1.7 Іонно-молекулярні (іонні) реакції обміну
При розв’язанні задач цього розділу див. таблицю А 1 додатка А та таблицю розчинності солей і основ у воді.
Іонно-молекулярні, чи просто іонні, рівняння реакцій обміну відбивають стан електроліту в розчині. Сильні розчинені електроліти, які цілком дисоційовані, записують у вигляді іонів, слабкі електроліти, малорозчинні і газоподібні речовини записують у молекулярній формі. В іонно-молекулярному рівнянні однакові іони з обох його частин виключаються. При складанні іонно-молекулярних рівнянь варто пам'ятати, що сума електричних зарядів у лівій частині рівняння повинна дорівнювати сумі електричних зарядів у правій частині рівняння.
Приклад 1. Написати іонно-молекулярні рівняння реакцій взаємодії між водними розчинами таких речовин: а) НCl і NaOH; б) Pb(NO3)2 і Na 2S; в) NaCIO і HNO3; г) К2СО3 і H 2SO4; д) СН3СООН і NaOH.
Розв’язання. Запишемо рівняння взаємодії зазначених речовин у молекулярному вигляді:
а) HCl + NaOH = NaCI + Н2O;
б) Pb (NO3)2 +Na 2S = PbS +2NaNO3;
в) NaCIO + HNO3 = NaNO3 + НсlO;
г) К2СО3 + Н2SO4 = K2SO4 + CO2 + H2O;
д) СН3СООН + NaOH = CH3COONa + H2O.
Відзначимо, що взаємодія цих речовин можлива, тому що в результаті відбувається зв'язування іонів з утворенням слабких електролітів (Н2О, НСlO), осаду (PbS), газу (CO2).
У реакції (д) два слабких електроліти, але тому що реакції йдуть у бік більшого зв'язування іонів і вода - більш слабкий електроліт, ніж оцтова кислота, то рівновага реакції зміщена у бік утворення води. Виключивши однакові іони з обох частин рівняння a) Nа+ і Сl-; б) Na+ і NO3-; в) Na+ і NO3-; г)К+ і SO42-; д) Na+, одержуємо іонно-молекулярні рівняння:
a)
Н+
+ ОН
-
= Н2О;
б)Рb2+
+ S
= PbS;
в) СlO - + H+ = HсlO;
г) СО3 + 2Н+ = СО2 + Н2О;
д) СН3СООН + ОН = СН3СОО + Н2О.
Приклад 2. Скласти молекулярні рівняння реакцій, яким відповідають такі іонно-молекулярні рівняння:
а) SO3 + 2H+ = SO2 + H2O;
б) Pb2+ + CrO4 = PbCrO4;
в) НСО3 + ОН - = СО32- + Н2О;
г) ZnOH+ + H+ = Zn2+ + H2O.
У лівій частині даних іонно-молекулярних рівнянь вказані вільні іони, що утворюються за дисоціацією розчинних сильних електролітів, отже, при складанні молекулярних рівнянь варто виходити з відповідних розчинних сильних електролітів. Наприклад:
а) Na 2S0 3+ 2НС1 = 2NaCI + S0 2 + Н2О;
б) Pb (NO3)2 + К2СrO4 = PbCr04 + 2KN03;
в) KHC03 + KOH = K 2CO 3+ H 2O;
r) ZnOHCl + НСl = ZnCl2 + H2O.
Контрольні питання
1 Складіть молекулярні та іонно-молекулярні рівняння реакцій взаємодії в розчинах між: а) NaHCO 3 і NaOH; 6) K 2SiO3 і НСl ; в) ВaC12 і Na 2S0 4.
2 Складіть молекулярні та іонно-молекулярні рівняння реакцій взаємодії в розчинах між: a) K2S і НС1 б) FeSO4 і (NH4)2S; в) Сг(OH)3 і КOH.
3 Складіть по три молекулярних рівняння реакцій, що виражаються іонно-молекулярними рівняннями:
а) Mg2++C03 = MgС03;
б) Н++ ОН - = Н2О.
4 Яка з речовин: AI(OH)3; H2SO4; Ba(OH)2- буде взаємодіяти з гідроксидом калію? Записати ці реакції молекулярними та іонно-молекулярними рівняннями.
5 Скласти молекулярні та іонно-молекулярні рівняння реакцій взаємодії в розчинах між: а) КНСО3 і H2SO4; б) Zn(OH)2 і NaOH; в) СаC12 і AgNO3.
6 Складіть молекулярні та іонно-молекулярні рівняння реакцій взаємодії в розчинах між: а) СиSО4 і H2S; б) ВаCO3 і НNО3; в) FeCl3 і КOН.
7 Складіть по три молекулярних рівняння реакцій, котрі виражаються іонно-молекулярними рівняннями:
а) Cu2+ + S = CuS;
б) SіО3 + 2Н+ = H2SiO3.
8 Складіть молекулярні й іонно-молекулярні рівняння реакцій взаємодії в розчинах між: a) Sn(OH)2 і НС1; б) BаSO4 і КOН; в) NH4Cl і Ва(ОН)2.
9 Яка з речовин: КНСО3, СН3СООН, NiSO4, Na2S буде взаємодіяти з розчином сірчаної кислоти? Виразити ці реакції молекулярними та іонно-молекулярними рівняннями.
10 Складіть молекулярні та іонно-молекулярні рівняння реакцій взаємодії в розчинах між: a) АgN03 та К2СrO4; б) Pb(N03)2 і KI; в) CdSO4 і Na 2S.
11 Складіть молекулярні рівняння реакцій, що виражаються іонно-молекулярними рівняннями:
а) СаСО3 + 2Н+ = Са2+ +Н2О + СО2;
б) Al (OH)3 +OH- = AlO2 + 2Н2O;
в) Pb2+ +2I = PbI2.
12 Складіть молекулярні й іонно-молекулярні рівняння реакцій взаємодії в розчинах між: а) Ве(OH)2 і NaOH; б) Сu(OН)2 і HNO3; в) ZnOHN03 і HNO3.
13 Складіть молекулярні й іонно-молекулярні рівняння реакцій взаємодії в розчинах між: a) Na 3PO4 і СаCl2; б) K2CO3 і ВаCl2; в) Zn(OH)2 і КOН.
14 Складіть молекулярні рівняння реакцій, що виражаються іонно-молекулярними рівняннями:
Fe (ОН)3 + 3Н+ = Fe3+ + 3H2O,
Cd2+ + 2OH = Cd(OH)2,
H+ + NO2 = HNO2.
15 Складіть молекулярні та іонно-молекулярні рівняння реакцій взаємодії в розчинах між: a) CdS і НС1; б) Сг(OH)3 і NaOH; в) Ва(OH)2 і СоCl2.
16 Складіть молекулярні рівняння реакцій, що виражаються іонно-молекулярними рівняннями:
а) Zn2+ + H2S = ZnS + 2H+;
б) HCO3 + H+ = H2O + CO2;
в) Ag + + Cl = AgCl.
17 Складіть молекулярні та іонно-молекулярні рівняння реакцій взаємодії в розчинах між: a) H2SO4 і Ba(OH)2; б) FeCl3 і NH4OH; в)СН3COONa і НС1.
18 Складіть молекулярні й іонно-молекулярні рівнянні реакцій взаємодії в розчинах між: а) FeCl3 і КОН; б) NiSO4 і (NH4)2S; в) МgCO3 і HNO3.
19 Яка з речовин: NaCl, NiSO4, Be(OH)2, KHCO3 — буде взаємодіяти з розчином гідроксиду натрію. Виразити ці реакції молекулярними і іонно-молекулярними рівняннями.