Тема 7. Ионные реакции в растворах электролитов

Некоторые вещества при растворении в воде распадаются на ионы. Процесс распада вещества на ионы называется диссоциацией. Вещества, распадающиеся на ионы в растворах или расплавах и потому проводящие электрический ток, называются электролитами. Электролитами являются растворы кислот, оснований и солей. Всякий электролит диссоциирует на катион (положительно заряженный ион) и анион (отрицательно заряженный ион). В общем виде процесс диссоциации записывается так: КА = К⁺ + А^-.

Кислоты – это электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только катионы водорода

HCl = H⁺ + Cl^-.

Основаниями называются электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы.

КОН = К⁺ + ОН^-.

Солями называют электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов (или катион аммония) и анионы кислотных остатков.

Na₂SO₄ = 2Na⁺ + SO₄^2- KHCO₃ = K⁺ + HCO₃^- ZnOHCl = ZnOH⁺ + Cl^-

Различают электролиты сильные и слабые. Сильные электролиты полностью диссоциируют на ионы. Слабые электролиты диссоциируют лишь частично. В растворах слабых электролитов наряду с ионами присутствуют и молекулы., причем молекулы преобладают. Вода также является очень слабым электролитом.

Н₂О <=> Н⁺ + ОН^-

В чистой воде концентрация ионов водорода равна концентрации ионов гидроксила [Н⁺] = [ОН^-] = 10^-7. Очень часто вместо величины концентрации ионов водорода используют водородный показатель – рН. рН = -lg[Н⁺]. Для нейтрального раствора рН=7, для кислого раствора, где преобладают ионы водорода рН<7, для щелочного раствора, в котором повышена концентрация гидроксогрупп рН>7.

Большая скорость многих химических реакций в растворах электролитов объясняется тем, что они протекают не между молекулами, а между ионами. Для выявления сущности химических реакций их удобнее записывать не в молекулярном, а в ионно-молекулярном виде. Ионные уравнения отражают состояние электролита в растворе. В этих уравнениях сильные растворимые электролиты записывают в виде ионов, поскольку они полностью диссоциированы, а слабые электролиты, малорастворимые и газообразные вещества записывают в молекулярной форме. В ионно-молекулярном уравнении одинаковые ионы из обеих его частей исключаются. При составлении ионно-молекулярных уравнений следует помнить, что сумма электрических зарядов в левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов в правой части уравнения. При написании ионных уравнений следует помнить:

1.формулы сильных электролитов пишут в виде ионов. К сильным электролитам принадлежат все растворы солей, а также растворы следующих наиболее часто встречающихся кислот и оснований: HCl, HBr, HI, H₂SO₄, HNO₃, HClO₄, HMnO₄, LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂, Sr(OH)₂;

2.формулы слабых электролитов и малорастворимых веществ следует писать в виде молекул.

Пример 1. Написать ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия между водными растворами следующих веществ: а) NaOH и HCl; б) Pb(NO₃)₂ и Na₂S; в) Na₂CO₃ и H₂SO₄; г)NaClO и HNO₃

Решение. Запишем уравнения взаимодействия указанных веществ в молекулярном виде:

а) NaOH + HCl = NaCl + H₂O

б) Pb(NO₃)₂ + Na₂S = PbS + 2NaNO₃

в) Na₂CO₃ + H₂SО₄ = Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

г) NaClO + HNO₃ = NaNO₃ + HClO

Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, так как в результате происходит связывание ионов с образованием слабых электролитов (H₂O, HClO), осадка (PbS), и газа (CO₂). Записываем эти молекулярные реакции в ионно-молекулярном виде.

а) H⁺ + Cl^- + Na⁺ + OH^- = Na⁺ + Cl^- + H₂O

б) Pb²⁺ + NO₃^-+ 2Na⁺ + S^2- = PbS + 2Na⁺ + 2NO₃^-

в) 2Na⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + SO₄^2- = 2Na⁺ + SO₄^2- + H₂O + CO₂

г) Na⁺ + ClO^- + H⁺ + NO₃^- = Na⁺ + NO₃^- + HClO

Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенства а) Na⁺ и Cl^- б) Na⁺ и NO₃^- в) Na⁺ и SO₄^2- г) Na⁺ и NO₃^- , получим сокращенные ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций:

а) H⁺ + OH^- = H₂O

б) Pb²⁺ + S^2- = PbS

в) 2H⁺ + CO₃^2- = H₂O + CO₂

г) H⁺ + ClO^- = HClO

Пример 2. Составьте молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения.

