Реакции ионного обмена – это химические взаимодействия, в которых участвуют вещества, находящиеся в состоянии водных растворов. При этом степень окисления элементов, из которых они состоят, никогда не изменяется. Такие реакции проходят только с веществами, являющимися электролитами.
Это химические соединения, обладающие свойством проводить электрический ток.
В данных процессах реагирующие вещества обмениваются ионами друг с другом. Эти ионы образуют новые устойчивые связи.
Правило Бертолле
В соответствии с этим правилом можно определить, будет ли реакция ионного обмена протекать до конца. Такая реакция будет идти, если:
- образуется твердое вещество, являющееся практически нерастворимым (его легко обнаружить по выпавшему на дне пробирки осадку):
Ba(OH)2+H2SO4→BaSO4↓+2H2O;
- происходит образование летучего газообразного вещества (пузырьки газа всплывают из раствора на поверхность):
CaCO3+2HNO3→Ca(NO3)2+CO2↑+H2O;
- образуется хорошо растворяющееся в воде вещество, являющееся слабым малодиссоциирующим электролитом (также может образовываться вода, которая тоже относится к слабым электролитам):
3NaOH+H3PO4→Na3PO4+3H2O;
- происходит формирование комплексного иона (образуется комплексная соль):
2KOH+ZnO+H2O→K2[Zn(OH)4].
Для протекания реакции достаточно выполнения хотя бы одного из приведенных здесь условий. Если же не соблюдается ни одно условие, реакция в водном растворе так и не начнется.
Как составить ионное уравнение реакции
При составлении ионных уравнений необходимо учитывать, что:
- вещества, которые не растворяются в воде, не могут диссоциировать, т.е. в таком случае реакция ионного обмена начаться не может;
- вещества, относящиеся к малорастворимым, также присутствуют в растворах, находясь в них в виде ионов;
- если в процессе реакции образуется малорастворимое соединение, при записи уравнения в ионном виде оно условно считается нерастворимым;
- суммарные значения зарядов в левой и правой частях уравнения должны иметь одинаковую величину.
Составляя ионное уравнение, нужно всегда придерживаться следующей последовательности действий:
- Записать уравнение реакции в обычном, молекулярном виде. Чтобы правильно составить формулы образующихся соединений, необходимо к положительно заряженному иону одного реагирующего вещества (это начальный элемент его формулы) присоединить отрицательный ион другого вещества. Для оставшихся ионов следует проделать аналогичную операцию.
MgCl2+2AgNO3→2AgCl+Mg(NO3)2
- Используя таблицу растворимости, определить степень растворимости каждого соединения. Эти данные нужно получить для веществ из обеих частей уравнения.
MgCl2+2AgNO3→2AgCl+Mg(NO3)2
- Составить уравнение, которое отображает процесс диссоциации соединений, считающихся растворимыми. Это нужно сделать как для исходных компонентов, так и для конечных продуктов реакции.
MgCl2↔Mg2++2Cl-
AgNO3↔Ag++NO3-
AgCl – эта соль не диссоциирует, поскольку согласно данным, полученным из таблицы растворимости, она является нерастворимой:
Mg(NO3)2↔Mg2++2NO3-
- В соответствии с данными, полученными при выполнении предыдущего шага, составить полное ионное уравнение.
Mg2++2Cl-+2Ag++2NO3-→2AgCl↓+Mg2++2NO3-
- Записать ионное уравнение в сокращенном виде. Для этого достаточно просто убрать из левой и правой частей полного ионного уравнения совпадающие и одинаковые ионы.
Mg2++ 2Cl-+ 2Ag++2NO3- → 2AgCl↓+Mg2++2NO3-
Удалив все парные ионы, получим:
Ag++Cl-→AgCl↓
Ионное уравнение наглядно отображает сущность протекания реакции. В нем содержится информация, из которой можно узнать, что же на самом деле происходит в растворе. Что касается сокращенной записи ионного уравнения, то тут стоит отметить, что в виде одного и того же ионного уравнения может быть записано несколько реакций с разными веществами. Проиллюстрируем этот факт двумя примерами.
Примеры реакций ионного обмена
| Пример 1 | Пример 2 |
|---|---|
| HNO3+KOH→KNO3+H2O | 2HCl+Ba(OH)2→BaCl2+2H2O |
| H++NO3-+K++OH-→K++NO3-+H2O | 2H++2Cl-+Ba2++2OH-→Ba2++2Cl-+2H2O |
| H++OH-→H2O | H++OH-→H2O |
Данные примеры свидетельствуют, что химические процессы, наблюдающиеся в обеих случаях, схожи по своей сути.
Следует иметь в виду, что некоторые вещества при их растворении в воде начинают активно разлагаться. В частности, к ним относятся такие соли, как сульфид алюминия (Al2S3) и трехвалентный ацетат хрома (Cr(CH3COO)3). Это значит, что такие соединения в результате проведения реакций ионного обмена получить не удастся.
Научная статья по химии на заказ от проверенных экспертов по низкой цене!
Комментарии