Лабораторний дослід №9. Реакція обміну між солями у розчині.

Умови перебігу реакцій обміну за участю солей

Більшість реакцій, що характеризують хімічні властивості солей, – це реакції обміну. Реакції обміну можуть відбуватися тільки за деяких умов.

Взаємодія солей з лугами, кислотами та іншими солями супроводжува­лась утворенням нерозчинних речовин – випаданням осадів. Зіллємо два розчини солей – кальцій хлориду та натрій карбонату. Між цими речови­нами відбувається реакція обміну і утворюються дві нові солі:

СаС1₂ + Na₂CO₃ → СаСО₃↓ + 2NaCl .

Про протікання реакції можна судити по випадінню осаду кальцій карбонату. При необхідності одержання продуктів реакції у чистому виг­ляді осад можна відфільтрувати. А друга сіль – натрій хлорид – добре розчиняється у воді, її виділити можна випаровуванням води з розчину, що залишився після фільтрування.

Випадіння осаду може спостерігатися і в інших реакціях. Якщо до роз­чину кальцій гідроксиду додати вуглекислий газ, то про перебіг реакції свідчить помутніння розчину – це випав білий осад кальцій карбонату (крейди):

Са(ОН)₂ + СО₂ → СаСО₃↓ + Н₂О .

Для одержання кальцій карбонату в чистому вигляді його можна від­фільтрувати і висушити.

Отже, утворення осаду – це одна з умов перебігу реакцій обміну у вод­них розчинах.

Реакції між сіллю і кислотою протікають у випадку, якщо кислота, що утворюється, є леткою (сульфідна кислота) або нестійкою і розкла­дається в момент утворення з виділенням газу (карбонатна або сульфітна кислоти), наприклад:

Na₂S + 2НС1 → 2NaCl + H₂S ↑ ;

Na₂SO₃ + 2НС1 → 2NaCl + SO₂↑+H₂O .

Отже, виділення газу – це ще одна з умов перебігу реакцій обміну у водних розчинах.

Варто пам'ятати, що багато нерозчинних солей (карбонати, сульфіти, сульфіди) у кислотному середовищі виділити не можна.

Так, якщо злити розчини ферум(ІІ) хлориду і сульфідної кислоти, то реакція не відбуватиметься завдяки тому, що більш вигідним є перебіг зво­ротної реакції з утворенням сірководню:

FeCl₂+H₂S → FeS+2HCl .

Тому, якщо необхідно добути одну сіль з іншої, краще діяти на неї роз­чинною сіллю, а не кислотою. Наприклад, для добування ферум(ІІ) сульфі­ду з ферум(ІІ) хлориду необхідно використати іншу розчинну сіль – натрій сульфід:

FeCl₂ + Na₂S → FeS↓ +2NaCl.

Про протікання реакції між розчинами лугу і кислоти можна суди­ти по зміні забарвлення індикатора. При додаванні краплями нітратної кислоти до розчину калій гідроксиду, підфарбованому фенолфталеїном, про закінчення нейтралізації свідчить той факт, що малинове забарвлення фенолфталеїну змінюється на безбарвне.

KOH + HNO₃ → KNO₃+H₂O .

У даному випадку утворюється сіль (калій нітрат) і вода. При необхід­ності одержання чистої солі воду можна випарувати. Утворення води важлива умова перебігу реакцій нейтралізації.

Якщо змішати розчини натрій сульфату і калій нітрату, можна чекати, що буде протікати реакція відповідно до рівняння:

Na₂SО₄ + 2KNO₃ → 2NaNO₃ +K₂SO₄ .

Однак ніяких змін у розчині не відбувається. У такому випадку гово­рять, що реакція не протікає. Це і зрозуміло: всі чотири солі добре роз­чинні у воді.

Таким чином, у водних розчинах реакції обміну протікають тільки за умов, якщо один із продуктів реакції виділяється у вигляді газу, випадає в осад або якщо виділяється вода. Такі реакції називають необоротними (інші реакції називають оборотними).