а) SO₃^2- + 2H⁺ = SO₂ + H₂O

б) Ca²⁺ + CO₃^2- = CaCO₃

в) ZnOH⁺ + H+ = Zn²⁺ + H₂O

В левой части ионно-молекулярных уравнений указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов, следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов. Например:

а) Na₂SO₃ + 2HCl = 2NaCl + SO₂ + H₂O

б) CaCl₂ + K₂CO₃ = CaCO₃ + 2KCl

в) ZnOHCl + HCl = ZnCl₂ + H₂O

Контрольные вопросы

121. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) K₂S и HCl; б) FeSO₄ и (NH₄)₂S; в) Cr(OH)₃ и KOH.

122. Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) Cu²⁺ + S^2- = CuS

б) SiO₃^2- + 2H⁺ = H₂SiO₃

123. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Sn(OH)₂ и HCl; б) BeSO₄ и KOH; в) NH₄Cl и Ba(OH)₂

124. Какие из перечисленных веществ: KHCO₃, CH₃COOH, NiSO₄, Na₂S - взаимодействуют с раствором серной кислоты? Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.

125. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) AgNO₃ и K₂CrO₄; б) Pb(NO₃)₂ и KI; в) CdSO₄ и Na₂S.

126. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между а) KHCO₃ и H₂SO₄; б) Zn(OH)₂ и NaOH;в) CaCl₂ и AgNO₃.

127. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) CaCO₃ + 2H⁺ = Ca²⁺ + H₂O + CO₂

б) Al(OH)₃ + OH^- = AlO₂^– + 2H₂O

в) Pb²⁺ + 2I^- = PbI₂

128. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) CdS и HCl; б) Cr(OH)₃ и NaOH; в) Ba(OH)₂ и CoCl₂

129. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) H₂SO₄ и Ba(OH)₂; б) FeCl₃ и NH₄OH; в) CH₃COONa и HCl

130. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) Fe(OH)₃ + 3H⁺ = Fe³⁺ + 3H₂O

б) Cd²⁺ + 2OH^- = Cd(OH)₂

в) H⁺ + NO₂^- = HNO₂

131. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) Zn²⁺ + H₂S = ZnS + 2H⁺

б) HCO₃^- + H⁺ =H₂O+ CO₂

в) Ag⁺ + Cl^- = AgCl

132. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между а) Na₃PO₄ и CaCl₂; б) Zn(OH)₂ и KOH; в) K₂CO₃ и BaCl₂

133. Какие из веществ: NaCl, NiSO₄, Be(OH)₂, KHCO₃ — взаимодействуют с раствором гидроксида натрия. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.

134. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) NiSO₄ и (NH₄)₂S; б) MgCO₃ и HNO₃; в) FeCl₃ и KOH;

135. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) Be(OH)₂ + 2OH = BeO₂^2- + 2H₂O

б) CH₃COO^- + H⁺ = CH₃COOH

в) Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄

136. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Be(OH)₂ и NaOH; б) Cu(OH)₂ и HNO₃; в) ZnOHNO₃ и HNO₃

137. Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями

а) Mg²⁺ + CO₃^2- = MgCO₃

б) H⁺ + OH^- = H₂O

138. Какие из веществ: Pb(OH)₂, Ba(OH)₂, H₂SO₄ будут взаимодействовать с гидроксидом калия? Выразите эти реакции молекулярными и ионно-молекулярными уравнениями.

139. Напишите по два молекулярных уравнения для реакций, которые выражаются следующими ионно-молекулярными уравнениями:

а) Cu²⁺ + 2OH^- = Cu(OH)₂

б) Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄

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

а) Cu²⁺ + H₂S = CuS + 2H⁺

б) NH₄⁺ + OH^- = NH₄OH

в) CaCO₃ + 2H⁺ = Ca²⁺ + CO₂ + H₂O

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: