Pagrindinis bendrasis išsilavinimas

Line UMK VV Lunin. Chemija (8–9)

Joninės lygtys

Joninės lygtys yra sudėtinė sudėtingo ir įdomaus chemijos mokslo dalis. Tokios lygtys leidžia vizualiai pamatyti, kurie jonai patenka į chemines transformacijas. Jonų pavidalu registruojamos medžiagos, kurios elektrolitiškai disociuojasi. Išanalizuokime problemos istoriją, joninių lygčių sudarymo algoritmą ir uždavinių pavyzdžius.

FONAS

Net senovės alchemikai, ieškodami filosofinio akmens, vykdydami paprastas chemines reakcijas ir savo tyrimų rezultatus užrašinėdami storais tomeliais, naudojo tam tikrus chemikalų ženklus. Kiekvienas mokslininkas turėjo savo sistemą, o tai nenuostabu: visi norėjo apsaugoti savo slaptas žinias nuo pavydžių žmonių ir konkurentų intrigų. Ir tik VIII amžiuje kai kuriems elementams yra vienodi pavadinimai.

1615 m. Jeanas Begunas savo knygoje „Chemijos principai“, kuri pagrįstai laikoma vienu pirmųjų šios gamtos mokslų skyriaus vadovėlių, pasiūlė cheminėms lygtims rašyti naudoti įprastą žymėjimą. Ir tik 1814 m. švedų chemikas Jonsas Jakobas Berzelius sukūrė cheminių simbolių sistemą, pagrįstą viena ar dviem pirmosiomis lotyniško elemento pavadinimo raidėmis, panašią į tą, kurią mokiniai mokosi pamokose.

Aštuntoje klasėje (12 pastraipa, vadovėlis „Chemija. 8 klasė“, redagavo V.V. Ereminas) vaikinai mokėsi rašyti molekulines reakcijų lygtis, kur molekulių pavidalu pateikiami ir reagentai, ir reakcijos produktai.

Tačiau tai yra supaprastintas cheminių transformacijų vaizdas. O mokslininkai apie tai galvojo jau XVIII a.

Arrhenius, atlikęs savo eksperimentus, išsiaiškino, kad tam tikrų medžiagų tirpalai praleidžia elektros srovę. Ir jis įrodė, kad medžiagos, turinčios elektrinį laidumą, yra tirpaluose jonų pavidalu: teigiamai įkrautų katijonų ir neigiamo krūvio anijonų. Ir būtent šios įkrautos dalelės reaguoja.

KAS YRA JONINĖS LYGTYBĖS

Joninių reakcijų lygtys- tai cheminės lygybės, kuriose į reakciją patenkančios medžiagos ir reakcijų produktai žymimi kaip disocijuoti jonai. Tokio tipo lygtys tinka rašyti cheminių pakeitimų ir mainų reakcijas tirpaluose.

Joninės lygtys- neatskiriama sudėtingo ir įdomaus chemijos mokslo dalis. Tokios lygtys leidžia vizualiai pamatyti, kurie jonai patenka į chemines transformacijas. Medžiagos, kuriose vyksta elektrolitinė disociacija, registruojamos jonų pavidalu (tema išsamiai aptarta V.V. Eremino redaguojamo vadovėlio "Chemija. 9 klasė" 10 pastraipoje). Molekulių pavidalu registruojamos dujos, nusodinamos medžiagos, silpni elektrolitai, kurie praktiškai nesiskiria. Dujos pažymėtos rodykle aukštyn (), medžiagos, kurios nusėda, ir rodyklė žemyn (↓).

Vadovėlį parašė Maskvos valstybinio universiteto Chemijos fakulteto dėstytojai. M.V. Lomonosovas. Išskirtiniai knygos bruožai – medžiagos pateikimo paprastumas ir aiškumas, aukštas mokslinis lygis, gausus iliustracijų, eksperimentų ir pramoginių eksperimentų kiekis, leidžiantis ją naudoti klasėse ir mokyklose, gilinantis gamtos mokslų dalykus.

JONINIŲ LYGČIŲ SAVYBĖS

1. Jonų mainų reakcijos, skirtingai nei redokso reakcijos, vyksta nepažeidžiant medžiagų, patenkančių į chemines transformacijas, valentingumo.

