Реакции обмена в растворах электролитов

Необходимым условием протекания обменных реакций в растворах электролитов является удаление из раствора тех или иных ионов вследствие образования малодиссоциирующих (слабые электролиты и комплексные ионы) или малорастворимых веществ (осадки и газы).

Реакции обмена в растворах электролитов записывают в виде трех уравнений: молекулярного, полного ионно-молекулярного и сокращенного ионно-молекулярного. Для составления этих уравнений необходимо знать характер электролитической диссоциации участников реакции.

Малодиссоциирующие и малорастворимые вещества в ионно-молекулярных уравнениях записываются в молекулярном виде. Реакции, в которых слабые электролиты или малорастворимые вещества входят в состав только продуктов реакции, протекают, как правило, необратимо, т.е. до конца.

Примеры реакций, протекающих практически необратимо:

1.с образованием малодиссоциирующих соединений:

а) HCl + NaOH = NaCl + H₂O - молекулярное уравнение,

H⁺ + Cl^- + Na⁺ + OH^- = Na⁺ + Cl^- + H₂O - полное ионно-молекулярное уравнение,

H⁺ + OH^- = H₂O - сокращенное ионно-молекулярное уравнение,

б) NaF + HCl = NaCl + HF,

F^- + H⁺ = HF - сокращенное ионно-молекулярное уравнение,

в) NH₄Cl + NaOH = NH₃· H₂O + NaCl,

NH₄⁺ + OH^- = NH₃·H₂O - сокращенное ионно-молекулярное уравнение,

Таким образом, сильные кислоты (основания) вытесняют слабые кислоты (основания) из растворов их солей.

2.с образованием малорастворимых веществ:

а) NaCl + AgNO₃ = NaNO₃ + AgCl

Cl^- + Ag⁺ = AgCl - сокращенное ионно-молекулярное уравнение.

Реакции, в которых слабые электролиты или малорастворимые вещества входят в состав как продуктов, так и исходных веществ, протекают, как правило, не до конца, т.е. являются обратимыми. Равновесие обратимого процесса в этих случаях смещено в сторону образования наименее диссоциированных или наименее растворимых частиц. Примеры обратимых реакций, равновесие которых смещено вправо:

1.HF + NaOH  NaF + H₂O,

HF + OH^-  F^- + H₂O - сокращенное ионно-молекулярное уравнение.

Вода более слабый электролит, чем HF: K_д(H₂O) = 1,8·10^-16; K_д(HF) = 6,6·10^-4, поэтому равновесие обратимого процесса смещено в сторону образования H₂O.

2.NH₃·H₂O + HCl  NH₄Cl + H₂O,

NH₃·H₂O + H⁺  NH₄⁺ + H₂O - сокращенное ионно-молекулярное уравнение

K_д(NH₃·H₂O) = 1,78·10^-5; K_д(H₂O) = 1,8·10^-16

3.HF + NH₃·H₂O  NH₄F + H₂O,

HF + NH₃·H₂O  NH₄⁺ + F^- + H₂O - сокращенное ионно-молекулярное уравнение

Реакции нейтрализации слабых кислот (оснований) сильными основаниями (кислотами) или слабых кислот слабыми основаниями не доходят до конца (т.е. точка эквивалентности находится, соответственно, в основной или кислой области значений рН).

4.AgCl + NaI  NaCl + AgI,

AgCl + I^-  Cl^- + Ag - сокращенное ионно-молекулярное уравнение

ПР(AgCl) = 1,78· 10^-10 ПР(AgI) = 8,3· 10^-17