Ионообменные реакции

При попадании в раствор некоторые вещества распадаются на ионы. Такие вещества, растворы или расплавы которых проводят электрических ток, называются электролитами.

Электролитическая диссоциация – самопроизвольный распад электролита на ионы под действием молекул растворителя

Степень диссоциации α – отношение числа молекул электролита, распавшихся на ионы (N_д), к общему числу молекул электролита в растворе (N_общ):

α

Чем больше α, тем сильнее вещество диссоциирует.

В зависимости от способности распадаться на ионы в растворе все вещества можно разделить на следующие группы:

Сильные электролиты, α > 30 %	Слабые электролиты, α < 3 %	Неэлектролиты (на ионы не распадаются)
1. Растворимые соли* 2. Растворимые основания (щелочи) 3. Сильные кислоты: HCl, HBr, HJ, HNO3, H2SO4, HClO4, HMnO4, H2Cr2O7 и др.	1. Нерастворимые соли 2. Нерастворимые, малорастворимые основания и NH4OH 3. Слабые кислоты: Все, кроме сильных 4. Вода	1. Металлы в свободном состоянии 2. Неметаллы 3. Газы 4. Оксиды 5. Органические соединения
Расписывать на ионы	Не расписывать на ионы

*Нерастворимые соли щелочно-земельных металлов являются сильными электролитами, но при написании ионных реакций на ионы не расписываются.

Ионообменные реакции – реакции обмена ионами между электролитами в растворах. В ходе этих реакций все элементы сохраняют свою степень окисления.

При взаимодействии двух сильных электролитов BaCl₂ и NaNO₃ по уравнению:

BaCl₂ + 2NaNO₃ = Ba(NO₃)₂ + 2NaCl

образующиеся продукты также диссоциируют:

В растворе будет лишь равновесная смесь ионов, а химической реакции не произойдет:

BaCl₂ + NaNO₃

Чтобы реакция протекала, необходимо удалять продукты из зоны реакции путем связывания ионов в нерастворимые или слабодиссоциирующие вещества.

Для записи ионообменных реакций пользуются ионными уравнениями, более полно отражающими поведение электролитов в растворах.

В таких уравнениях растворимые сильные электролиты записываются в виде ионов, на которые они распадаются в растворе.

Положительные ионы называются катионами (Kt⁺), отрицательные – анионами (An^–).

Неэлектролиты, нерастворимые и слабодиссоциирующие вещества записываются в виде молекул.

Алгоритм составления уравнений ионообменных реакций

Пример 1. Закончить реакцию и написать сокращенное ионное уравнение: Al₂(SO₄)₃ + NaOH →

1. Закончить обменную реакцию. Катионы одного вещества меняются местами с катионами другого. В полученных молекулах должно быть столько катионов и анионов, чтобы их суммарный заряд, учитывая индексы, был равен нулю:

2. Уравнять реакцию, расставив коэффициенты. Число всех ионов в обеих частях уравнения должно быть одинаковым:

Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2Al(OH)₃ + 3Na₂SO₄

3. Подчеркнуть формулы веществ, не распадающихся на ионы.

Обозначить осадки↓ и газы↑ стрелочками.

Al(OH)₃ – нерастворимое основание (выпадает в осадок)

4. Сильные электролиты расписать на ионы. Слабые электролиты и неэлектролиты оставить в виде молекул:

5. Сократить ионы, которые не участвуют в реакции, и содержатся в неизменном виде в обеих частях уравнения:

6. Записать сокращенное ионное уравнение:

Последнее уравнение отражает сущность процесса, состоящую в связывании ионов и с образованием нерастворимого основания Al(OH)₃. При этом не важно, какие именно противоионы входили в состав исходных электролитов.