- redokso reakcija

Jonų mainų reakcija

2. Reakcijos tarp jonų vyksta, kai reakcijos metu susidaro blogai tirpios nuosėdos, išsiskiria lakiosios dujos arba susidaro silpni elektrolitai.

Į mėgintuvėlį įpilkite 1 ml natrio karbonato tirpalo ir atsargiai įlašinkite porą lašų druskos rūgšties.

Kas vyksta?

Sudarykite reakcijos lygtį, parašykite pilną ir sutrumpintas jonines lygtis.

#ADVERTISING_INSERT#

Jonų mainų reakcijos – tai reakcijos vandeniniuose tirpaluose tarp elektrolitų, kurios vyksta nekeičiant juos sudarančių elementų oksidacijos būsenų.

Būtina elektrolitų (druskų, rūgščių ir bazių) reakcijos sąlyga yra mažai disociuojančios medžiagos (vanduo, silpna rūgštis, amonio hidroksidas), nuosėdų arba dujų susidarymas.

Apsvarstykite reakciją, kurios metu susidaro vanduo. Šios reakcijos apima visas reakcijas tarp bet kokios rūgšties ir bet kurios bazės. Pavyzdžiui, azoto rūgšties sąveika su kalio hidroksidu:

HNO 3 + KOH \u003d KNO 3 + H 2 O (1)

Pradinės medžiagos, t.y. azoto rūgštis ir kalio hidroksidas, taip pat vienas iš produktų, būtent kalio nitratas, yra stiprūs elektrolitai, t.y. vandeniniame tirpale jie egzistuoja beveik vien tik jonų pavidalu. Gautas vanduo priklauso silpniems elektrolitams, t.y. praktiškai neskyla į jonus. Taigi galima tiksliau perrašyti aukščiau pateiktą lygtį, nurodant tikrąją medžiagų būseną vandeniniame tirpale, t.y. jonų pavidalu:

H + + NO 3 - + K + + OH - \u003d K + + NO 3 - + H 2 O (2)

Kaip matyti iš (2) lygties, tiek prieš reakciją, tiek po jos tirpale yra NO 3 − ir K + jonų. Kitaip tariant, iš tikrųjų nitratų jonai ir kalio jonai niekaip nedalyvavo reakcijoje. Reakcija įvyko tik dėl H + ir OH − dalelių susijungimo į vandens molekules. Taigi, algebriškai sumažinus identiškus jonus (2) lygtyje:

H + + NO 3 - + K + + OH - \u003d K + + NO 3 - + H 2 O

mes gausime:

H + + OH - = H 2 O (3)

Vadinamos (3) formos lygtys redukuotos joninės lygtys, formos (2) — pilnas jonines lygtis, ir (1) formos – molekulinės reakcijos lygtys.

Tiesą sakant, joninė reakcijos lygtis maksimaliai atspindi jos esmę, būtent tai, kas leidžia tęsti. Reikėtų pažymėti, kad daug skirtingų reakcijų gali atitikti vieną sumažintą joninę lygtį. Iš tiesų, jei, pavyzdžiui, imtume ne azoto, o druskos rūgštį, o vietoj kalio hidroksido, tarkime, bario hidroksido, gautume tokią molekulinės reakcijos lygtį:

2HCl + Ba(OH) 2 = BaCl 2 + 2H 2 O

Vandenilio chlorido rūgštis, bario hidroksidas ir bario chloridas yra stiprūs elektrolitai, tai yra, tirpale jie yra daugiausia jonų pavidalu. Vanduo, kaip aptarta aukščiau, yra silpnas elektrolitas, tai yra, tirpale jis egzistuoja beveik vien tik molekulių pavidalu. Taigi, pilna joninė lygtisši reakcija atrodys taip:

2H + + 2Cl - + Ba 2+ + 2OH - = Ba 2+ + 2Cl - + 2H 2 O

Kairėje ir dešinėje sumažiname tuos pačius jonus ir gauname:

2H + + 2OH - = 2H 2 O

Padalinę kairę ir dešinę puses iš 2, gauname:

H + + OH - \u003d H 2 O,

Gauta redukuota joninė lygtis visiškai sutampa su redukuota jonine azoto rūgšties ir kalio hidroksido sąveikos lygtimi.

