως γράφεται σε μοριακή μορφή: 3NH 4 OH.

Το Fe(OH) 3 είναι μια πρακτικά αδιάλυτη ένωση και, ως εκ τούτου, γράφεται σε μοριακή μορφή: Fe(OH) 3.

Το NH 4 Cl είναι μια πολύ διαλυτή ένωση, η οποία είναι επίσης ισχυρός ηλεκτρολύτης (καθώς είναι άλας), και επομένως γράφεται σε διάσπαση μορφή: 3NH 4 + + 3Cl - .

Η συνολική ιοντική-μοριακή εξίσωση γράφεται ως εξής:

Fe 3+ + 3Cl - + 3NH 4 OH  Fe(OH) 3 ↓ + 3NH 4 + + 3Cl -

ή, μετά από αναγωγή πανομοιότυπων ιόντων (Cl -),

Fe 3+ + 3NH 4 OH  Fe(OH) 3 ↓ + 3NH4+.

Παράδειγμα 3.Να γράψετε την ιοντική-μοριακή εξίσωση της αντίδρασης:

ΚΙ + ΑγΙ  Κ.

Το ΚΙ είναι μια πολύ διαλυτή ένωση, η οποία είναι επίσης ισχυρός ηλεκτρολύτης (καθώς είναι άλας), και επομένως γράφεται σε διάσπαση μορφή: K + + I - .

Το AgI είναι μια πρακτικά αδιάλυτη ένωση και επομένως γράφεται στην αδιάσπαστη (μοριακή) μορφή της: AgI.

Το Κ είναι μια σύνθετη ένωση, όπως αποδεικνύεται από την παρουσία αγκύλων στον τύπο της ένωσης. Η ίδια η ένωση είναι ένα άλας, πολύ διαλυτό στο νερό (το σύμβολο του ιζήματος δεν σημειώνεται) και επομένως πρέπει να διασπαστεί σε ιόντα K + και -. Στην περίπτωση αυτή, το προκύπτον ιόν είναι σύνθετο (σταθερό), δηλαδή, πρακτικά δεν υφίσταται περαιτέρω διάσπαση. Έτσι, η σύνδεση γράφεται ως: K + + - .

Η συνολική ιοντική-μοριακή εξίσωση γράφεται ως εξής:

K + + I - + AgI = K + + -

ή, αφού ακυρώσετε πανομοιότυπα σωματίδια στην αριστερή και δεξιά πλευρά της εξίσωσης (K+),

AgI + I -  - .

Να γίνει η δουλειά

Πείραμα 1. Σχηματισμός ελάχιστα διαλυτών βάσεων.Ρίξτε 3-5 σταγόνες ενός διαλύματος άλατος σιδήρου (III) σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα, την ίδια ποσότητα ενός διαλύματος άλατος χαλκού (II) σε έναν άλλο και ένα διάλυμα άλατος νικελίου (II) σε έναν τρίτο. Προσθέστε μερικές σταγόνες αλκαλικού διαλύματος σε κάθε δοκιμαστικό σωλήνα μέχρι να σημειωθεί καθίζηση. Αποθηκεύστε το ίζημα μέχρι το επόμενο πείραμα.

Σε ποια κατηγορία ανήκουν τα προκύπτοντα ιζήματα υδροξειδίου μετάλλου; Είναι αυτά τα υδροξείδια ισχυρές βάσεις;

Πείραμα 2. Διάλυση ελαφρώς διαλυτών βάσεων.Προσθέστε μερικές σταγόνες διαλύματος υδροχλωρικού οξέος με συγκέντρωση 15% στα ιζήματα που ελήφθησαν στο προηγούμενο πείραμα μέχρι να διαλυθούν πλήρως.

Ποια νέα, ελαφρώς διασπαρμένη ένωση σχηματίζεται όταν οι βάσεις διαλύονται σε ένα οξύ;

Πείραμα 3. Σχηματισμός ελαφρώς διαλυτών αλάτων.

Α. Ρίξτε 3-5 σταγόνες διαλύματος νιτρικού μολύβδου (II) σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες και προσθέστε μερικές σταγόνες ιωδιούχου καλίου στον ένα δοκιμαστικό σωλήνα και χλωριούχο βάριο στον άλλο.

Τι παρατηρείται σε κάθε δοκιμαστικό σωλήνα;

Β. Ρίξτε 3-5 σταγόνες διαλύματος θειικού νατρίου σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα και την ίδια ποσότητα διαλύματος θειικού χρωμίου (III) στον άλλο. Προσθέστε μερικές σταγόνες διαλύματος χλωριούχου βαρίου σε κάθε δοκιμαστικό σωλήνα μέχρι να καταβυθιστεί.

Ποια ουσία σχηματίζεται ως ίζημα; Θα συμβεί παρόμοια αντίδραση χλωριούχου βαρίου, για παράδειγμα, με θειικό σίδηρο (III);

Πείραμα 4. Μελέτη των ιδιοτήτων των αμφοτερικών υδροξειδίων.

ΕΝΑ . Προσθέστε 3 σταγόνες διάλυμα αλατιού ψευδαργύρου και μερικές σταγόνες αραιωμένοδιάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (από ένα ράφι με αντιδραστήρια) μέχρι να σχηματιστεί ένα ίζημα υδροξειδίου του ψευδαργύρου. Διαλύστε τα ιζήματα που προκύπτουν: σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα - σε διάλυμα υδροχλωρικού οξέος, σε άλλο - σε περίσσεια συμπυκνωμένοςδιάλυμα καυστικής σόδας (από καπναγωγό).

Β. Προσθέστε 3 σταγόνες διαλύματος άλατος αλουμινίου και μερικές σταγόνες σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες αραιωμένοδιάλυμα καυστικής σόδας (από ράφι με αντιδραστήρια) μέχρι να σχηματιστεί ίζημα υδροξειδίου του αργιλίου. Διαλύστε τα ιζήματα που προκύπτουν: σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα - σε διάλυμα υδροχλωρικού οξέος, σε άλλο - σε περίσσεια συμπυκνωμένος

Β. Προσθέστε 3 σταγόνες διαλύματος άλατος χρωμίου (III) και μερικές σταγόνες από αραιωμένοδιάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (από ένα ράφι με αντιδραστήρια) μέχρι να σχηματιστεί ένα ίζημα υδροξειδίου του χρωμίου (III). Διαλύστε τα ιζήματα που προκύπτουν: σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα - σε διάλυμα υδροχλωρικού οξέος, σε άλλο - σε περίσσεια συμπυκνωμένοςδιάλυμα καυστικής σόδας (από καπναγωγό).

Πείραμα 5. Σχηματισμός ελαφρώς διασπασμένων ενώσεων.Προσθέστε 3-5 σταγόνες διαλύματος χλωριούχου αμμωνίου σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα και προσθέστε μερικές σταγόνες διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου. Δώστε προσοχή στη μυρωδιά, εξηγήστε την εμφάνισή της με βάση την εξίσωση αντίδρασης.

Πείραμα 6. Σχηματισμός συμπλεγμάτων.Ρίξτε 3-5 σταγόνες διαλύματος θειικού χαλκού (II) σε δοκιμαστικό σωλήνα και μετά προσθέστε σταγόνα-σταγόνα αραιωμένο(από ένα ράφι με αντιδραστήρια!) διάλυμα αμμωνίας μέχρι να σχηματιστεί ένα ίζημα θειικού υδροξυχαλκού (II) σύμφωνα με την αντίδραση:

2CuSO 4 + 2NH 4 OH = (CuOH) 2 SO 4 ↓ + (NH 4) 2 SO 4

Προσθέστε περίσσεια στο ίζημα συμπυκνωμένοςδιάλυμα αμμωνίας (από καπναγωγό!). Δώστε προσοχή στη διάλυση του ιζήματος σύμφωνα με την αντίδραση:

(CuOH) 2 SO 4 + (NH 4) 2 SO 4 + 6NH 4 OH = 2SO 4 + 8H 2 O

Τι χρώμα έχει το σύμπλοκο διαλυτής αμίνης χαλκού που προκύπτει;

Πείραμα 7. Σχηματισμός αερίων.

Α. Ρίξτε 3-5 σταγόνες διαλύματος ανθρακικού νατρίου και μερικές σταγόνες θειικού οξέος σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα. Τι παρατηρείται;

Β. Ρίξτε 3-5 σταγόνες διαλύματος θειούχου νατρίου και 1 σταγόνα θειικού οξέος σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα. Δώστε προσοχή στη μυρωδιά του αερίου που διαφεύγει.

