Σκάλες. Ομάδα εισόδου. Υλικά. Πόρτες. Κλειδαριές. Σχέδιο

οξείδια συμπ. H 2 O, καθίζηση (πίνακας διαλυτότητας), ενώσεις ασθενούς διάστασης: H 2 S; HNO 2, H 2 SO 3 → SO 2 + H 2 O, H 2 CO 3 → CO 2 + H 2 O, NH 4 OH → NH 3 + H 2 O; CH3COOH; HMnO 4 H 2 SiO 3, H 3 PO 4

Τα ακόλουθα έχουν σταθερή κατάσταση οξείδωσης:

Ομάδα Ι κύρια υποομάδα +1, Ομάδα ΙΙ κύρια υποομάδα +2, H +, O –2, OH –, Al 3+, Zn 2+.

Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής(ORR) είναι αντιδράσεις κατά τις οποίες τα στοιχεία αλλάζουν την κατάσταση οξείδωσης (CO) λόγω της μεταφοράς ηλεκτρονίων.

Αλγόριθμος επίλυσης οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων

Δηλώνουμε τον αριθμό οξείδωσης (CO) κάθε στοιχείου στην αντίδραση.

Βρίσκουμε στοιχεία που αλλάζουν την κατάσταση οξείδωσής τους.

Επιλέγουμε ιόντα ή μόρια που περιέχουν στοιχεία με αλλαγμένη κατάσταση οξείδωσης.

Υπογράφουμε τον οξειδωτικό παράγοντα, τον αναγωγικό παράγοντα.

Όξινο περιβάλλον: προσθέστε nH 2 O, όπου έλλειψη O → 2nH +

Αλκαλικό περιβάλλον: προσθέστε nH 2 O, όπου περίσσεια O → 2nOH –

Εξισώνουμε κάθε ημιαντίδραση (η αριστερή πλευρά της ημιαντίδρασης = η δεξιά πλευρά), και γράφουμε τον αριθμό των ηλεκτρονίων που δίνονται και λαμβάνονται.

Εξισώνουμε τον αριθμό των ηλεκτρονίων που λαμβάνονται και εγκαταλείπονται και ορίζουμε τους συντελεστές πριν από τις ημι-αντιδράσεις.

Υπογράφουμε τη διαδικασία οξείδωσης και τη διαδικασία αναγωγής.

Γράφουμε τη συνολική ιοντική εξίσωση λαμβάνοντας υπόψη τους συντελεστές.

Μεταφέρουμε τους συντελεστές από την ιοντική εξίσωση στη μοριακή εξίσωση και παρουσιάζουμε παρόμοιους (αριστερή πλευρά της αντίδρασης = δεξιά πλευρά)

http://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%EB%E5%EA%F2%F0%EE%EB%E8%E7

Σύμφωνα με το νόμο του Faraday: m = EIt/96.500, Q = It, Cl (ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνεται)

όπου m είναι η μάζα της ουσίας που οξειδώνεται ή ανάγεται στο ηλεκτρόδιο. Ε είναι η ισοδύναμη μάζα της ουσίας. I – ένταση ρεύματος, A; t – διάρκεια ηλεκτρόλυσης, s. Ve N 2 = 11,2 l, Ve O 2 = 5,6 l

Για να θυμηθούμε τις καθοδικές και ανοδικές διεργασίες στην ηλεκτροχημεία, υπάρχει ο ακόλουθος μνημονικός κανόνας:

Στην άνοδο, τα ανιόντα οξειδώνονται.

Στην κάθοδο, τα κατιόντα μειώνονται.

Στην πρώτη γραμμή, όλες οι λέξεις ξεκινούν με φωνήεν, στη δεύτερη - με σύμφωνο.

Ή πιο απλά:

ΚΑΘΟΔΟΣ - ΚΑΤΙΟΝΤΑ (ιόντα στην κάθοδο)

ANode - ANION (ιόντα στην άνοδο)

Ορισμός

Οι αντιδράσεις που συμβαίνουν μεταξύ ιόντων στα διαλύματα ηλεκτρολυτών ονομάζονται αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων(RIO).

Κατά τη διάρκεια του RIO, δεν υπάρχει αλλαγή στις καταστάσεις οξείδωσης των στοιχείων, επομένως το RIO δεν είναι οξειδοαναγωγικό.

Το κριτήριο για τη μη αναστρεψιμότητα των αντιδράσεων ανταλλαγής ιόντων είναι ο σχηματισμός ασθενούς ηλεκτρολύτη.

Ο κανόνας του Berthollet

Οι αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων προχωρούν σχεδόν αμετάκλητα εάν ένα από τα προκύπτοντα προϊόντα αντίδρασης «φύγει» από τη σφαίρα αντίδρασης με τη μορφή:

• αέριο,
• προσχέδιο
• ή έναν ηλεκτρολύτη ασθενούς διάστασης (για παράδειγμα, νερό).

