
- •Контрольная работа по химии №4: Растворы электролитов.
- •Растворы и их концентрация.
- •2. Растворы электролитов.
- •3.Реакции ионного обмена.
- •4. Гидролиз солей.
- •4.1. Гидролиз солей сильных оснований и слабых кислот.
- •4.2. Гидролиз солей слабых оснований и сильных кислот.
- •4.3. Гидролиз солей сильных оснований и сильных кислот.
3.Реакции ионного обмена.
(Задачи №№ 41 – 80)
Реакции ионного обмена-это реакции связывания ионов, завершающиеся образованимем летучего, труднорастворимого или любого слабодиссоциирующего соединения. Поэтому , записывая уравнение реакции ионного обмена, необходимо рассматривать состояние каждого электролита в растворе, а именно: сильные электролиты должны быть представлены в виде ионов (как они есть), а слабые электролиты в молекуклярной форме.
.Пример 3.1. Взаимодействие уксусной кислоты с гидроксидом натрия: CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O
Уксусная кислота СН3СООН-слабая кислота (практически все органические кислоты-слабые). Поэтому ионы, из которых она состоит, в основном , находятся в связанном состоянии. В связи с этим, в уравнении реакции уксусную кислоту нужно записать в том виде, в каком она есть, т. е. в молекулярной форме. Второй участник реакции-NaOH-сильный электролит (гидроксид щелочного металла). Следовательно, в уравнении его нужно записать в виде ионов. Продукты реакции: CH3COONa-растворимая соль, диссоциирует полностью, следовательно в уравнении реакции должна быть записана в виде ионов.
Результатом проведенного анализа состояния каждого из электролитов является правильная форма записи уравнения реакции:CH3COOH+Na+ +OH- =CH3COO- +Na+ +H2O.
Данное уравнение, отражающее состояние электролитов в растворе, называется ионно- молекулярным уравнением. После исключения ионов Na+, не изменяющихся в ходе реакции, ионно-молекулярное уравнение записывается в окончательном (сокращённом) виде:CH3COOH+OH- =CH3COO- +H2O.
Итак, при оформлении любой реакции ионного обмена, протекающей в растворе, необходимо записать 3 уравнения: молекулярное уравнение, развёрнутое ионно-молекулярное уравнение и сокращённое ионно- молекулярное уравнение.
Если изначально реакция ионного обмена выражена сокращённым ионно-молекулярным уравнением и задача заключается в составлении молекулярного уравнения, необходимо помнить, что источниками свободных ионов являются сильные электролиты. Поэтому ионы, представленные в сокращённом ионно-молекулярном уравнении, в молекулярном уравнении записываются в составе соответствующих сильных электролитов; слабые электролиты записываются так, как они есть.
Для проверки правильности решения, после записи молекулярного уравнения записывается развёрнутое ионно-молекулярное уравнение и затем сокращённое. Если конечный результат совпадает с заданным сокращённым ионно-молекулярным уравнением, решение верно, если нет, в молекулярном уравнении нужно вновь проанализировать силу каждого электролита и правильность отражения их силы в развёрнутом ионно- молекулярном уравнении. Рассмотрим это на примерах:
Пример 3.2. Записать 2 молекулярных уравнения, соответствующих ионно-молекулярному уравнению реакции ионного обмена: Ва2+ +СО32- =ВаСО3.
Рассматриваем первое из возможных молекулярных уравнений:
BaCl2+H2CO3=BaCO3+2HCl.
Из электролитов, фигурирующих в молекулярном уравнении реакции, BaCl2-сильный как хорошо растворимая соль, Н2СО3-слабый, т.к. в этой кислоте степень окисления кислотообразующего элемента-углерода-равна +4 (меньше +6), ВаСО3-слабый как труднорастворимая соль и НСl-одна из трёх сильных бескислородных кислот. В соответствии с этим развёрнутое ионно- молекулярное уравнение реакции записывается:
Ва2+ +2Cl- +Н2СО3=ВаСО3+ 2Н++2Cl-.
После исключения из уравнения не изменяющихся в ходе реакции хлорид-ионов получаем итоговое ионно-молекулярное уравнение:
Ва2+ +Н2СО3=ВаСО3+2Н+.
Как видно, полученный результат не соответствует заданному уравнению: Ва2+ +СО32- =ВаСО3. Следовательно, выбор электролитов для молекулярного уравнения ошибочен и решение неверно.
Второе возможное молекулярное уравнение:
Ва(ОН)2+К2СО3=ВаСО3+2КОН.
В этом уравнении Ва(ОН)2-сильное основание как гидроксид щелочноземельного металла, К2СО3-сильный электролит как хорошо растворимая соль, ВаСО3-труднорастворимая соль и потому является слабым электролитом и КОН-сильное основание как гидроксид щелочного металла. В связи с этим развёрнутое ионно-молекулярное уравнение записывается:
Ва2+ +2ОН- +2К+ +СО32- =ВаСО3+2К+ +2ОН-.
После исключения не участвующих в реакции ионов К+ и ОН- получаем сокращённое ионно-молекулярное уравнение реакции:
Ва2+ +СО32- =ВаСО3.
Поскольку полученное итоговое ионно-молекулярное уравнение идентично заданному, выбор электролитов для молекулярного уравнения сделан правильно.
Ещё одно возможное молекулярное уравнение:
Ba(NO3)2+Na2CO3=BaCO3+2NaNO3.
В выбранном молекулярном уравнении 3 соли: Ba(NO3)2, Na2CO3, NaNO3-сильные электролиты ввиду их растворимости в воде; BaCO3-слабый электролит как труднорастворимая соль. Поэтому ионно-молекулярное уравнение должно быть записано в виде:
Ва2++ 2NO3- +2Na+ +CO32- =BaCO3+2Na+ +2NO3-.
Исключая из уравнения не участвующие в реакции ионы Na+ и NО3-, получаем сокращённое ионно-молекулярное уравнение реакции:
Ва2++СО32- =ВаСО3.
Получили результат, аналогичный заданному. Следовательно, выбор электролитов для молекулярного уравнения произведён правильно.
Итак, правильными решениями поставленной задачи являются второе и третье молекулярные уравнения.
Пример 3.3. Составить молекулярное уравнение реакции ионного обмена, соответствующее ионно-молекулярному уравнению: HCN+ OH- =CN- +H2O.
В молекулярном уравнении слабый электролит HCN записывается как он есть-в молекулярном виде, а источником свободных ионов ОН- должно быть сильное основание, например, КОН. Соответственно этому, молекулярное уравнение записывается:
HCN+КOH=КCN+H2O.
Для проверки правильности решения составляется ионно- молекулярное уравнение:
HCN+К+ +OH- =К+ +CN- +H2O.
После исключения из уравнения ионов Na+, не участвующих в реакции, получается итоговое сокращённое ионно-молекулярное уравнение:
HCN+OH- =CN- +H2O.
Как видно, результат аналогичен заданному условием, следовательно решение верно.