Κατά τη σύνθεση ιοντικών εξισώσεων, θα πρέπει να καθοδηγείται από το γεγονός ότι οι τύποι των ελαφρώς αποσυνδεόμενων, αδιάλυτων και αέριων ουσιών γράφονται σε μοριακή μορφή. Εάν μια ουσία καθιζάνει, τότε, όπως ήδη γνωρίζετε, ένα βέλος που δείχνει προς τα κάτω (↓) τοποθετείται δίπλα στον τύπο της και εάν μια αέρια ουσία απελευθερωθεί κατά την αντίδραση, τότε ένα βέλος που δείχνει προς τα πάνω () τοποθετείται δίπλα στον τύπο της. .

Για παράδειγμα, εάν ένα διάλυμα χλωριούχου βαρίου BaCl 2 προστεθεί σε ένα διάλυμα θειικού νατρίου Na 2 SO 4 (Εικ. 132), τότε ως αποτέλεσμα της αντίδρασης σχηματίζεται ένα λευκό ίζημα θειικού βαρίου BaSO 4. Ας γράψουμε τη μοριακή εξίσωση της αντίδρασης:

Ρύζι. 132.
Αντίδραση μεταξύ θειικού νατρίου και χλωριούχου βαρίου

Ας ξαναγράψουμε αυτή την εξίσωση, απεικονίζοντας ισχυρούς ηλεκτρολύτες με τη μορφή ιόντων και αντιδράσεις που αφήνουν τη σφαίρα ως μόρια:

Καταγράψαμε έτσι την πλήρη ιοντική εξίσωση της αντίδρασης. Αν εξαιρέσουμε πανομοιότυπα ιόντα και από τις δύο πλευρές της εξίσωσης, δηλαδή ιόντα που δεν συμμετέχουν στην αντίδραση (2Na + και 2Cl - στην αριστερή και δεξιά πλευρά της εξίσωσης), προκύπτει η συντομευμένη ιοντική εξίσωση της αντίδρασης:

Αυτή η εξίσωση δείχνει ότι η ουσία της αντίδρασης ανάγεται στην αλληλεπίδραση ιόντων βαρίου Ba 2+ και θειικών ιόντων, ως αποτέλεσμα της οποίας σχηματίζεται ένα ίζημα BaSO 4. Σε αυτή την περίπτωση, δεν έχει καθόλου σημασία ποιοι ηλεκτρολύτες περιείχαν αυτά τα ιόντα πριν από την αντίδραση. Μια παρόμοια αλληλεπίδραση μπορεί να παρατηρηθεί μεταξύ K 2 SO 4 και Ba(NO 3) 2, H 2 SO 4 και BaCl 2.

Εργαστηριακό πείραμα Νο 17
Αλληλεπίδραση μεταξύ διαλυμάτων χλωριούχου νατρίου και νιτρικού αργύρου

Σε 1 ml διαλύματος χλωριούχου νατρίου σε δοκιμαστικό σωλήνα, προσθέστε μερικές σταγόνες διαλύματος νιτρικού αργύρου χρησιμοποιώντας μια πιπέτα. Τι παρατηρείτε; Γράψτε τις μοριακές και ιοντικές εξισώσεις για την αντίδραση. Χρησιμοποιώντας τη συντομευμένη ιοντική εξίσωση, προτείνετε διάφορες επιλογές για τη διεξαγωγή αυτής της αντίδρασης με άλλους ηλεκτρολύτες. Να γράψετε τις μοριακές εξισώσεις για τις αντιδράσεις που πραγματοποιήθηκαν.

Έτσι, οι συντομευμένες ιοντικές εξισώσεις είναι οι εξισώσεις στο γενική άποψη, που χαρακτηρίζουν την ουσία μιας χημικής αντίδρασης και δείχνουν ποια ιόντα αντιδρούν και ποια ουσία σχηματίζεται ως αποτέλεσμα.