Sudarant jonines lygtis jonų pavidalu, rašomos tik formulės:

1) stipriosios rūgštys (HCl, HBr, HI, H 2 SO 4, HNO 3, HClO 4) (stiprių rūgščių sąrašą reikia išmokti!)

2) stiprios bazės (šarmų hidroksidai (ALH) ir šarminiai žemės metalai (ALHM))

3) tirpios druskos

Molekuline forma formulės parašytos:

1) Vanduo H2O

2) Silpnosios rūgštys (H 2 S, H 2 CO 3, HF, HCN, CH 3 COOH (ir kitos, beveik visos organinės)).

3) Silpnos bazės (NH 4 OH ir beveik visi metalų hidroksidai, išskyrus šarminius metalus ir šarminius žemės metalus.

4) Mažai tirpios druskos (↓) („M“ arba „H“ tirpumo lentelėje).

5) Oksidai (ir kitos medžiagos, kurios nėra elektrolitai).

Pabandykime užrašyti lygtį tarp geležies (III) hidroksido ir sieros rūgšties. Molekuline forma jų sąveikos lygtis parašyta taip:

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O

Geležies (III) hidroksidas atitinka tirpumo lentelės žymėjimą „H“, kuris mums nurodo apie jo netirpumą, t.y. joninėje lygtyje turi būti įrašyta visa, t.y. kaip Fe(OH)3. Sieros rūgštis yra tirpi ir priklauso stiprių elektrolitų grupei, tai yra, ji tirpale daugiausia yra disocijuotoje būsenoje. Geležies (III) sulfatas, kaip ir beveik visos kitos druskos, yra stiprus elektrolitas, o kadangi jis tirpsta vandenyje, joninėje lygtyje jis turi būti rašomas kaip jonai. Atsižvelgdami į visa tai, kas išdėstyta aukščiau, gauname šios formos pilną joninę lygtį:

2Fe(OH)3 + 6H + + 3SO 4 2- = 2Fe 3+ + 3SO 4 2- + 6H 2 O

Sumažinus sulfato jonus kairėje ir dešinėje, gauname:

2Fe(OH)3 + 6H+ = 2Fe 3+ + 6H2O

padalijus abi lygties puses iš 2, gauname redukuotą joninę lygtį:

Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O

Dabar pažiūrėkime į jonų mainų reakciją, dėl kurios susidaro nuosėdos. Pavyzdžiui, dviejų tirpių druskų sąveika:

Visos trys druskos – natrio karbonatas, kalcio chloridas, natrio chloridas ir kalcio karbonatas (taip, taip, ir jis) – yra stiprūs elektrolitai ir viskas, išskyrus kalcio karbonatą, tirpsta vandenyje, t.y. dalyvauja šioje reakcijoje jonų pavidalu:

2Na + + CO 3 2- + Ca 2+ + 2Cl − = CaCO 3 ↓+ 2Na + + 2Cl −

Šioje lygtyje sumažinę tuos pačius jonus kairėje ir dešinėje, gauname sutrumpintą joninį:

CO 3 2- + Ca 2+ \u003d CaCO 3 ↓

Paskutinė lygtis parodo natrio karbonato ir kalcio chlorido tirpalų sąveikos priežastį. Kalcio jonai ir karbonato jonai sujungiami į neutralias kalcio karbonato molekules, kurios, jungdamosi viena su kita, sudaro mažus joninės struktūros CaCO 3 nuosėdų kristalus.

Svarbi pastaba išlaikant chemijos egzaminą

Kad druskos1 reakcija vyktų su druska2, be pagrindinių joninių reakcijų (dujų, nuosėdų ar vandens reakcijos produktuose) reikalavimų, tokioms reakcijoms keliamas dar vienas reikalavimas - pradinės druskos turi būti tirpus. Tai pvz.

CuS + Fe(NO 3) 2 ≠ FeS + Cu(NO 3) 2

reakcija nevyksta, nors FeS - potencialiai gali duoti nuosėdų, nes. netirpios. Priežastis, kodėl reakcija nevyksta, yra vienos iš pradinių druskų (CuS) netirpumas.

