Решение типовых задач

Задача 1. Напишите уравнения электролитической диссоциации сильных электролитов: H₂SO₄, NaOH, Са(NO₃)₂ . Укажите названия электролитов.

Решение. С точки зрения теории электролитической диссоциации молекулы кислот в воде диссоциируют на ионы водорода Н⁺ [точнее, на ион гидроксония Н₃О⁺ (Н⁺·Н₂О)], и анион (отрицательно заряженную частицу).

Серная кислота диссоциирует: H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄²ˉ.

Основания – это электролиты, которые диссоциируют на ионы гидроксила OHˉ и катионы (положительно заряженные частицы).

Гидроксид натрия диссоциирует: NaOH → Na⁺ + OHˉ.

Соли при диссоциации разлагаются на катионы и анионы.

Нитрат кальция диссоциирует: Са(NO₃)₂ → Са²⁺ + 2NO₃ˉ.

Задача 2. В каком случае произойдет химическое взаимодействие: если к раствору хлорида кальция добавить раствор нитрата натрия или сульфата натрия?

Решение. Запишем молекулярные уравнения предполагаемых реакций, указав в соответствии с табл. 5.3 растворимость всех участников реакции ( Р – растворимое, НР – нерастворимое ) и силу электролита (сильный, слабый).

CaCl₂ + 2 NaNO₃ → Ca(NO₃)₂ + 2 NaCl;

Р, Сильный Р, Сильный Р, Сильный Р, Сильный

CaCl₂ + Na₂SO₄ → CaSO₄↓ + 2 NaCl.

Р, Сильный Р, Сильный МР Р, Сильный

В соответствии с правилами написания ионно-молекулярных уравнений сильные, растворимые электролиты запишем в виде ионов, а слабые или нерастворимые (малорастворимые) – в виде молекул.

Ca²⁺ + 2Cl‾ + 2NO₃‾ + 2Cl‾ → Ca²⁺ + 2NO₃‾ + 2Na⁺ + 2Cl‾;

Ca²⁺ + 2Cl‾ + 2Na⁺ + SO₄ ²‾ → CaSO₄ ↓ + 2Na⁺ + 2Cl‾.

В первом случае все ионы сокращаются, а во втором – сокращенное ионно-молекулярное уравнение имеет вид: Ca²⁺ + SO₄²‾ → CaSO₄↓, т.е. в данном случае имеет место химическое взаимодействие с образованием малорастворимого вещества. Эта реакция является практически необратимой, т.к. в обратном направлении, т.е. в сторону растворения осадка, она протекает в очень незначительной степени.

Лабораторные опыты Опыт 1. Реакции, протекающие с образованием малорастворимых соединений

В одну пробирку налейте 1–2 мл раствора сульфата натрия Na₂SO₄, в другую – столько же сульфата аммония (NH₄)₂SO₄. В каждую пробирку прибавьте по 1–2 мл раствора хлорида бария ВаCl₂ и наблюдайте образование осадков.

Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций. Обратите внимание на одинаковый цвет осадков в обеих пробирках и одинаковые сокращенные ионно-молекулярные уравнения, которые выражают суть происходящих в растворах электролитов реакций двойного обмена.

Опыт 2. Реакции, протекающие с образованием слабых электролитов и газов

Налейте в пробирку 1–2 мл раствора ацетата натрия СН₃СООNa и добавьте 1 мл соляной кислоты, пробирку встряхните. Образующаяся уксусная кислота – СН₃СООН (слабый электролит) обнаруживается по запаху.

Напишите молекулярное и ионно-молекулярные уравнения реакции.

К 1–2 мл раствора сульфата аммония (NH₄)₂SO₄ добавьте примерно равный объем раствора NaOH и нагрейте. Образующийся аммиак NH₃ обнаруживается по запаху и по изменению окраски влажной полоски индикаторной бумаги, поднесенной к отверстию пробирки.

Напишите молекулярное и ионно-молекулярные уравнения реакции.

Налейте в пробирку 3–4 мл раствора карбоната натрия Na₂CO₃ и добавьте 1–2 мл раствора соляной кислоты. Образующаяся угольная кислота разлагается на воду и углекислый газ, который обнаруживается по появлению пузырьков.

Напишите молекулярное и ионно-молекулярные уравнения реакции.

Выводы

1. По каким признакам можно установить наличие реакции двойного обмена между растворами электролитов?

2. Сформулируйте условия протекания практически необратимых реакций двойного обмена.