Εάν δεν υπάρχουν ιόντα στο διάλυμα που σχηματίζουν έναν αδύναμο ηλεκτρολύτη, η αντίδραση είναι αναστρέψιμη και σε αυτή την περίπτωση η εξίσωσή της δεν γράφεται, βάζοντας το πρόσημο «$\ne$»

Για να γραφτούν ιοντικές εξισώσεις, χρησιμοποιούνται μοριακές (1), πλήρεις ιοντικές (2) και βραχείες ιοντικές μορφές των εξισώσεων (3,4):

$2KOH + H_2SO_4 = K_2SO_4 + 2H_2O \hspace(3cm) (1)$

$2K^+ +2OH^- + 2H^+ + SO_4^(2-) = 2K^+ + SO_4^(2-) +2H_2O \hspace(0,2cm) (2)$

$2OH^- + 2H^+ = 2H_2O \hspace(5cm) (3)$

$OH^- + H^+ = H_2O \hspace(5,5cm) (4)$

Σημειώστε ότι σε Σε μια σύντομη ιοντική εξίσωση, οι συντελεστές πρέπει να είναι ελάχιστοι.Επομένως, στην εξίσωση (3) όλοι οι συντελεστές μειώνονται κατά 2 και η προκύπτουσα εξίσωση (4) θεωρείται σύντομη ιοντική εξίσωση.

Κατά την κατάρτιση του RIO, θα πρέπει να θυμόμαστε ότι

• νερό, μέταλλα, οξείδια, αέρια, καθίζηση δεν διασπώνται σε ιόντα και γράφονται σε όλες τις εξισώσεις σε μοριακή μορφή.
• $H_2SO_3$, $H_2CO_3$, $NH_4OH$, $AgOH$είναι ασταθείς και αποσυντίθενται σχεδόν αμέσως όταν σχηματίζονται:

  $H_2SO_3 = H_2O + SO_2 \uparrow$

  $H_2CO_3 = H_2O + CO_2 \uparrow$

  $NH_4OH = H_2O + NH_3 \uparrow$

  $2AgOH = Ag_2O \downarrow + H_2O$

Αλγόριθμος σύνθεσης αντιδράσεων ανταλλαγής ιόντων

1. Γράψτε τη μοριακή εξίσωση και ορίστε συντελεστές. Κατά την εγγραφή χημικούς τύπουςπροϊόντα αντίδρασης, είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι το άθροισμα των φορτίων στο μόριο πρέπει να είναι ίσο με μηδέν.
2. Καταρτίζεται μια πλήρης ιοντική εξίσωση, η οποία λαμβάνει υπόψη το αποτέλεσμα της διάστασης τόσο των αρχικών ουσιών όσο και των προϊόντων της αντίδρασης ανταλλαγής. Όλες οι διαλυτές ενώσεις καταγράφονται με τη μορφή ιόντων (που υποδεικνύονται στον πίνακα διαλυτότητας με το γράμμα "P" (πολύ διαλυτό στο νερό), με εξαίρεση το υδροξείδιο του ασβεστίου). Οι τύποι των αδιάλυτων ουσιών, αερίων, οξειδίων και νερού γράφονται σε μοριακή μορφή. Αρίθμηση συνολικός συντελεστής αντίδρασης, για το οποίο αθροίζουμε όλους τους συντελεστές στη δεξιά και την αριστερή πλευρά της εξίσωσης.
3. Για να ληφθεί η συντομευμένη ιοντική μορφή της εξίσωσης, δίνονται παρόμοια, δηλαδή ταυτόσημα ιόντα συντομεύονται πριν και μετά το πρόσημο ίσου στην εξίσωση. Οι συντελεστές πρέπει να είναι ελάχιστοι και τα αθροίσματα των φορτίων στην αριστερή και δεξιά πλευρά της εξίσωσης πρέπει να είναι τα ίδια. Ο συνολικός συντελεστής υπολογίζεται με τη συνοπτική μορφή (παρόμοια με την πλήρη μορφή).
4. Η συντομευμένη ιοντική μορφή της εξίσωσης αντανακλά την ουσία της χημικής αντίδρασης που έλαβε χώρα.

Αλληλεπίδραση βασικών οξειδίων με οξέα. Να γράψετε τις μοριακές, σύντομες και πλήρεις ιοντικές εξισώσεις για την αλληλεπίδραση οξειδίου του ασβεστίου και υδροχλωρικού οξέος. Να υπολογίσετε τους συνολικούς συντελεστές σε πλήρη και συνοπτική μορφή.

Λύση

1. Μοριακή εξίσωση:

$CaO + 2HCl = CaCl_2 + H_2O$

2. Πλήρης ιοντική εξίσωση:

$CaO + 2H^+ + \underline(2Cl^-) = Ca^(2+) + \underline(2Cl^-) + H_2O$

Το άθροισμα των συντελεστών είναι (1+2+2+1+2+1)=9.

