VI. Реакции обмена в водных растворах электролитов. Ионные реакции и уравнения

Электролиты в водных растворах находятся в виде ионов или частично в виде ионов (сильные электролиты) , а в основном в виде молекул (слабые электролиты). Реакции между водными растворами электролитов – это реакции, в которых участвуют ионы. Такие реакции называются ионными. Реакции такого типа возможны, если ионы одного вещества взаимодействуют с ионами другого вещества, связываются между собой и образуют:

А) нерастворимое вещество (осадок, в уравнении обозначают ↓)

Б) газообразное вещество (в уравнении обозначают ↑)

В) малодиссоциирующее вещество (слабый электролит, например, вода)

Г) комплексные соединения

Если в реакциях химические элементы не изменяют степени окисления, то реакции называются реакциями ионного обмена. Реакции будут необратимы и протекают до конца, если выполняются условия, обозначенные в пунктах а,б,в,г.

Случай 1. Реакция обмена с образованием осадка, например, между ортофосфорной кислотой и нитратом серебра:

Запишем уравнение реакции в молекулярной, полной ионной и сокращенной ионной форме:

1) молекулярная форма:

H₃PO₄ + 3AgNO₃  Ag₃PO_{4 } + 3НNO₃

19 2) переписываем уравнение, изобразив хорошо диссоциирующие вещества в виде ионов, а уходящие из сферы реакции – в виде молекул:

3H⁺ + PO₄ ^3- + 3Ag⁺ + 3NO₃ ^- Ag₃PO_{4 } + 3Н⁺ + 3NO₃⁺

- это полное ионное уравнение;

3) исключаем из обеих частей равенства одинаковые ионы, т.е. ионы, не участвующие в образовании малодиссоциирующего вещества:

3H⁺ + PO₄ ^3- + 3Ag⁺ + 3NO₃ ^- Ag₃PO_{4 } + 3Н⁺ + 3NO₃^-

4) выписываем оставшиеся ионы, участвующие в образовании малодиссоциирующего вещества:

3Ag⁺ + PO₄ ^3-  Ag₃PO_4↓

- это сокращенное ионное уравнение

Случай 2. Реакция обмена с образованием газообразного вещества, например, между хлоридом аммония и известковой водой (гидроксидом кальция):

1) 2 NH₄Cl + Ca(OH)₂  CaCl₂ + 2 NH₃^↑ + 2 H₂O

2) 2 NH₄⁺ + 2 Cl ^- + Ca²⁺ + 2OH^-  Ca²⁺ +2 Cl^- + 2 NH₃^↑ + 2 H₂O

3) 2 NH₄⁺ + 2 Cl ^- + Ca²⁺ + 2OH^-  Ca²⁺ +2 Cl^- + 2 NH₃^↑ + 2 H₂O

4) 2 NH₄⁺ + 2OH^-  2 NH₃^↑ + 2 H₂O

Случай 3. Реакция обмена с образованием воды (реакция нейтрализации):

1) NaOH + HCl  NaCl + H₂O

2) Na⁺ + OH^- + H⁺ + Cl^-  Na⁺ + Cl^- + H₂O

3) Na⁺ + OH^- + H⁺ + Cl^-  Na⁺ + Cl^- + H₂O

4) H⁺ + OH^-  H₂O

Случай 4. Реакция с образованием комплексных ионов:

20

1) 2AgNO₃ + 6NH₃ +2 Н₂O = 2[Ag(NH₃)₂]OH + 2NH ₄NO₃

Диамминсеребра (+1)

гидроксид

2) 2Ag⁺+ 2NO₃ ^- + 6NH₃ +2 Н₂O = 2[Ag(NH₃)₂]⁺ + 2OH^- + 2NH₄⁺ + 2 NO₃ ^-

3 ) 2Ag⁺+ 2NO₃ ^- + 6NH₃ +2 Н₂O = 2[Ag(NH₃)₂]⁺ + 2OH^- + 2NH₄⁺ + 2 NO₃ ^-

4) 2Ag⁺+ 6NH₃ +2 Н₂O = 2[Ag(NH₃)₂]⁺ + 2OH^- + 2NH₄⁺

При невыполнении таких условий реакции являются обратимыми и не протекают до конца, так как ионы не связываются и не выводятся из сферы реакции.