Ρύζι. 133.
Αντίδραση μεταξύ νιτρικού οξέος και υδροξειδίου του νατρίου

Εάν προστεθεί περίσσεια διαλύματος νιτρικού οξέος σε διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου, χρώματος βυσσινί, από φαινολοφθαλεΐνη (Εικ. 133), το διάλυμα θα αποχρωματιστεί, γεγονός που θα χρησιμεύσει ως σήμα για να συμβεί μια χημική αντίδραση:

NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O.

Η πλήρης ιοντική εξίσωση για αυτήν την αντίδραση είναι:

Na + + OH - + H + + NO 3 = Na + + NO - 3 + H 2 O.

Αλλά επειδή τα ιόντα Na + και NO - 3 στο διάλυμα παραμένουν αμετάβλητα, δεν μπορούν να γραφτούν και τελικά η συντομευμένη ιοντική εξίσωση της αντίδρασης γράφεται ως εξής:

H + + OH - = H 2 O.

Δείχνει αυτή την αλληλεπίδραση ισχυρό οξύκαι το αλκάλιο καταλήγει στην αλληλεπίδραση των ιόντων Η + και των ιόντων ΟΗ -, ως αποτέλεσμα της οποίας σχηματίζεται μια ελαφρώς διασπώμενη ουσία - το νερό.

Μια τέτοια αντίδραση ανταλλαγής μπορεί να συμβεί όχι μόνο μεταξύ οξέων και αλκαλίων, αλλά και μεταξύ οξέων και αδιάλυτων βάσεων. Για παράδειγμα, εάν λάβετε ένα μπλε ίζημα αδιάλυτου υδροξειδίου του χαλκού (II) αντιδρώντας θειικό χαλκό (II) με αλκάλια (Εικ. 134):

και στη συνέχεια διαιρέστε το ίζημα που προκύπτει σε τρία μέρη και προσθέστε ένα διάλυμα θειικού οξέος στο ίζημα στον πρώτο δοκιμαστικό σωλήνα, υδροχλωρικό οξύ στο ίζημα στον δεύτερο δοκιμαστικό σωλήνα και ένα διάλυμα νιτρικού οξέος στο ίζημα στον τρίτο δοκιμαστικό σωλήνα , τότε το ίζημα θα διαλυθεί και στους τρεις δοκιμαστικούς σωλήνες (Εικ. 135) .

Ρύζι. 135.
Αντίδραση υδροξειδίου του χαλκού (II) με οξέα:
α - θείο? β - αλάτι; γ - άζωτο

Αυτό θα σημαίνει ότι σε όλες τις περιπτώσεις έλαβε χώρα μια χημική αντίδραση, η ουσία της οποίας αντανακλάται χρησιμοποιώντας την ίδια ιοντική εξίσωση.

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

Για να το επαληθεύσετε αυτό, σημειώστε τις μοριακές, πλήρεις και συντομευμένες ιοντικές εξισώσεις των παραπάνω αντιδράσεων.

Εργαστηριακό πείραμα Νο 18
Παρασκευή αδιάλυτου υδροξειδίου και αλληλεπίδρασή του με οξέα

Ρίξτε 1 ml διαλύματος χλωριούχου ή θειικού σιδήρου (III) σε τρεις δοκιμαστικούς σωλήνες. Ρίξτε 1 ml αλκαλικού διαλύματος σε κάθε δοκιμαστικό σωλήνα. Τι παρατηρείτε; Στη συνέχεια, προσθέστε στους δοκιμαστικούς σωλήνες διαλύματα θειικού, νιτρικού και υδροχλωρικού οξέος, αντίστοιχα, μέχρι να εξαφανιστεί το ίζημα. Γράψτε τις μοριακές και ιοντικές εξισώσεις για την αντίδραση.

Προτείνετε διάφορες επιλογές για τη διεξαγωγή μιας τέτοιας αντίδρασης με άλλους ηλεκτρολύτες. Να γράψετε τις μοριακές εξισώσεις για τις προτεινόμενες αντιδράσεις.

Ας εξετάσουμε τις ιοντικές αντιδράσεις που συμβαίνουν με το σχηματισμό αερίου.

