Гіпермаркет Знань>>Хімія>>Хімія 9 клас>> Хімія: Реакції обміну між електролітами

РЕАКЦІЇ ОБМІНУ МІЖ ЕЛЕКТРОЛІТАМИ

Реакції обміну у розчинах електролітів, умови їх перебігу. Йонні рівняння

Після опрацювання § 12 ви зможете:

складати рівняння реакцій обміну у розчинах електролітів у повній і скороченій йонній формах.

На шляху до успіху пригадаємо з вивчених курсів хімії, фізики, математики:

що таке хімічне рівняння; як взаємодіють заряди; що таке подібні доданки та у який спосіб їх зводять; які реакції називають реакціями: а) обміну; б) нейтралізації; що таке ступінь окиснення; які оксиди та гідрати оксидів реагують із кислотами; за яких умов відбуваються до кінця реакції у розчинах між: а) кислотами та солями; б) двома солями; в) солями і лугами; як позначають у хімічних рівняннях утворення осаду й виділення газу.

• Реакції обміну між електролітами у розчинах відбуваються за участю йонів - частинок, які реально існують у розчинах солей, лугів і кислот. Такі реакції називають йонними, а рівняння цих реакцій - йонними рівняннями.

Уточнімо: йонними рівняннями можуть бути зображені будь-які реакції, що відбуваються за участю електролітів у розчинах. Якщо вони не супроводжуються зміною зарядів йонів (не змінюються ступені окиснення елементів), то їх називають реакціями йонного обміну.

Скласти йонне рівняння досить просто. Виконаймо дослід і розгляньмо послідовність складання йонного рівняння на прикладі реакції між калій йодидом і плюмбум(ІІ) нітратом у розчині. Про її перебіг свідчить утворення яскраво-жовтого осаду плюмбум(ІІ) йодиду (мал. 12.1).

Спочатку запишімо рівняння реакції без урахування дисоціації електролітів:
Pb(NO₃)₂ + 2KI = 2KNO₃ + Pbl₂

Аби скласти рівняння цієї реакції у йонній формі, слід зважити на те, що електроліти у розчині дисоціюють на йони. За таблицею «Розчинність кислот, основ і солей у воді» (див. додаток) визначмо, які з-поміж реагентів є сильними електролітами. Обидві розчинні солі - плюмбум(ІІ) нітрат і калій йодид - у водному розчині практично повністю дисоціюють за йони. Тож запишімо їхні формули у йонному вигляді:

РЬ²⁺ + 2NO^-₃ + 2К⁺ + 2I^-

Проаналізуймо, які з цих йонів взаємодіятимуть між собою з огляду знаки їхніх зарядів. Це потрібно, аби пересвідчитися, що ми правильно визначили продукти реакції. Електростатичні сили зумовлюватимуть притягування різнойменних і відштовхування однойменно заряджених йонів (мал. 12.2).

Отже, продукти реакції - калій нітрат і плюмбум(ІІ) йодид. Калій нітрат - сильний електроліт, повністю дисоціює, тому у правій частині рівняння записуємо катіони Калію та нітрат-аніони. Плюмбум(ІІ) йодид практично нерозчинний, тож його формулу залишаємо незмінною

РЬ²⁺ + 2NO^-₃ + 2К⁺ + 2I^- = 2K⁺+ 2N0^-₃ + Рbl₂

Зверніть увагу: у йонному рівнянні коефіцієнти перед формулами кожного з йонів записують з урахуванням індексів у формулах електролітів та коефіцієнтів перед ними. Приміром, унаслідок дисоціації однієї формульної одиниці плюмбум(ІІ) нітрату утворюється один катіон Плюмбуму(ІІ) і два нітрат-аніони. А під час дисоціації двох формульних одиниць калій йодиду утворюються два катіони Калію та два йодид-аніони.

Очевидно, що в лівій і правій частинах йонного рівняння є однакові йони (які саме?). Оскільки вони не беруть участі в реакції, їхні формули ножна скоротити:

Вилучімо з лівої та правої частин рівняння формули катіонів Калію й - нітрат-аніонів, аби одержати скорочене йонне рівняння. У ньому записані  тільки ті частинки, які реально взаємодіють у розчині з утворенням яскраво-жовтого осаду плюмбум(ІІ) йодиду. Тобто скорочене йонне рівняння відбиває суть реакції обміну між електролітами у розчині. Воно показує, які йони взаємодіють і яка речовина є продуктом реакції.

Виконаний дослід дає підстави стверджувати, що однією з умов необоротності реакції між електролітами у розчині є утворення осаду.

Завдання

Виберіть скорочене йонне рівняння, яке відповідає реакції між ферум(ІІІ) нітратом і калій гідроксидом у розчині:

З'ясуймо, за яких ще умов, окрім утворення осаду, реакції обміну у розчинах електролітів будуть необоротними - тобто відбуватимуться до кінця. Дослідімо реакцію між натрій гідроксидом і нітратною кислотою у розчині. Наочно пересвідчитися у перебігу реакції нейтралізації допоможе застосування індикатора. До розчину натрій гідроксиду добавмо кілька крапель спиртового розчину фенолфталеїну - специфічного індикатора лужного середовища. Ви, звичайно, пам'ятаєте, що під дією гідроксид-аніонів фенолфталеїн набуває малинового забарвлення. Краплями, щоразу обережно струшуючи колбу, добавлятимемо розбавлену нітратну кислоту (мал. 12.3), аж поки малинове забарвлення фенолфталеїну не зникне. Знебарвлення розчину свідчить про нейтралізацію лугу кислотою:

NaOH + HNO₃ = NaN0₃ + Н₂0

За допомогою таблиці розчинності (див. додаток) визначмо, що з чотирьох речовин - реагентів і продуктів реакції - до сильних електролітів належать три. Це натрій гідроксид (луг), нітратна кислота і натрій нітрат розчинна сіль. Вода - дуже слабкий електроліт, тож практично не дисоціює. З огляду на це, запишімо повне йонне рівняння реакції між натрій гідроксидом і нітратною кислотою у розчині:

Очевидно, що молекули води утворюються внаслідок взаємодії у розчині катіонів Гідрогену й гідроксид-аніонів.
Отже, реакція обміну між електролітами у розчині практично необоротна, якщо один з продуктів - дуже слабкий електроліт, наприклад вода, або інша малодисоційована речовина.

Завдання

Виберіть ті пари електролітів, реакції між якими у розчині відбуваються практично до кінця (необоротно):

А Н₂S0₄ і КОН; Б К₂SiO₃ і НN0₃; В НСІ і КN0₃; Г КN0₃ і NaОН.

Розгляньмо ще один випадок перебігу до кінця реакції між електролітами у розчині. Змішаймо розчин натрій карбонату з розбавленою сульфатною кислотою.

Завдання

За малюнком 12.4 опишіть на макрорівні хімічну реакцію між натрій карбонатом і сульфатною кислотою у розчині. Поясніть, чому не можна для проведення досліду брати розчини соди та кислоти у більших (мал. 12.4, 1), ніж вказано в інструкції (мал. 12.4, 2), кількостях.

Скориставшись таблицею розчинності і див. додаток), запишімо рівняння реакції (пам'ятаймо, карбонатна кислота  нестійка, існує у розчині як гідрат):

З-поміж п'яти речовин - реагентів і продуктів реакції - до сильних електролітів належать три. Це натрій карбонат, сульфатна кислота і натрій сульфат. Вода - дуже слабкий електроліт, а карбон(IV) оксид (вуглекислий газ) видаляється зі сфери реакції.

Очевидно, що утворення молекул води й вуглекислого газу є наслідком взаємодії між катіонами Гідрогену й карбонат-аніонами у розчині. Ця реакція необоротна (відбувається до кінця), оскільки вода - дуже слабкий електроліт, а вуглекислий газ видаляється зі сфери реакції.

Завдання

Виберіть ті пари електролітів, реакції між якими у розчині відбуваються практично до кінця (необоротно):

А Н₂S0₄ і К₂С0₃; Б Na₂S і НСІ; В НNO₃ і Na₂S0₄; Г KNO₃ і НСІ.

Виконані досліди доводять, що реакції обміну між електролітами у розчині необоротні, якщо поміж продуктів реакції є осад, газ, вода або інший слабкий електроліт.

Якщо виконується хоча б одна з цих умов, реакція відбувається до кінця. Якщо ж ні, то внаслідок змішування розчинів утворюється суміш йонів. Про це свідчить повне йонне рівняння реакції між натрій хлоридом і калій нітратом у розчині

Na⁺ + Сl^- + К⁺ + N0^-₃ = Na⁺ + NO^-з+ К⁺ + Сl^-

Аби дістати більше експериментальних підтверджень правильності зроблених висновків, виконайте лабораторні досліди.

Г. А. Лашевська, Геометрія, 9 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів 

_{Збірка конспектів уроків по всім класами, домашня робота, скачати реферати з хімії, книги та підручники згідно каленадарного плануванння з хімії для 9 класу}

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.