§ 34 Ионообменные реакции

• При каких условиях реакции ионного обмена протекают до конца?

Реакции, протекающие между ионами, называют РЕАКЦИЯМИ ИОННОГО

ОБМЕНА.

Реакции ионного обмена в водных растворах могут протекать необратимо и обратимо. Необратимо, или до конца, они протекают в том случае, если в результате образуются нерастворимые, газообразные или малодиссоциирующие вещества. Рассмотрим протекание необратимых реакций ионного обмена с точки зрения теории электролитической диссоциации.

Рассмотрим реакцию, протекающую при сливании растворов сульфата меди(II) и гидроксида натрия:

CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4

В водных растворах сильные электролиты полностью диссоциируют на ионы, поэтому в ионном виде полное и сокращённое уравнения этой реакции будут выглядеть так:

Cu2+ + SO42– + 2Na+ + 2OH– = Cu(OH)2 + 2Na+ + SO42–

Cu2+ + 2OH– = Cu(OH)2

Сокращённое ионное уравнение показывает, что реакция свелась к взаимодействию ионов Cu2+ и ОН–, в результате которого образовался слабый электролит — гидроксид меди(II) Cu(ОН)2. При этом неважно, в состав каких веществ входили эти ионы до их взаимодействия. Можно взять любую растворимую соль двухвалентной меди и любую щёлочь, чтобы произошла реакция, соответствующая такому сокращённому ионному уравнению, например:

CuCl2 + 2KОН = Cu(OH)2 + 2KCl

Cu2+ + 2Cl– + 2K+ + 2ОН– = Cu(ОН)2 + 2K+ + 2Cl–

Cu2+ + 2OH– = Cu(OH)2

Рассмотрим следующий случай, когда в результате реакции обмена образуется газообразное вещество:

K2S + 2НCl = 2KCl + H2S

162

Из этих четырёх веществ первые три — сильные электролиты, а сероводород — газообразное вещество молекулярного строения:

2K+ + S2– + 2Н+ + 2Cl– = 2K+ + 2Cl– + H2S

2H+ + S2– = H2S

Сокращённое ионное уравнение показывает, что в результате этой реакции из ионов, входящих в состав сильных электролитов, образовались молекулы слабого электролита (неэлектролита). И в этом случае при взаимодействии любой растворимой соли сероводородной кислоты с другой кислотой образуется газообразное вещество — H2S.

Рассмотрим третий случай, когда в результате реакции ионного обмена образуется малодиссоциирующее вещество:

2KОН + H2SO4 = K2SO4 + 2Н2О

2K+ + 2ОН– + 2Н+ + SO42–= 2K+ + SO42–+ 2Н2О Н+ + ОН– = НОН

Эта реакция также сводится к образованию из ионов сильных электролитов молекул слабого электролита — воды.

Таким образом, можно вывести общее правило:

Реакции в растворах электролитов протекают необратимо, если проис-

ходит взаимодействие ионов сильных электролитов с образованием сла- бого электролита (неэлектролита).

Если в результате реакции не образуется малодиссоциирующее (или недиссоциирующее) соединение, то такая реакция всегда протекает обратимо, т. е. в растворе образуется смесь ионов:

KCl + NaNO3 NaCl + KNO3

K+ + Cl– + Na+ + NO3– Na+ + Cl– + K+ + NO–3

Реакции ионного обмена

1.Объясните с точки зрения теории электролитической диссоциации сущность химических реакций, протекающих в водной среде.

2.Напишите в молекулярной и ионной форме уравнения реакций, протекающих в водных растворах.

а) AgNO3 + FeCl3 ...

б) Ва(ОН)2 + HNO3 ...

163