Ρίξτε 2 ml διαλυμάτων ανθρακικού νατρίου και ανθρακικού καλίου σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες. Στη συνέχεια, ρίξτε υδροχλωρικό οξύ στο πρώτο και διάλυμα νιτρικού οξέος στο δεύτερο (Εικ. 136). Και στις δύο περιπτώσεις, θα παρατηρήσουμε ένα χαρακτηριστικό «βρασμό» λόγω του εκλυόμενου διοξειδίου του άνθρακα.

Ρύζι. 136.
Αλληλεπίδραση διαλυτών ανθρακικών:
α - με υδροχλωρικό οξύ. β - με νιτρικό οξύ

Ας γράψουμε τις εξισώσεις μοριακής και ιοντικής αντίδρασης για την πρώτη περίπτωση:

Οι αντιδράσεις που συμβαίνουν σε διαλύματα ηλεκτρολυτών γράφονται χρησιμοποιώντας ιοντικές εξισώσεις. Αυτές οι αντιδράσεις ονομάζονται αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων, καθώς οι ηλεκτρολύτες ανταλλάσσουν τα ιόντα τους σε διαλύματα. Έτσι, μπορούν να εξαχθούν δύο συμπεράσματα.

Λέξεις-κλειδιά και φράσεις

1. Μοριακές και ιοντικές εξισώσεις αντίδρασης.
2. Αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων.
3. Αντιδράσεις εξουδετέρωσης.

Εργασία με υπολογιστή

1. Ανατρέξτε στην ηλεκτρονική εφαρμογή. Μελετήστε το υλικό του μαθήματος και ολοκληρώστε τις εργασίες που σας ανατέθηκαν.
2. Βρείτε διευθύνσεις email στο Διαδίκτυο που μπορούν να χρησιμεύσουν ως πρόσθετες πηγές που αποκαλύπτουν το περιεχόμενο των λέξεων-κλειδιών και των φράσεων στην παράγραφο. Προσφέρετε τη βοήθειά σας στον δάσκαλο για την προετοιμασία ενός νέου μαθήματος - στείλτε ένα μήνυμα από λέξεις-κλειδιάκαι φράσεις στην επόμενη παράγραφο.

Ερωτήσεις και εργασίες

Σε αραιά διαλύματα ηλεκτρολυτών (οξέα, βάσεις, άλατα) χημικές αντιδράσειςσυνήθως συμβαίνουν με τη συμμετοχή ιόντων. Σε αυτή την περίπτωση, όλα τα στοιχεία των αντιδραστηρίων μπορούν να διατηρήσουν τις καταστάσεις οξείδωσης ( αντιδράσεις ανταλλαγής) ή αλλάξτε τα ( αντιδράσεις οξειδοαναγωγής).
Σύμφωνα με Ο κανόνας του Berthollet, Οι ιοντικές αντιδράσεις προχωρούν πρακτικά μη αναστρέψιμα εάν σχηματιστούν στερεές, ελαφρώς διαλυτές ουσίες(καθιζάνουν) πολύ πτητικές ουσίες(απελευθερώνουν αέρια στο νερό) ή διαλυτές ουσίες - ασθενείς ηλεκτρολύτες(συμπεριλαμβανομένου του νερού). Οι ιοντικές αντιδράσεις αντιπροσωπεύονται από ένα σύστημα εξισώσεων – μοριακός, πλήρες και βραχύ ιοντικό. Οι πλήρεις ιοντικές εξισώσεις παραλείπονται παρακάτω.
Όταν γράφετε εξισώσεις για ιοντικές αντιδράσεις, πρέπει να καθοδηγηθείτε από.
Παραδείγματα αντιδράσεων που περιλαμβάνουν κατακρήμνιση:
α) Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓
β) AgNO 3 + KI = AgI↓ + KNO 3
Ag + + I — = AgI↓
γ) MgCl 2 + 2KOH = Mg(OH) 2 ↓ + 2KCl
Mg 2+ + 2OH - = Mg(OH) 2 ↓
δ) 3Zn(CH 3 COO) 2 + 2Na 3 PO 4 = Zn 3 (PO 4) 2 ↓ + 6Na (CH 3 COO)
3Zn 2+ + 2PO 4 3- = Zn 3 (PO 4) 2 ↓
Λάβετε υπόψη ότι το AgCO 3 , το BaCO 3 και το CaCO 3 ΕΙΝΑΙ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΑΣΙΑ ΣΤΟ ΝΕΡΟ ΚΑΙ ΙΖΩΝΟΥΝ ΟΠΩΣ, ΓΙΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ:
Ba(NO 3) 2 + K 2 CO 3 = BaCO 3 ↓ + 2KNO 3
Ba 2+ + CO 3 2- = BaCO 3 ↓
Άλατα άλλων κατιόντων, όπως MgCO 3, CuCO 3, FeCO 3, ZnCO 3 και άλλα, αν και είναι αδιάλυτα στο νερό, δεν καθιζάνουν από υδατικό διάλυμακατά τη διεξαγωγή ιοντικών αντιδράσεων (δηλαδή δεν μπορούν να ληφθούν με αυτόν τον τρόπο).
Για παράδειγμα, ανθρακικός σίδηρος (II) FeCO 3, που λαμβάνεται "ξηρό" ή λαμβάνεται με τη μορφή ορυκτού σιδηρίτης λίθος, όταν προστίθεται στο νερό, καθιζάνει χωρίς ορατή αλληλεπίδραση. Ωστόσο, όταν προσπαθείτε να το αποκτήσετε με μια αντίδραση ανταλλαγής σε διάλυμα μεταξύ FeSO 4 και K 2 CO 3, κατακρημνίζεται ένα ίζημα από το κύριο άλας (δίνεται η υπό όρους σύνθεση, στην πράξη η σύνθεση είναι πιο σύνθετη) και το διοξείδιο του άνθρακα είναι κυκλοφόρησε:
2FeSO 4 + H 2 O + 2Na 2 CO 3 = 2Na 2 SO 4 + Fe 2 CO 3 (OH) 2 ↓ + CO 2
2Fe 2+ + H 2 O + 2CO 3 2- = Fe 2 CO 3 (OH) 2 ↓ + CO 2
Παρόμοια με το FeCO 3, το σουλφίδιο του χρωμίου (3) Cr 2 S 3 (αδιάλυτο στο νερό) δεν καθιζάνει από το διάλυμα:

