2020-06-30
53
Тема 6. Реакции ионного обмена
Электролитическая диссоциация электролитов в водных растворах
Электролитической диссоциацией называется распад электролитов на ионы при растворении их в воде или при расплавлении.
Все вещества делятся на две большие группы: электролиты и неэлектролиты.
Неэлектролиты существуют в растворе в виде нейтральных молекул. Поэтому их растворы не проводят электрический ток. К неэлектролитам относятся многие органические вещества, газы, простые вещества.
Электролиты под поляризующим действием растворителя или под действием высоких температур (при плавлении) распадаются на положительно и отрицательно заряженные частицы, поэтому растворы и расплавы электролитов проводят электрический ток, в большей или меньшей степени. К электролитам относятся кислоты, соли, основания.
Электролиты делят на сильные и слабые.
Сильные электролиты. Почти все частицы при растворении в воде распадаются на заряженные частицы – ионы. В растворе сильного электролита почти нет молекул, а ионов много – такой раствор хорошо проводит ток.
Слабые электролиты. К ним относятся вещества, которые хорошо растворяются в воде, но только небольшая часть их молекул при этом распадается на ионы. В растворе слабого электролита в основном присутствуют его молекулы, ионов вещества относительно немного, электрический ток раствор проводит, но значительно хуже, чем раствор сильного электролита.
Следует запомнить перечень сильных электролитов:
– все соли (растворимые);
– некоторые кислоты:
HCl, HBr, HI, HClO4,
H2SO4, H2SeO4,
HNO3,
HMnO4, H2CrO4
– гидроксиды всех щелочных металлов, а также Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2, AgOH.
Основные положения теории электролитической диссоциации
(Сванте Аррениус, 1887 г.)
1. Электролиты при растворении в воде распадаются (диссоциируют) на ионы – положительные и отрицательные.
2. Под действием электрического тока ионы приобретают направленное движение. Положительно заряженные движутся к катоду – это катионы, отрицательно заряженные движутся к аноду – это анионы.
3. Диссоциация – процесс обратимый, при удалении растворителя остается вещество исходного состава.
Пример 1. Хлорид натрия – растворимая соль, ионное соединение, сильный электролит. При растворении полярные молекулы воды разделяют ионы кристалла, в растворе появляются гидратированные ионы Na+ aq Cl– aq. При записи уравнения диссоциации индексы aq обычно опускают:
NaCl = Na+ + Cl–
Пример 2. Хлороводород – полярная молекула, сильный электролит. При растворении вода расщепляет его полярные молекулы на ионы:
HCl = H+ + Cl–
Реакции ионного обмена
Поскольку соли, кислоты и основания в растворе представлены, в основном, ионами, то и реакции между ними – это реакции между образующими их ионами. При сливании растворов двух веществ, в первый момент времени будет смесь ионов этих веществ. Говорить о протекании реакции между этими ионами можно, если образуется малодиссоциирующее вещество (осадок, газ, слабый электролит, комплексный ион).
Реакции, протекающие в растворе между ионами и молекулами электролитов и не сопровождающиеся изменением степеней окисления ни элементов, ни ионов, называются реакциями ионного обмена.
В задании 31 необходимо составить реакцию ионного обмена и записать ее молекулярное, полное и сокращенное ионное уравнение.
Это достаточно простое задание, нужно помнить:
1. Реакции ионного обмена протекают в сторону
– образования осадка;
– выделения газа;
– образования слабого электролита, в том числе воды;
– образования комплексного соединения.
2. В ионных уравнениях, полных и сокращенных, сильные электролиты следует записывать в виде ионов, слабые электролиты (в том числе, осадки, газы, комплексные ионы) следует записывать в неизменном виде (на ионы не расписывать).
Контрольные задания по Теме 4
Первый пример решения контрольного задания
Даны вещества:
сульфит натрия, пероксид водорода, хлорид бария, сульфат аммония, бромоводородная кислота
Выберите любые два вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена. В ответе запишите молекулярное, полное и сокращенное ионное уравнение этой реакций.
Решение:
Запишем формулы веществ:
сульфит натрия Na2SO3
пероксид водорода Н2O2
хлорид бария ВаCl2
сульфат аммония (NH4)2SO4
бромоводородная кислота HBr
Реакция между хлоридом бария и сульфатом аммония идет с образованием осадка, это реакция ионного обмена:
молекулярное уравнение
ВаCl2 + (NH4)2SO4 = ВаSO4¯ + 2NH4Cl
Сильные электролиты – растворимые соли – запишем в виде ионов, нерастворимую соль ВаSO4 запишем в молекулярной форме:
полное ионное уравнение
Ва2+ + 2Cl– + 2NH4+ + SO42– = ВаSO4¯ + 2NH4+ + 2Cl–
Одинаковые ионы до и после реакции сократим:
сокращенное ионное уравнение
Ва2+ + SO42– = ВаSO4¯ + 2NH4+ + 2Cl–
Второй пример решения контрольного задания
Даны вещества:
перманганат калия, хлороводород, гидроксид рубидия, хлорид аммония, диоксид углерода
Выберите любые два вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена. В ответе запишите молекулярное, полное и сокращенное ионное уравнение этой реакций.
Решение:
Запишем формулы веществ:
перманганат калия KMnO4
хлороводород НCl
гидроксид рубидия RbOH
хлорид аммония NH4Cl
диоксид углерода СO2
Реакция между хлороводородом и гидроксидом рубидия идет с образованием воды, это реакция ионного обмена:
молекулярное уравнение
НCl + RbOH = RbCl + H2О
Сильные электролиты – НCl, RbOH и RbCl – запишем в виде ионов, слабый электролит H2О запишем в виде молекулы:
полное ионное уравнение
Н+ + Cl– + Rb+ + OH– = Rb+ + Cl– + H2О
Одинаковые ионы до и после реакции сократим:
сокращенное ионное уравнение
Н+ + OH– = H2О
Контрольное задание № 1
Даны вещества:
нитрат серебра(I), оксид серы(IV), бромид аммония, оксид цинка, гидроксид железа(III)
Выберите любые два вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена. В ответе запишите молекулярное, полное и сокращенное ионное уравнение этой реакций.
Контрольное задание № 2
Даны вещества:
нитрит аммония, манганат натрия, нитрат натрия, хромат калия, нитрат бария
Выберите любые два вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена. В ответе запишите молекулярное, полное и сокращенное ионное уравнение этой реакций.