3. Συντομευμένη ιοντική εξίσωση:

$CaO + 2H^+ = Ca^(2+) + H_2O$

Ο συνολικός συντελεστής είναι (1+2+1+1)=5.

4. Μια σύντομη ιοντική εξίσωση δείχνει ότι όταν το οξείδιο του ασβεστίου αντιδρά με ισχυρά οξέα ($H^+$), η αντίδραση είναι σχεδόν μη αναστρέψιμη, με αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός διαλυτού άλατος ασβεστίου και μιας ελαφρώς διασπώμενης ουσίας (νερό).

Αλληλεπίδραση αλάτων με οξέα.Καταγράψτε τις μοριακές, σύντομες και πλήρεις ιοντικές εξισώσεις για την αλληλεπίδραση του ανθρακικού καλίου και νιτρικό οξύ. Να υπολογίσετε τους συνολικούς συντελεστές σε πλήρη και συνοπτική μορφή.

Λύση

1. Μοριακή εξίσωση:

$K_2CO_3 + 2HNO_3 = 2KNO_3 + CO_2\uparrow + H_2O$

2. Πλήρης ιοντική εξίσωση:

$\underline(2K^+) + CO_3^(2-) + 2H^+ + \underline(2NO_3^-) = \underline(2K^+) + \underline(2NO_3^-) + CO_2\uparrow + H_2O$

Το άθροισμα των συντελεστών είναι (2+1+2+2+2+2+1+1)=13.

3. Σύντομη ιοντική εξίσωση:

$ CO_3^(2-) + 2H^+ = CO_2\uparrow + H_2O$

Το άθροισμα των συντελεστών είναι (1+2+1+1)=5.

4. Μια σύντομη ιοντική εξίσωση δείχνει ότι όταν τα διαλυτά ανθρακικά (αλκαλιμέταλλα) αλληλεπιδρούν με ισχυρά οξέα ($H^+$), η αντίδραση είναι σχεδόν μη αναστρέψιμη, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό πάντα διοξειδίου του άνθρακα ($CO_2\uparrow$) και ουσία κακής διάσπασης (νερό)

Οδηγίες

Πριν ξεκινήσετε τις ιοντικές εξισώσεις, πρέπει να κατανοήσετε ορισμένους κανόνες. Αδιάλυτες στο νερό, αέριες και κακώς διασπώμενες ουσίες (για παράδειγμα, νερό) δεν διασπώνται σε ιόντα, πράγμα που σημαίνει ότι γράφονται σε μοριακή μορφή. Αυτό περιλαμβάνει επίσης ασθενείς ηλεκτρολύτες όπως H2S, H2CO3, H2SO3, NH4OH. Η διαλυτότητα των ενώσεων μπορεί να προσδιοριστεί από τον πίνακα διαλυτότητας, που είναι ο επιτρεπόμενος υλικό αναφοράςσε όλους τους τύπους ελέγχου. Όλα τα φορτία που είναι εγγενή σε κατιόντα και ανιόντα υποδεικνύονται επίσης εκεί. Για να ολοκληρώσετε πλήρως την εργασία, πρέπει να γράψετε μοριακές, πλήρεις και ιοντικές συντομευμένες εξισώσεις.

Παράδειγμα αρ. 1. αντίδραση εξουδετέρωσης μεταξύ θειικού οξέος και υδροξειδίου του καλίου, θεωρήστε το από την άποψη του TED (θεωρία ηλεκτρολυτική διάσταση). Αρχικά, γράψτε την εξίσωση της αντίδρασης σε μοριακή μορφή και .H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O Αναλύστε τις ουσίες που προκύπτουν ως προς τη διαλυτότητα και τη διάστασή τους. Όλες οι ενώσεις είναι διαλυτές στο νερό, που σημαίνει ότι είναι ιόντα. Η μόνη εξαίρεση είναι το νερό, το οποίο δεν διασπάται σε ιόντα και επομένως παραμένει σε μοριακή μορφή Γράψτε την πλήρη ιοντική εξίσωση, βρείτε τα ίδια ιόντα στην αριστερή και τη δεξιά πλευρά και . Για να ακυρώσετε τα ίδια ιόντα, διαγράψτε τα.2H+ +SO4 2- +2K+ +2OH- = 2K+ +SO4 2- + 2H2OΤο αποτέλεσμα είναι μια ιοντική συντομογραφία:2H+ +2OH- = 2H2OCΣυντελεστές με τη μορφή δύο μπορούν επίσης να συντομευθούν: Η+ +ΟΗ- = Η2Ο