2CrCl 3 + 6H 2 O + 3Na 2 S = 6NaCl + 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
2Cr 3+ + 6H 2 O + 3S 2- = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
Μερικά άλατα αναλύωνερό - θειούχοςαλουμίνιο Al 2 S 3 (καθώς και BeS) και οξικό άλαςχρώμιο(III) Cr(CH 3 COO) 3:
α) Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
β) Cr(CH 3 COO) 3 + 2H 2 O= Cr(CH 3 COO)(OH) 2 ↓ + 2CH 3 COOH
Συνεπώς, αυτά τα άλατα δεν μπορούν να ληφθούν με αντίδραση ανταλλαγής σε διάλυμα:
α) 2AlCl 3 + 6H 2 O +3K 2 S = 6KCl + 2Al(OH) 3 ↓ +3H 2 S
2Al 3+ + 6H 2 O + 3S 2- = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
β) CrCl 3 + 2H 2 O + 3Na (CH 3 COO) =
3NaCl + Cr(CH 3 COO) (OH) 2 ↓ + 2CH 3 COOH
Cr 3+ + 2H 2 O + 3CH 3 COO - =
Cr(CH 3 COO) (OH) 2 ↓ + CH 3 COOH

Παραδείγματα αντιδράσεων έκλυσης αερίων:
α) BaS + 2HCl = BaCl 2 + H 2 S
S 2- + 2H + = H 2 S
β) Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O
CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O
γ) CaCO 3(T) + 2HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O
CaCO 3(T) + 2H + = Ca 2+ + CO 2 + H 2 O
Παραδείγματα αντιδράσεων με το σχηματισμό ασθενών ηλεκτρολυτών:
α) 3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O
3OH - + H 3 PO 4 = PO 4 3- + 3H 2 O
β) Mg(CH 3 COO) 2 + H 2 SO 4 = MgSO 4 + 2CH 3 COOH
CH 3 COO - + H + = CH 3 COOH
γ) NH 4 F + HBr = NH 4 Br + HF
F - + H + = HF
Εάν τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα της αντίδρασης ανταλλαγής δεν είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες, ιοντικά είδηδεν υπάρχει εξίσωση, για παράδειγμα:
Mg(OH) 2(T) + 2HF = MgF 2 ↓ + 2H 2 O