Реакции обмена в водных растворах электролитов. Ионные реакции и уравнения

Так как молекулы электролитов в растворах распадаются на ионы, то и взаимодействия в растворах происходят между ионами.

Реакции, протекающие между ионами, называются ионными реакциями.

С участием ионов могут протекать как обменные, так и окислительно-восстановительные реакции. Рассмотрим реакции ионного обмена − взаимодействие между растворами двух солей, например:

Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2NaCl

− это уравнение является молекулярным уравнением, так как формулы всех веществ записаны в виде молекул. Исходные вещества Na₂SO₄ и BaCl₂ являются сильными электролитами; в растворе они находятся в виде ионов: (, ).

Сульфат бария (BaSO₄) – труднорастворимая соль, выпадает в осадок, следовательно, ионы и уходят из раствора в виде соединения BaSO₄.

Хлорид натрия (NaCl) – растворимая соль, сильный электролит, в растворе находится в виде ионов ().

С учетом диссоциации сильных электролитов уравнение реакции можно записать так:

, такое уравнение называется полным ионным уравнением.

Ионы и имеются и в левой, и в правой частях уравнения, т.е. эти ионы в реакции участия не принимают, их можно исключить из уравнения реакции, тогда получим: ↓ − это уравнение называется кратким ионным уравнением. Оно показывает, что в ходе данной реакции происходит взаимодействие ионов , которые находились в растворе Na₂SO₄, и ионов , которые находились в растворе BaCl₂; в результате реакции образуется труднорастворимая соль BaSO₄.

Необходимо помнить: в виде ионов в ионных уравнениях реакций записывают следующие соединения:

− сильные кислоты (HCl, H₂SO₄, HBr, HI, HClO₃, HClO₄, HMnO₄, HNO₃);

− сильные основания (KOH, NaOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂ и др.);

− все растворимые в воде соли (смотрите таблицу растворимости).

В молекулярном виде записывают следующие соединения

− воду (Н₂О);

− слабые кислоты (HNO₂, HCN, H₂CO₃, CH₃COOH, H₂SO₃ и др.);

− слабые основания (NH₄OH, Mg(OH)₂, и др. труднорастворимые основания; смотрите таблицу растворимости);

− труднорастворимые соли (↓) (AgCl, BaSO₄, CaCO₃, FeS и др; смотрите таблицу растворимости);

− амфотерные гидроксиды (↓) (Al(OH)₃, Zn(OH)₂, Cr(OH)₃ и др.);

− газообразные вещества (CO₂, SO₂, H₂, H₂S, NH₃ и др.);

− оксиды металлов и неметаллов (Na₂O, CaO, P₂O₅, SiO₂, B₂O₃ и др.).

− простые вещества (Cu, H₂, I₂ и др.);

− органические вещества – неэлектролиты (C₂H₅OH, C₆H₅Br и др.).

2 КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Все соединения делятся на неорганические и органические соединения. В настоящее время известно около 300 тыс. неорганических соединений. Неорганические соединения делятся на две большие группы:

Простые вещества;

Сложные вещества.

Простыми веществами называются вещества, молекулы которых состоят из атомов одного и того же элемента. Условные формулы простых веществ, состоят из одного атома элемента, например: С (углерод), из двух атомов элемента Н₂ (водород), из трёх атомов элемента О₃ (озон), из восьми атомов элемента S₈ (сера) и т.д. Все простые вещества подразделяются на металлические и неметаллические вещества.

Металлическими веществами называются простые вещества, которые в химических реакциях проявляют свойства восстановителей (или восстановительные свойства), отдавая электроны, например: К, Fe, Zn и т.д.

Нужно помнить, что в химии есть исключения, например: Sn (олово) и Pb (свинец) могут принимать и отдавать электроны, они называются амфигенами.

Неметаллическими веществами называются простые вещества, которые в химических реакциях проявляют свойства, как окислителя, так и восстановителя, т.е. они способны как принимать, так и отдавать электроны (кроме простых веществ, образованных атомами элементов главной подгруппы восьмой группы).

Сложными веществами называют вещества, молекулы которых состоят из атомов двух или более элементов, например: H₂O (из атомов двух элементов), H₂SO₄ (из атомов трёх элементов), KHCO₃, KAl(SO₄)₂ (из атомов четырёх элементов) и т.д.

Сложные вещества делятся на четыре группы: оксиды, гидроксиды, соли, бинарные соединения.

Оксиды

Оксидами называются сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов двух элементов, один из которых кислород в степени окисления (– 2), например: H₂O, CuO, SO₂ (при определении степени окисления знак «+» или «–» ставится перед цифрой, а при определении заряда, иона – после цифры).

Оксиды

Солеобразующие Соленеобразующие

Основные Амфотерные

Кислотные

Оксиды делятся на две группы:

1) соленеобразующие (безразличные или индифферентные);

2) солеобразующие.

Соленеобразующие – оксиды, которые при химических реакциях не образуют солей и образованы неметаллическими элементами в низших степенях окисления, например: N₂O – оксид азота (I), NO – оксид азота (II), SO – оксид серы (II), SiO – оксид кремния (II).

Солеобразующие – оксиды, которые при химических реакциях образуют соли. Они подразделяются на три группы:

1) основные оксиды;

2) кислотные оксиды;

3) амфотерные оксиды.

Номенклатура (название) оксидов: Название оксида образуется из слова оксид и русского названия элемента в родительном падеже. Если элемент имеет переменную степень окисления и образует несколько оксидов, то в их названии указывается степень окисления римской цифрой в скобках после названия. Например: FeO – оксид железа (II), N₂O – оксид азота (I), MnO₂ – оксид марганца (IV) и т.д.

Основные оксиды

Основными оксидами называют оксиды, которым соответствуют основания – . Основные оксиды образуются только металлическими элементами в низших степенях окисления (+1, +2), например: ; ; ; ; ; ; и т.д. Основные оксиды могут быть получены несколькими способами.

1 способ: Окисление простого вещества – металла кислородом

2Fe + O₂ 2FeO,

2Ca + O₂ → 2CaO.

Этот способ неприемлим для щелочных металлов (за исключением лития), которые при окислении образуют пероксиды или супероксиды, например:

2Na + O₂ → Na₂O₂,

2К + 2О₂ → К₂О₄.

Оксид натрия можно получить восстановлением Na₂O₂ металлическим натрием:

Na₂O₂ +2Na → 2Na₂O.

2 способ: Термическое разложение оснований (кроме оснований щелочных металлов), например: Mg(OH)₂ MgO + H₂O.

3 способ: Разложение некоторых солей, например, карбонатов (кроме карбонатов щелочных металлов), например:

CaCO₃ CaO + CO₂.

4 способ: Окисление (обжиг) сульфидов металлов:

2MnS + 3O₂ → 2MnO + 2SO₂.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: