7.2 Реакции ионного обмена

В растворах электролитов реакции протекают между ионами реагирующих веществ. Такие реакции идут до конца в тех случаях, когда образуется слабый электролит, нерастворимые соединения или газ Реакции обмена между электролитами в растворах удобно выражать в виде ионно-молекулярных (или просто ионных) уравнений, которые показывают сущность происходящих в растворах процессов. Эта форма записи отражает состояние веществ в растворе и их взаимодействие. При составлении уравнений необходимо:

1. Рассмотреть возможность протекания данной реакции ионного обмена. Если в результате ионного обмена не образуются молекулы слабого электролита, то реакция будет невозможна.

2. Записать схему реакции и составить формулы продуктов реакции в соответствии с зарядами катионов и анионов.

3. Расставить коэффициенты.

4. Составить ионное уравнение реакции, учитывая диссоциацию только сильных электролитов и записывая их в виде ионов. Для веществ, являющихся слабыми электролитами, сохраняется молекулярная форма записи.

5. Составить краткое ионное уравнение, исключив из левой и правой частей уравнения одинаковые ионы, которые не участвуют в данном процессе ионного обмена.

6. Если в результате реакции ионного обмена с сильной кислотой или щелочью образуется амфотерный гидроксид, то необходимо учитывать его дальнейшее взаимодействие с избытком сильной кислоты или щелочи.

При составлении уравнений реакций ионного обмена по краткому ионному уравнению необходимо:

1. Записать данное краткое ионное уравнение реакции.

2. Все ионы левой и правой части уравнения достроить эквивалентным количеством противоионов, учитывая, что при этом должны получаться соединения, являющиеся сильными электролитами.

3. Записать молекулярное уравнение реакции ионного обмена.

Пример 7.2.1 Составить молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия сероводорода с гидроксидом калия.

Решение. Молекулярное уравнение:

H₂S + 2KOH → К₂S + 2H₂О.

Реакция ионного обмена возможна, так как образуется слабый электролит – вода. В состав исходных веществ входит слабая кислота H₂S, следовательно реакция обратима.

Полное ионное уравнение:

H₂S + 2K⁺ + 2OH^- → 2К⁺ + S^2- + 2H₂О.

Слабые электролиты H₂S и Н₂О оставляем в молекулярной форме, а сильные записываем в виде ионов. Исключаем из обеих частей уравнения одинаковые ионы калия, не принимающие участия в реакции ионного обмена.

Краткое ионное уравнение:

H₂S + 2OH^- → S^2- + 2H₂О.

Пример 7.2.2. Составьте молекулярное уравнение реакции, выраженной следующим сокращенным ионным уравнением:

2H⁺ + S^2- = H₂S.

Решение. При составлении молекулярных уравнений для соответствующих ионно-молекулярных необходимо помнить, что формулы слабых электролитов, осадков и газов пишут в ионных уравнениях в молекулярной форме. Следовательно, если в левой части ионно-молекулярных уравнений указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов, то при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов.

Для указанного в задании краткого ионного уравнения можно, например, составить следующие молекулярное уравнение:

2HCl + K₂S = H₂S + 2KCl.