Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА




Наличие зарядов на частицах вещества (ионах) придают им высокую химическую активность. При смешивании растворов различных электролитов находящиеся в них ионы противоположного заряда могут ассоциировать в молекулы, комплексы или кристаллы нового вещества. Реакции, заключающиеся в обмене ионами между различными электролитами, называются реакциями ионного обмена, например,

FeCl3 + 3KOH = Fe(OH)3 + 3KCl или HCl + NaOH = NaCl + H2O.

Отличительной чертой обменных реакций является сохранение элементами всех веществ степеней окисления. Эти реакции протекают с высокими скоростями.

При обменных взаимодействиях в растворах электролитов равновесие смещается в сторону образования трудно растворимых, газообразных или малодиссоциирующих веществ. Такие реакции протекают практически до конца.

В тех случаях, когда слабые электролиты (или малорастворимые вещества) имеются как среди исходных веществ, так и среди продуктов реакции, равновесие реакции смещается в сторону образования наименее диссоциированных (растворимых) веществ.

Так, при взаимодействии слабой кислоты СН3СООН и сильного основания КОН СН3СООН + КОН = СН3СООК + Н2О в реакции участвуют два слабых электролита - СН3СООН и H2O. При этом равновесие оказывается сильно смещенным в сторону образования более слабого электролита – воды константа диссоциации которой (1,8.10–16) значительно меньше константы диссоциации уксусной кислоты (1,8.10–5). Однако до конца такая реакция протекать не будет.

Сущность протекающих процессов наиболее полно выражается при записи их в форме ионно-молекулярных уравнений. В таких уравнениях слабые электролиты, мало растворимые соединения и газы записываются в молекулярной форме, а находящиеся в растворе сильные электролиты – в виде составляющих их ионов. Различают полное и сокращённое ионно-молекулярные уравнения. В первом указаны ионы и молекулы всех участвующих в реакции веществ, во втором частицы, образующие слабо диссоциирующее вещество. Например, реакция нейтрализации сильной кислоты сильным основанием HCl + NaOH = NaCl + H2O выражается соответствующими полным H+ + Cl +Na+ + OH = Na+ + Cl + H2O. Сократив из него формулы одинаковых ионов, получаем сокращённое ионно-молеку-лярное уравнение: Н+ + ОН = H2O.

При составлении ионно-молекулярных уравнений следует учитывать, что трудно растворимыми веществами и слабыми электролитами могут быть как продукты реакции, так и реагенты.

ПРИМЕР 3

Составьте уравнения реакций (в молекулярной и ионно-молекулярной формах), происходящих в растворах между веществами:

а) CaCO3 и HCl;

б) NaNO2 и H2SO4;

в) BaCl2 и K2SO4.

Объясните для каждого случая, образование какого вещества обусловливает протекание реакции.

РЕШЕНИЕ.

Составляем уравнения реакций в молекулярной форме.

а) CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑;

б) 2NaNO2 + H2SO4 = Na2SO4 + 2HNO2;

в) BaCl2 + K2SO4 = BaSO4↓ + 2KCl.

При составлении уравнений в ионно-молекулярной полной форме следует придерживаться правила: сильные и растворимые электролиты указывают в виде ионов – продуктов их диссоциации, а газообразные, трудно растворимые вещества, слабые электролиты - в молекулярной форме. После чего, сократив из уравнения формулы одинаковых ионов, получаем сокращённое ионно-молекулярное уравнение.

Учитывая трудно растворимые, газообразные или малодиссоциирующих вещества (СО2 – газ, Н2О, HNO2 – слабые электролиты, BaSO4 – трудно растворимое соединение) в реакциях, составляем уравнения реакций в полной и сокращённой ионно-молекулярных формах.

а) Ca2+ + CO32− + 2H+ + 2Cl = Ca2+ + 2Cl + H2O + CO2

CO32− + 2H+ = H2O + CO2

б) 2Na+ + 2NO2 + 2H+ + SO42− = 2Na+ + SO42− + 2HNO2

2H+ + 2NO2 = 2HNO2 или H+ + NO2 = HNO2

в) Ba2+ + 2Cl + 2K+ + SO42 − = BaSO4↓ + 2K+ + 2Cl

Ba2+ + SO42 − = BaSO4

Протекание приведённых реакций практически до конца обусловлено образованием трудно растворимого (BaSO4), газообразного (СО2), малодиссоциирующих веществ (Н2О, HNO2).

ПРИМЕР 4

Составьте молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения.

а) Mg2+ + CO32− = MgCO3↓;

б) Cu2+ + H2S = CuS↓ + 2H+.

РЕШЕНИЕ.

Для составления уравнения реакции ионного обмена в молекулярной форме необходимо каждому иону из сокращённого ионно-молекулярного уравнения подобрать противоположный по знаку ион, с которым он составлял бы сильный и растворимый электролит.

Приведённым ионно-молекулярным уравнениям могут соответствовать следующие молекулярные уравнения:

а) Mg(NO3)2 + Na2CO3 = MgCO3↓ + 2NaNO3 или

MgCl2 + K2CO3 = MgCO3↓ + 2KCl

б) CuSO4 + H2S = CuS↓ + H2SO4 или

Cu(NO3)2 + H2S = CuS↓ + 2HNO3


Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-18; просмотров: 132; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.005 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты