Приложение 8 класс. Ионные уравнения

Приложение 8 класс

42. Ионные уравнения

Вы уже знаете из предыдущих занятий, что большинство химических реакций в химии протекает в растворах.

Раствор – это однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.

Вспомним, что при растворении в воде электролиты диссоциируют (распадаются) на положительные и отрицательные ионы.

Например, возьмем нитрат кальция Са(NО₃)₂Из специальной таблицы растворимости по формуле вещества узнаем, что нитрат кальция растворим в воде, а значит распадается в водном растворе на положительно заряженные ионы кальцияСа²⁺ и отрицательно заряженные нитрат-ионыNО₃^- .

То есть, любое вещество, растворимое в воде, будет находиться в водном растворе не в виде целых молекул или атомов, а в виде ионов, на которые оно распадется. Таким образом, реакции в растворах электролитов сводятся к реакциям между ионами.

Значит, уравнение химической реакции можно записать, как реакцию не между целыми веществами, а между ионами.

Например, проведем следующий опыт. Возьмем раствор нитрата серебра и добавим раствор карбоната натрия. Наблюдаем образование темного осадка. Записываем уравнение реакции:

2AgNO₃ + Na₂CO₃ = Ag₂CO₃↓ + 2NaNO₃.

Мы видим, что в результате этой реакции образовалось нерастворимое в воде вещество, не распадающееся на ионы, – это карбонат серебра. Его мы обозначили стрелкой вниз ↓. Это вещество мы не можем записать в виде ионов, а записываем в целом виде. Остальные вещества в растворах распались на ионы, поэтому мы можем их расписать в виде ионов. Записываем всю реакцию в ионном виде:

2Ag⁺ +2NO₃^- + 2Na⁺ + CO₃^2- = Ag₂CO₃↓ + 2Na⁺ +2NO₃^-.

Таким образом, мы провели ионную реакцию. Дадим четкое определение таких реакций.

Ионные реакции – это реакции между ионами. Уравнения таких реакций называются ионными уравнениями.

Рассмотрим записанное нами ионное уравнение этой реакции. Мы видим, что ионы натрияNa⁺ и нитрат-ионы NO₃^- остались как до, так и после реакции в уравнении в неизменном виде. Тогда опустим их и запишем сокращенное уравнение ионной реакции:

2Ag⁺ + CO₃^2-= Ag₂CO₃↓.

Таким образом, мы с вами описали проведенную реакцию, в результате которой образовался нерастворимый в воде осадок, в виде трех уравнений:

1) уравнение в молекулярном виде, или в виде целых молекул:

2AgNO₃ + Na₂CO₃ = Ag₂CO₃↓ + 2NaNO₃;

2) в виде полного ионного уравнения:

2Ag⁺ +2NO₃^- + 2Na⁺ +CO₃^2- = Ag₂CO₃↓ + 2Na⁺ +NO₃^-;

3) в виде сокращенного ионного уравнения:

2Ag⁺ + CO₃^2-= Ag₂CO₃↓.

Однако не только нерастворимые в воде вещества записываются в ионном уравнении в целом виде. Газообразные вещества и вода также записываются в целом молекулярном виде. Значит, реакции ионного обмена и в этих случаях протекают до конца.

Перечислим условия протекания реакций ионного обмена до конца:

1. Образование в результате реакции нерастворимого в воде вещества.

2. Образование в результате реакции газообразного вещества.

3. Образование в результате реакции малодиссоциирующего вещества (например, воды).

Для подтверждения этих пунктов проведем следующий опыт.Возьмем раствор гидроксида бария и добавим несколько капель индикатора фенолфталеина. Гидроксид бария окрасился в малиновый цвет, что указывает на присутствие щелочи. Осторожно добавляем раствор соляной кислоты. Раствор обесцвечивается. Изменение окраски раствора указывает на протекание химической реакции.

1. Записываем уравнение этой реакции в молекулярном виде:

Ba(OH)₂ + 2HCl = BaCl₂ + 2H₂O.

2. Теперь на основе его записываем полное ионное уравнение реакции:

Ba²⁺ + 2OH^- + 2H⁺ + 2Cl^-= Ba²⁺+ 2Cl^-+ 2H₂O.

3.ИоныBa²⁺ и Cl^- в растворе остаются в неизменном виде, поэтому их можно не писать, а молекулы воды не распадаются на ионы. Записываем сокращенное ионное уравнение:

H⁺+ OH^-= H₂O.

Проведя эту реакцию, мы можем сделать вывод, что взаимодействие сильной кислоты (в нашем примере хлороводородной) и щелочи (в реакции гидроксид бария) сводится к взаимодействию ионов водорода и гидроксид-ионов, в результате которого образуется вода:

H⁺+ OH^-= H₂O.

Данный тип реакций носит название реакции нейтрализации.

Реакции нейтрализации – это реакции взаимодействия сильной кислоты со щелочью, в результате которых образуется малодиссоциирующее вещество, например вода.

А теперь проведем химическую реакцию с образованием газообразного вещества.

Возьмем раствор кислой соли гидрокарбоната калия и добавим хлороводородную кислоту. Мы наблюдаем выделение пузырьков газа, что указывает на прохождение химической реакции с образованием газообразного вещества. Записываем молекулярное уравнение реакции:

KHCO₃ + HCl = KCl + H₂O + CO₂↑.

Рядом с формулой газообразного вещества всегда записывается стрелка вверх ↑.

На его основе записываем полное ионное уравнение реакции:

K⁺ + H⁺CO₃^2- + H⁺ + Cl^- = K⁺ + Cl^- + H₂O + CO₂↑.

Мы видим, что ионы калия и хлора остаются в неизменном виде. Значит, их можно опустить. Записываем сокращенное ионное уравнение химической реакции:

H⁺ + CO₃^2- + H⁺ = H₂O + CO₂↑.

Таким образом, мы можем сказать, что реакция ионного обмена произошла до конца с образованием углекислого газа и воды.

ВЫВОД: реакции в водных растворах электролитов являются реакциями между ионами и протекают до конца в случае образования осадка, газа или воды. Они записываются в виде ионных уравнений.