Παράδειγμα Νο. 2. Γράψτε την αντίδραση ανταλλαγής μεταξύ χλωριούχου χαλκού και υδροξειδίου του νατρίου, εξετάστε την από την άποψη του TED. Να γράψετε την εξίσωση της αντίδρασης σε μοριακή μορφή και να ορίσετε τους συντελεστές. Ως αποτέλεσμα, το προκύπτον υδροξείδιο του χαλκού καταβυθίστηκε μπλε χρώμα. CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH) 2↓ + 2NaCl Αναλύστε όλες τις ουσίες για τη διαλυτότητά τους στο νερό - όλα είναι διαλυτά εκτός από το υδροξείδιο του χαλκού, το οποίο δεν θα διασπαστεί σε ιόντα. Γράψτε την πλήρη ιοντική εξίσωση, υπογραμμίστε και συντομεύστε τα πανομοιότυπα ιόντα: Cu2+ +2Cl- + 2Na+ +2OH- = Cu(OH) 2↓+2Na+ +2Cl- Η ιοντική συντομευμένη εξίσωση παραμένει: Cu2+ +2OH- = Cu(OH) 2 ↓

Παράδειγμα Νο. 3. Γράψτε την αντίδραση ανταλλαγής μεταξύ ανθρακικού νατρίου και υδροχλωρικού οξέος, θεωρήστε την από την άποψη του TED. Να γράψετε την εξίσωση της αντίδρασης σε μοριακή μορφή και να ορίσετε τους συντελεστές. Ως αποτέλεσμα της αντίδρασης, σχηματίζεται και απελευθερώνεται χλωριούχο νάτριο αέρια ουσία CO2 (διοξείδιο του άνθρακα ή μονοξείδιο του άνθρακα (IV)). Σχηματίζεται λόγω της αποσύνθεσης ασθενούς ανθρακικού οξέος, το οποίο διασπάται σε οξείδιο και νερό. Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2+H2O Αναλύστε όλες τις ουσίες για τη διαλυτότητά τους στο νερό και τη διάσπασή τους. Διοξείδιο του άνθρακαφεύγει από το σύστημα ως αέρια ένωση, το νερό είναι μια κακή διάσπαση ουσία. Όλες οι άλλες ουσίες διασπώνται σε ιόντα. Γράψτε την πλήρη ιοντική εξίσωση, υπογραμμίστε και συντομεύστε τα πανομοιότυπα ιόντα: 2Na+ +CO3 2- +2H+ +2Cl- =2Na+ +2Cl- +CO2+H2O Η ιοντική συντομευμένη εξίσωση παραμένει: CO3 2- +2H+ =CO2+H2O

Θέμα: Χημικός δεσμός. Ηλεκτρολυτική διάσταση

Μάθημα: Γράψιμο εξισώσεων για αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων

Ας δημιουργήσουμε μια εξίσωση για την αντίδραση μεταξύ υδροξειδίου του σιδήρου (III) και νιτρικού οξέος.

Fe(OH) 3 + 3HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + 3H 2 O

(Το υδροξείδιο του σιδήρου (III) είναι αδιάλυτη βάση, επομένως δεν υποβάλλεται σε. Το νερό είναι μια κακώς διασπαρμένη ουσία· πρακτικά δεν διασπάται σε ιόντα στο διάλυμα.)

Fe(OH) 3 + 3H + + 3NO 3 - = Fe 3+ + 3NO 3 - + 3H 2 O

Διαγράψτε τον ίδιο αριθμό νιτρικών ανιόντων αριστερά και δεξιά και γράψτε τη συντομευμένη ιοντική εξίσωση:

Fe(OH) 3 + 3H + = Fe 3+ + 3H 2 O

Αυτή η αντίδραση προχωρά στην ολοκλήρωση, γιατί σχηματίζεται μια ελαφρώς διασπώμενη ουσία - νερό.

Ας γράψουμε μια εξίσωση για την αντίδραση μεταξύ ανθρακικού νατρίου και νιτρικού μαγνησίου.

Na 2 CO 3 + Mg(NO 3) 2 = 2NaNO 3 + MgCO 3 ↓

Ας γράψουμε αυτή την εξίσωση σε ιοντική μορφή:

(Το ανθρακικό μαγνήσιο είναι αδιάλυτο στο νερό και επομένως δεν διασπάται σε ιόντα.)

2Na + + CO 3 2- + Mg 2+ + 2NO 3 - = 2Na + + 2NO 3 - + MgCO 3 ↓

Ας διαγράψουμε τον ίδιο αριθμό νιτρικών ανιόντων και κατιόντων νατρίου αριστερά και δεξιά και γράψουμε τη συντομευμένη ιοντική εξίσωση:

CO 3 2- + Mg 2+ = MgCO 3 ↓

Αυτή η αντίδραση προχωρά στην ολοκλήρωση, γιατί σχηματίζεται ένα ίζημα - ανθρακικό μαγνήσιο.

Ας γράψουμε μια εξίσωση για την αντίδραση μεταξύ ανθρακικού νατρίου και νιτρικού οξέος.

Na 2 CO 3 + 2HNO 3 = 2NaNO 3 + CO 2 + H 2 O

(Το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό είναι προϊόντα της αποσύνθεσης του προκύπτοντος ασθενούς ανθρακικού οξέος.)

