В результате реакции обмена некоторые ионы связываются между собой. Связывание ионов между собой — главная движущая сила реакции обмена в растворах.

Реакции ионного обмена

· Реакции ионного обмена

· Электролиты

· Правило Бертолле

· Как составить ионное уравнение реакции

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.

Электролиты - 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:

1. образуется твердое вещество, являющееся практически нерастворимым (его легко обнаружить по выпавшему на дне пробирки осадку):

Ba(OH)₂+ H₂SO₄→ BaSO₄↓ + 2H₂O;

 

2. происходит образование летучего газообразного вещества (пузырьки газа всплывают из раствора на поверхность): CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂↑ + H₂O;

 

3. образуется хорошо растворяющееся в воде вещество, являющееся слабым малодиссоциирующим электролитом (также может образовываться вода, которая тоже относится к слабым электролитам): 3NaOH + H₃PO₄ → Na₃PO₄ + 3H₂O;

 

4. 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.

В виде ионов не следует записывать формулы:

· воды

· слабых кислот, органических кислот;

· слабых оснований;

· трудно растворимых кислот, оснований, солей;

· газообразных соединений;

· оксидов металлов и неметаллов.

В виде ионов записывают формулы:

· сильных кислот;

· щёлочей;

· растворимых солей (см. таблицу растворимости)

Составляя ионное уравнение, нужно всегда придерживаться следующей последовательности действий:

1. 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

 

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

 

3. Составить уравнение, которое отображает процесс диссоциации соединений, считающихся растворимыми. Это нужно сделать как для исходных компонентов, так и для конечных продуктов реакции.

 

MgCl ₂↔ Mg²⁺+ 2Cl^-

AgNO₃ ↔ Ag⁺+ NO₃^-

AgCl – эта соль не диссоциирует (посмотрели в таблице), поскольку согласно данным, полученным из таблицы растворимости, она является нерастворимой:

 

Mg(NO₃)₂ ↔ Mg²⁺+ 2NO₃^-

 

4. В соответствии с данными, полученными при выполнении предыдущего шага, составить полное ионное уравнение.

 

Mg²⁺+ 2Cl^- + 2Ag⁺ + 2NO₃^- → 2AgCl↓ + Mg²⁺ + 2NO₃^-

 

5. 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.

 

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 обоих 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(CH ₃ COO)₃). Это значит, что такие соединения в результате проведения реакций ионного обмена получить не удастся.

 

Коротко о главном

В результате реакции обмена некоторые ионы связываются между собой. Связывание ионов между собой — главная движущая сила реакции обмена в растворах.