|
|
Учебник для 8 класса ХИМИЯ§ 38. Ионные уравненияБольшинство химических реакций протекает в растворах. Растворы электролитов содержат ионы, поэтому реакции в растворах электролитов фактически сводятся к реакциям между ионами.
При составлении ионных уравнений следует руководствоваться тем, что формулы веществ малодиссоциирующих, нерастворимых и газообразных записывают в молекулярном виде. Если вещество выпадает в осадок, то, как вы уже знаете, рядом с его формулой ставят стрелку, направленную вниз (↓), а если в ходе реакции выделяется газообразное вещество, то рядом с его формулой ставят стрелку, направленную вверх (↑). Например, если к раствору сульфата натрия Na2SO4 прилить раствор хлорида бария ВаСl2 (рис. 132), то в результате реакции образуется белый осадок сульфата бария BaSO4. Запишем молекулярное уравнение реакции:
Рис. 132. Перепишем это уравнение, изобразив сильные электролиты в виде ионов, а уходящие из сферы реакции — в виде молекул:
Мы записали, таким образом, полное ионное уравнение реакции. Если исключить из обеих частей равенства одинаковые ионы, т. е. ионы, не участвующие в реакции (2Na+ и 2Сl- в левой и правой частях уравнения), то получим сокращённое ионное уравнение реакции:
Это уравнение показывает, что сущность реакции сводится к взаимодействию ионов бария Ва2+ и сульфат-ионов , в результате которого образуется осадок BaSO4. При этом совершенно не имеет значения, в состав каких электролитов входили эти ионы до реакции. Аналогичное взаимодействие можно наблюдать и между K2SO4 и Ba(NO3)2, H2SO4 и ВаСl2. Лабораторный опыт № 17
|
Реакции ионного обмена протекают до конца в тех случаях, когда образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество, например вода. |
Рис. 133.
Взаимодействие азотной кислоты и гидроксида натрия
Если к раствору гидроксида натрия, окрашенного фенолфталеином в малиновый цвет, прилить избыток раствора азотной кислоты (рис. 133), то раствор обесцветится, что послужит сигналом протекания химической реакции:
NaOH + HNO3 = NaNO3 + Н2O.
Полное ионное уравнение этой реакции:
Na+ + OН- + Н+ + NO3 = Na+ + NO-3 + Н2O.
Но поскольку ионы Na+ и NO-3 в растворе остаются в неизменном виде, то их можно не писать, и в конечном итоге сокращённое ионное уравнение реакции записывают так:
Н+ + OH- = Н2O.
Оно показывает, что взаимодействие сильной кислоты и щёлочи сводится к взаимодействию ионов Н+ и ионов ОН-, в результате которого образуется малодиссоциирующее вещество — вода.
Реакцию взаимодействия сильной кислоты с щёлочью называют реакцией нейтрализации. Это частный случай реакции обмена. |
Подобная реакция обмена может протекать не только между кислотами и щелочами, но и между кислотами и нерастворимыми основаниями. Например, если получить голубой осадок нерастворимого гидроксида меди (II) взаимодействием сульфата меди (II) с щёлочью (рис. 134):
а затем поделить полученный осадок на три части и прилить к осадку в первой пробирке раствор серной кислоты, к осадку во второй пробирке — соляной кислоты, а к осадку в третьей пробирке раствор азотной кислоты, то во всех трёх пробирках осадок растворится (рис. 135).
Рис. 135.
Взаимодействие гидроксида меди (II) с кислотами:
а — серной; б — соляной; в — азотной
Это будет означать, что во всех случаях прошла химическая реакция, суть которой и отражена с помощью одного и того же ионного уравнения.
Cu(OH)2 + 2Н+ = Си2+ + 2Н2O.
Чтобы в этом убедиться, запишите молекулярные, полные и сокращённые ионные уравнения приведённых реакций.
Предложите несколько вариантов проведения такой реакции с другими электролитами. Запишите молекулярные уравнения предложенных реакций.
Рассмотрим ионные реакции, которые протекают с образованием газа.
В две пробирки нальём по 2 мл растворов карбоната натрия и карбоната калия. Затем в первую прильём соляной, а во вторую — раствор азотной кислоты (рис. 136). В обоих случаях мы заметим характерное «вскипание» из-за выделяющегося углекислого газа.
Рис. 136.
Взаимодействие растворимых карбонатов:
а — с соляной кислотой; б — с азотной кислотой
Запишем молекулярное и ионные уравнения реакции для первого случая:
Реакции, протекающие в растворах электролитов, записывают с помощью ионных уравнений. Эти реакции называют реакциями ионного обмена, так как в раствоpax электролиты обмениваются своими ионами. Таким образом, можно сделать два вывода.
1. Реакции в водных растворах электролитов являются реакциями между ионами, а потому их изображают в виде ионных уравнений.
2. Реакции ионного обмена в растворах электролитов практически необратимо протекают только в том случае, если в результате образуется осадок, газ или малодиссоциирую-щее вещество (например, вода). |
Ключевые слова и словосочетания
Работа с компьютером
Вопросы и задания
|