2Na + + CO 3 2- + 2H + + 2NO 3 - = 2Na + + 2NO 3 - + CO 2 + H 2 O

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

Αυτή η αντίδραση προχωρά στην ολοκλήρωση, γιατί Ως αποτέλεσμα, απελευθερώνεται αέριο και σχηματίζεται νερό.

Ας δημιουργήσουμε δύο εξισώσεις μοριακής αντίδρασης, οι οποίες αντιστοιχούν στην παρακάτω συντομευμένη ιοντική εξίσωση: Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 .

Η συντομευμένη ιοντική εξίσωση δείχνει την ουσία της αντίδρασης ανταλλαγής ιόντων. ΣΕ σε αυτήν την περίπτωσημπορούμε να πούμε ότι για να ληφθεί ανθρακικό ασβέστιο, είναι απαραίτητο η σύνθεση της πρώτης ουσίας να περιλαμβάνει κατιόντα ασβεστίου και η σύνθεση της δεύτερης - ανθρακικά ανιόντα. Ας δημιουργήσουμε μοριακές εξισώσεις για αντιδράσεις που ικανοποιούν αυτήν την συνθήκη:

CaCl 2 + K 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2KCl

Ca(NO 3) 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2NaNO 3

1. Orzhekovsky P.A. Χημεία: 9η τάξη: σχολικό βιβλίο. για γενική εκπαίδευση εγκατάσταση / Π.Α. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Ποντάκ. - M.: AST: Astrel, 2007. (§17)

2. Orzhekovsky P.A. Χημεία: 9η τάξη: γενική παιδεία. εγκατάσταση / Π.Α. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova. - Μ.: Astrel, 2013. (§9)

3. Ρουτζίτης Γ.Ε. Χημεία: ανόργανη. χημεία. Οργανο. χημεία: σχολικό βιβλίο. για την 9η τάξη. / Γ.Ε. Ρουτζίτης, Φ.Γ. Φέλντμαν. - M.: Εκπαίδευση, OJSC "Moscow Textbooks", 2009.

4. Khomchenko I.D. Συλλογή προβλημάτων και ασκήσεων χημείας για Λύκειο. - M.: RIA "New Wave": Εκδότης Umerenkov, 2008.

5. Εγκυκλοπαίδεια για παιδιά. Τόμος 17. Χημεία / Κεφ. εκδ. V.A. Volodin, Ved. επιστημονικός εκδ. I. Leenson. - Μ.: Avanta+, 2003.

Πρόσθετοι πόροι ιστού

1. Μια ενοποιημένη συλλογή ψηφιακών εκπαιδευτικών πόρων (βιντεοεμπειρίες σχετικά με το θέμα): ().

2. Ηλεκτρονική έκδοση του περιοδικού «Chemistry and Life»: ().

Εργασία για το σπίτι

1. Στον πίνακα, σημειώστε με το σύμβολο συν τα ζεύγη ουσιών μεταξύ των οποίων είναι δυνατές αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων και προχωρήστε στην ολοκλήρωση. Να γράψετε τις εξισώσεις αντίδρασης σε μοριακή, πλήρη και ανηγμένη ιοντική μορφή.

2. σελ. 67 Νο 10,13 από το σχολικό βιβλίο Π.Α. Orzhekovsky "Χημεία: 9η τάξη" / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova. - Μ.: Astrel, 2013.

Οι αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων είναι αντιδράσεις σε υδατικά διαλύματα μεταξύ ηλεκτρολυτών που συμβαίνουν χωρίς αλλαγές στις καταστάσεις οξείδωσης των στοιχείων που τους σχηματίζουν.

Απαραίτητη προϋπόθεσηΗ αντίδραση μεταξύ ηλεκτρολυτών (άλατα, οξέα και βάσεις) είναι ο σχηματισμός μιας ελαφρώς διαχωριστικής ουσίας (νερό, ασθενές οξύ, υδροξείδιο του αμμωνίου), ίζημα ή αέριο.

Ας εξετάσουμε την αντίδραση που έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό νερού. Τέτοιες αντιδράσεις περιλαμβάνουν όλες τις αντιδράσεις μεταξύ οποιουδήποτε οξέος και οποιασδήποτε βάσης. Για παράδειγμα, η αντίδραση του νιτρικού οξέος με το υδροξείδιο του καλίου:

HNO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O (1)

Αρχικά υλικά, π.χ. Το νιτρικό οξύ και το υδροξείδιο του καλίου, καθώς και ένα από τα προϊόντα, δηλαδή το νιτρικό κάλιο, είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες, δηλ. σε υδατικό διάλυμα υπάρχουν σχεδόν αποκλειστικά με τη μορφή ιόντων. Το νερό που προκύπτει ανήκει σε ασθενείς ηλεκτρολύτες, δηλ. πρακτικά δεν διασπάται σε ιόντα. Έτσι, η παραπάνω εξίσωση μπορεί να ξαναγραφεί με μεγαλύτερη ακρίβεια υποδεικνύοντας την πραγματική κατάσταση των ουσιών σε ένα υδατικό διάλυμα, δηλ. με τη μορφή ιόντων:

H + + NO 3 − + K + + OH ‑ = K + + NO 3 − + H 2 O (2)

Όπως φαίνεται από την εξίσωση (2), τόσο πριν όσο και μετά την αντίδραση, ιόντα NO 3 − και K + υπάρχουν στο διάλυμα. Με άλλα λόγια, ουσιαστικά, τα νιτρικά ιόντα και τα ιόντα καλίου δεν συμμετείχαν καθόλου στην αντίδραση. Η αντίδραση συνέβη μόνο λόγω του συνδυασμού των σωματιδίων H + και OH − σε μόρια νερού. Έτσι, εκτελώντας μια αλγεβρική αναγωγή πανομοιότυπων ιόντων στην εξίσωση (2):

H + + NO 3 − + K + + OH ‑ = K + + NO 3 − + H 2 O

θα πάρουμε:

H + + OH ‑ = H 2 O (3)

Οι εξισώσεις της μορφής (3) λέγονται συντομευμένες ιοντικές εξισώσεις, τύπος (2) - πλήρεις ιοντικές εξισώσειςκαι πληκτρολογήστε (1) - εξισώσεις μοριακής αντίδρασης.

Στην πραγματικότητα, η ιοντική εξίσωση μιας αντίδρασης αντανακλά στο μέγιστο την ουσία της, ακριβώς αυτό που καθιστά δυνατή την εμφάνισή της. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι πολλές διαφορετικές αντιδράσεις μπορούν να αντιστοιχούν σε μια συντομευμένη ιοντική εξίσωση. Πράγματι, αν πάρουμε, για παράδειγμα, όχι νιτρικό οξύ, αλλά υδροχλωρικό οξύ, και αντί για υδροξείδιο του καλίου χρησιμοποιήσουμε, ας πούμε, υδροξείδιο του βαρίου, έχουμε την ακόλουθη μοριακή εξίσωση της αντίδρασης:

2HCl+ Ba(OH) 2 = BaCl 2 + 2H 2 O

Υδροχλωρικό οξύ, το υδροξείδιο του βαρίου και το χλωριούχο βάριο είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες, δηλαδή υπάρχουν σε διάλυμα κυρίως με τη μορφή ιόντων. Το νερό, όπως συζητήθηκε παραπάνω, είναι ένας αδύναμος ηλεκτρολύτης, δηλαδή υπάρχει σε διάλυμα σχεδόν μόνο με τη μορφή μορίων. Ετσι, πλήρης ιοντική εξίσωσηΑυτή η αντίδραση θα μοιάζει με αυτό:

2H + + 2Cl − + Ba 2+ + 2OH − = Ba 2+ + 2Cl − + 2H 2 O

Ας ακυρώσουμε τα ίδια ιόντα αριστερά και δεξιά και πάρουμε:

2H + + 2OH − = 2H 2 O

Διαιρώντας την αριστερή και τη δεξιά πλευρά με 2, παίρνουμε:

H + + OH − = H 2 O,

Ελήφθη συντομευμένη ιοντική εξίσωσησυμπίπτει πλήρως με τη συντομευμένη ιοντική εξίσωση για την αλληλεπίδραση νιτρικού οξέος και υδροξειδίου του καλίου.

Όταν συνθέτετε ιοντικές εξισώσεις με τη μορφή ιόντων, γράψτε μόνο τους τύπους:

1) ισχυρά οξέα (HCl, HBr, HI, H 2 SO 4, HNO 3, HClO 4) (πρέπει να μάθετε τη λίστα των ισχυρών οξέων!)

2) ισχυρές βάσεις (υδροξείδια αλκαλίων (ALM) και μετάλλων αλκαλικών γαιών (ALM))

3) διαλυτά άλατα

Οι τύποι είναι γραμμένοι σε μοριακή μορφή:

1) Νερό H 2 O

2) Ασθενή οξέα (H 2 S, H 2 CO 3, HF, HCN, CH 3 COOH (και άλλα, σχεδόν όλα οργανικά)).

3) Ασθενείς βάσεις (NH 4 OH και σχεδόν όλα τα υδροξείδια μετάλλων εκτός από αλκαλιμέταλλα και αλκαλιμέταλλα.

4) Ελαφρώς διαλυτά άλατα (↓) (“M” ή “H” στον πίνακα διαλυτότητας).

5) Οξείδια (και άλλες ουσίες που δεν είναι ηλεκτρολύτες).

Ας προσπαθήσουμε να γράψουμε την εξίσωση μεταξύ υδροξειδίου του σιδήρου (III) και θειικού οξέος. Σε μοριακή μορφή, η εξίσωση της αλληλεπίδρασής τους γράφεται ως εξής:

2Fe(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

Το υδροξείδιο του σιδήρου (III) αντιστοιχεί στον χαρακτηρισμό «Η» στον πίνακα διαλυτότητας, ο οποίος μας λέει για την αδιαλυτότητά του, δηλ. στην ιοντική εξίσωση πρέπει να γράφεται στο σύνολό της, δηλ. ως Fe(OH) 3. Θειικό οξύΕίναι διαλυτό και ανήκει σε ισχυρούς ηλεκτρολύτες, υπάρχει δηλαδή σε διάλυμα κυρίως σε διάσπαση κατάσταση. Ο θειικός σίδηρος (III), όπως σχεδόν όλα τα άλλα άλατα, είναι ένας ισχυρός ηλεκτρολύτης και επειδή είναι διαλυτός στο νερό, πρέπει να γραφεί ως ιόν στην ιοντική εξίσωση. Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα παραπάνω, παίρνουμε την πλήρη ιοντική εξίσωση τον παρακάτω τύπο:

2Fe(OH) 3 + 6H + + 3SO 4 2- = 2Fe 3+ + 3SO 4 2- + 6H 2 O

Μειώνοντας τα θειικά ιόντα αριστερά και δεξιά, παίρνουμε:

2Fe(OH) 3 + 6H + = 2Fe 3+ + 6H 2 O

Διαιρώντας και τις δύο πλευρές της εξίσωσης με 2 παίρνουμε τη συντομευμένη ιοντική εξίσωση:

Fe(OH) 3 + 3H + = Fe 3+ + 3H 2 O

Τώρα ας δούμε την αντίδραση ανταλλαγής ιόντων που παράγει ένα ίζημα. Για παράδειγμα, η αλληλεπίδραση δύο διαλυτών αλάτων:

Και τα τρία άλατα - ανθρακικό νάτριο, χλωριούχο ασβέστιο, χλωριούχο νάτριο και ανθρακικό ασβέστιο (ναι, επίσης) - είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες και όλα εκτός από το ανθρακικό ασβέστιο είναι διαλυτά στο νερό, δηλ. εμπλέκονται σε αυτή την αντίδραση με τη μορφή ιόντων:

2Na + + CO 3 2- + Ca 2+ + 2Cl − = CaCO 3 ↓+ 2Na + + 2Cl −

Ακυρώνοντας τα ίδια ιόντα αριστερά και δεξιά σε αυτήν την εξίσωση, παίρνουμε τη συντομευμένη ιοντική εξίσωση:

CO 3 2- + Ca 2+ = CaCO 3 ↓

Η τελευταία εξίσωση αντικατοπτρίζει τον λόγο για την αλληλεπίδραση των διαλυμάτων ανθρακικού νατρίου και χλωριούχου ασβεστίου. Τα ιόντα ασβεστίου και τα ανθρακικά ιόντα συνδυάζονται σε ουδέτερα μόρια ανθρακικού ασβεστίου, τα οποία, όταν συνδυάζονται μεταξύ τους, δημιουργούν μικρούς κρυστάλλους ιζήματος CaCO 3 ιοντικής δομής.

Σημείωση σημαντική για περνώντας από την Ενιαία Κρατική Εξέτασηστη χημεία

Για να προχωρήσει η αντίδραση του άλατος 1 με το άλας 2, εκτός από τις βασικές απαιτήσεις για την εμφάνιση ιοντικών αντιδράσεων (αέριο, ίζημα ή νερό στα προϊόντα αντίδρασης), τέτοιες αντιδράσεις υπόκεινται σε άλλη απαίτηση - τα αρχικά άλατα πρέπει να είναι διαλυτά . Δηλαδή, για παράδειγμα,

CuS + Fe(NO 3) 2 ≠ FeS + Cu(NO 3) 2

η αντίδραση δεν προχωρά, αν και το FeS θα μπορούσε ενδεχομένως να δώσει ένα ίζημα, επειδή αδιάλυτος. Ο λόγος που δεν προχωρά η αντίδραση είναι η αδιαλυτότητα ενός από τα αρχικά άλατα (CuS).

Αλλά, για παράδειγμα,

Na 2 CO 3 + CaCl 2 = CaCO 3 ↓+ 2NaCl

συμβαίνει επειδή το ανθρακικό ασβέστιο είναι αδιάλυτο και τα αρχικά άλατα είναι διαλυτά.

Το ίδιο ισχύει και για την αλληλεπίδραση των αλάτων με τις βάσεις. Εκτός από τις βασικές απαιτήσεις για την εμφάνιση αντιδράσεων ανταλλαγής ιόντων, για να αντιδράσει ένα άλας με μια βάση, είναι απαραίτητη η διαλυτότητα και των δύο. Ετσι:

Cu(OH) 2 + Na 2 S – δεν διαρρέει,

επειδή Το Cu(OH)2 είναι αδιάλυτο, αν και το πιθανό προϊόν CuS θα ήταν ένα ίζημα.

Αλλά η αντίδραση μεταξύ NaOH και Cu(NO 3) 2 προχωρά, έτσι και οι δύο αρχικές ουσίες είναι διαλυτές και δίνουν ένα ίζημα Cu(OH) 2:

2NaOH + Cu(NO 3) 2 = Cu(OH) 2 ↓+ 2NaNO 3

Προσοχή! Σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να επεκτείνετε την απαίτηση διαλυτότητας των αρχικών ουσιών πέρα ​​από τις αντιδράσεις αλάτι1 + αλάτι2 και αλάτι + βάση.

Για παράδειγμα, με οξέα αυτή η απαίτηση δεν είναι απαραίτητη. Συγκεκριμένα, όλα τα διαλυτά οξέα αντιδρούν καλά με όλα τα ανθρακικά, συμπεριλαμβανομένων των αδιάλυτων.

Με άλλα λόγια:

1) Salt1 + salt2 - η αντίδραση συμβαίνει εάν τα αρχικά άλατα είναι διαλυτά, αλλά υπάρχει ίζημα στα προϊόντα

2) Αλάτι + υδροξείδιο μετάλλου - η αντίδραση συμβαίνει εάν οι πρώτες ουσίες είναι διαλυτές και υπάρχει ίζημα ή υδροξείδιο του αμμωνίου στα προϊόντα.

Ας εξετάσουμε την τρίτη προϋπόθεση για την εμφάνιση αντιδράσεων ανταλλαγής ιόντων - το σχηματισμό αερίου. Αυστηρά μιλώντας, μόνο ως αποτέλεσμα ανταλλαγής ιόντων, ο σχηματισμός αερίου είναι δυνατός μόνο σε σπάνιες περιπτώσεις, για παράδειγμα, κατά το σχηματισμό αερίου υδρόθειου:

K 2 S + 2HBr = 2KBr + H 2 S

Στις περισσότερες άλλες περιπτώσεις, το αέριο σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης ενός από τα προϊόντα της αντίδρασης ανταλλαγής ιόντων. Για παράδειγμα, πρέπει να γνωρίζετε με βεβαιότητα ως μέρος της Εξέτασης Ενοποιημένου Κράτους ότι με το σχηματισμό αερίου, λόγω αστάθειας, προϊόντα όπως H 2 CO 3, NH 4 OH και H 2 SO 3 αποσυντίθενται:

H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2

NH 4 OH = H 2 O + NH 3

H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2

Με άλλα λόγια, εάν μια ανταλλαγή ιόντων παράγει ανθρακικό οξύ, υδροξείδιο του αμμωνίου ή θειικό οξύ, η αντίδραση ανταλλαγής ιόντων προχωρά λόγω του σχηματισμού ενός αερίου προϊόντος:

Ας γράψουμε τις ιοντικές εξισώσεις για όλες τις παραπάνω αντιδράσεις που οδηγούν στο σχηματισμό αερίων. 1) Για αντίδραση:

K 2 S + 2HBr = 2KBr + H 2 S

Το θειούχο κάλιο και το βρωμιούχο κάλιο θα γραφούν σε ιοντική μορφή, επειδή είναι διαλυτά άλατα, καθώς και υδροβρωμικό οξύ, επειδή αναφέρεται σε ισχυρά οξέα. Το υδρόθειο, που είναι ένα κακώς διαλυτό αέριο που διασπάται ελάχιστα σε ιόντα, θα γραφτεί σε μοριακή μορφή:

2K + + S 2- + 2H + + 2Br — = 2K + + 2Br — + H 2 S

Μειώνοντας τα ίδια ιόντα παίρνουμε:

S 2- + 2H + = H 2 S

2) Για την εξίσωση:

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2

Σε ιοντική μορφή, τα Na 2 CO 3, Na 2 SO 4 θα γραφούν ως πολύ διαλυτά άλατα και το H 2 SO 4 ως ισχυρό οξύ. Το νερό είναι μια ουσία με κακή διάσπαση και το CO 2 δεν είναι καθόλου ηλεκτρολύτης, επομένως οι τύποι τους θα γραφτούν σε μοριακή μορφή:

2Na + + CO 3 2- + 2H + + SO 4 2- = 2Na + + SO 4 2 + H 2 O + CO 2

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

3) για την εξίσωση:

NH 4 NO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O + NH 3

Τα μόρια του νερού και της αμμωνίας θα γραφτούν στο σύνολό τους και τα NH 4 NO 3, KNO 3 και KOH θα γραφούν σε ιοντική μορφή, επειδή όλα τα νιτρικά είναι πολύ διαλυτά άλατα και το ΚΟΗ είναι υδροξείδιο αλκαλιμετάλλου, δηλ. ισχυρή βάση:

NH 4 + + NO 3 − + K + + OH − = K + + NO 3 − + H 2 O + NH 3

NH 4 + + OH − = H 2 O + NH 3

Για την εξίσωση:

Na 2 SO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + SO 2

Η πλήρης και συντομευμένη εξίσωση θα μοιάζει με:

2Na + + SO 3 2- + 2H + + 2Cl − = 2Na + + 2Cl − + H 2 O + SO 2