O čia pvz.

Na 2 CO 3 + CaCl 2 \u003d CaCO 3 ↓ + 2NaCl

pajamas, nes kalcio karbonatas yra netirpus, o pradinės druskos yra tirpios.

Tas pats pasakytina ir apie druskų sąveiką su bazėmis. Be pagrindinių reikalavimų jonų mainų reakcijoms vykti, norint, kad druska reaguotų su baze, būtinas jų abiejų tirpumas. Taigi:

Cu(OH) 2 + Na 2 S - neteka

nes Cu (OH) 2 yra netirpus, nors galimas CuS produktas būtų nuosėdos.

Tačiau reakcija tarp NaOH ir Cu (NO 3) 2 vyksta, todėl abi pradinės medžiagos yra tirpios ir nusodina Cu (OH) 2:

2NaOH + Cu(NO 3) 2 = Cu(OH) 2 ↓+ 2NaNO 3

Dėmesio! Jokiu būdu nepradėkite reikalavimo dėl pradinių medžiagų tirpumo daugiau nei reakcijose druska1 + druska2 ir druska + bazė.

Pavyzdžiui, su rūgštimis šis reikalavimas nėra būtinas. Visų pirma, visos tirpios rūgštys puikiai reaguoja su visais karbonatais, įskaitant netirpius.

Kitaip tariant:

1) Druska1 + druska2 - reakcija vyksta, jei pradinės druskos yra tirpios, o produktuose yra nuosėdų

2) Druska + metalo hidroksidas - reakcija vyksta, jei pradinės medžiagos yra tirpios ir produktuose yra nuosėdų arba amonio hidroksido.

Panagrinėkime trečiąją jonų mainų reakcijų atsiradimo sąlygą – dujų susidarymą. Griežtai tariant, tik dėl jonų mainų dujų susidarymas įmanomas tik retais atvejais, pavyzdžiui, susidarant dujiniam vandenilio sulfidui:

K2S + 2HBr = 2KBr + H2S

Daugeliu kitų atvejų dujos susidaro skaidant vieną iš jonų mainų reakcijos produktų. Pavyzdžiui, egzamino metu turite tiksliai žinoti, kad susidarius dujoms dėl nestabilumo skyla tokie produktai kaip H 2 CO 3, NH 4 OH ir H 2 SO 3:

H 2 CO 3 \u003d H 2 O + CO 2

NH 4 OH \u003d H 2 O + NH 3

H 2 SO 3 \u003d H 2 O + SO 2

Kitaip tariant, jei dėl jonų mainų susidaro anglies rūgštis, amonio hidroksidas arba sieros rūgštis, jonų mainų reakcija vyksta dėl to, kad susidaro dujinis produktas:

Užrašykime visų aukščiau išvardytų reakcijų, dėl kurių susidaro dujos, jonines lygtis. 1) Dėl reakcijos:

K2S + 2HBr = 2KBr + H2S

Jonine forma bus registruojamas kalio sulfidas ir kalio bromidas, nes. yra tirpios druskos, taip pat vandenilio bromido rūgštis, tk. reiškia stiprias rūgštis. Vandenilio sulfidas, kuris yra blogai tirpios ir blogai į jonus besiskiriančios dujos, bus parašytas molekuline forma:

2K + + S 2- + 2H + + 2Br - \u003d 2K + + 2Br - + H 2 S

Sumažinę tuos pačius jonus, gauname:

S2- + 2H+ = H2S

2) Dėl lygties:

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2

Joninėje formoje Na 2 CO 3, Na 2 SO 4 bus rašomos kaip labai tirpios druskos, o H 2 SO 4 – kaip stipri rūgštis. Vanduo yra mažai disociuojanti medžiaga, o CO 2 visai nėra elektrolitas, todėl jų formulės bus parašytos molekuline forma:

2Na + + CO 3 2- + 2H + + SO 4 2- \u003d 2Na + + SO 4 2 + H 2 O + CO 2

CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2

3) lygčiai:

NH 4 NO 3 + KOH \u003d KNO 3 + H 2 O + NH 3

Vandens ir amoniako molekulės bus registruojamos kaip visuma, o NH 4 NO 3, KNO 3 ir KOH – jonine forma, nes visi nitratai yra labai tirpios druskos, o KOH yra šarminio metalo hidroksidas, t.y. tvirtas pagrindas:

NH 4 + + NO 3 - + K + + OH - = K + + NO 3 - + H 2 O + NH 3

NH 4 + + OH - \u003d H 2 O + NH 3

Dėl lygties:

Na 2 SO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + H 2 O + SO 2

Visa ir sutrumpinta lygtis atrodys taip:

2Na + + SO 3 2- + 2H + + 2Cl - = 2Na + + 2Cl - + H 2 O + SO 2

oksidai, įskaitant H 2 O, nuosėdos (tirpumo lentelė), silpnai disocijuojantys junginiai: H 2 S; HNO 2, H 2 SO 3 → SO 2 + H 2 O, H 2 CO 3 → CO 2 + H 2 O, NH 4 OH → NH 3 + H 2 O; CH3COOH; HMnO 4 H 2 SiO 3, H 3 PO 4

Šios medžiagos turi pastovią oksidacijos būseną:

I grupės pagrindinis pogrupis +1, II grupės pagrindinis pogrupis +2, H +, O -2, OH -, Al 3+, Zn 2+.

Redokso reakcijos(ORD) yra reakcijos, kurių metu elementai keičia savo oksidacijos būseną (CO), perkeldami elektronus.

Redokso reakcijų sprendimo algoritmas

Mes nustatome kiekvieno reakcijos elemento oksidacijos būseną (CO).

Raskite elementus, kurie keičia jų oksidacijos būseną.

Parenkame jonus arba molekules, kuriose yra pakitusio oksidacijos laipsnio elementų.

Pasirašome oksidatorius, reduktorius.

Rūgšti aplinka: pridėti nH 2 O, kur trūksta O → 2nH +

Šarminė aplinka: pridėkite nH 2 O, kur O perteklius → 2nOH -

Kiekvieną pusreakciją išlyginame (kairė pusinės reakcijos pusė = dešinioji), užrašome duotų ir gautų elektronų skaičių.

Išlyginame gautų ir duotųjų elektronų skaičių, nustatome koeficientus prieš pusines reakcijas.

Pasirašome oksidacijos procesą ir regeneravimo procesą.

Suminę joninę lygtį rašome atsižvelgdami į koeficientus.

Perkeliame koeficientus iš joninės į molekulinę lygtį, pateikiame panašius (kairioji reakcijos pusė = dešinė)

Korozija: metalo oksidacija (sunaikinimas) veikiant aplinkai Anodas yra kairėje metalinių įtampų serijoje. Katodas yra dešinėje. Anodo danga (į kairę įtampų serijoje; geriau, nes sunaikinamas viršutinis sluoksnis). Katodinė danga (įtampos serijoje dešinėje).
drėgna aplinka, šarminė aplinka	/A/: Me 0 – nē→Me n + oksidacijos procesas /K/: 1/2O 2 +H 2 O+2ē→2OH - oksidacijos procesas
rūgštinė aplinka	/K/: 2H + +2ē→H 2 - oksidacijos procesas
Fe-Cu korozijos pavyzdžiu A (Fe): Fe 0 -2e → Fe 2+ K (Cu): 1 / 2O 2 + H 2 O + 2e → 2OH - - drėgna aplinka, šarminė aplinka K(Cu): 2H + +2e→H2 - rūgštus Produktai: šarminėje aplinkoje 4Fe (OH) 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4 Fe (OH) 3, Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + H 2 O. (rūdys) Produktai rūgščioje aplinkoje: FeSO 4

http://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%EB%E5%EA%F2%F0%EE%EB%E8%E7

Pagal Faradėjaus dėsnį: m \u003d EIt / 96 500, Q \u003d It, C (suvartota elektra)

čia m – prie elektrodo oksiduotos arba redukuotos medžiagos masė; E yra ekvivalentinė medžiagos masė; I - srovės stiprumas, A; t – elektrolizės trukmė, s. Ve H 2 \u003d 11,2 l, Ve O 2 \u003d 5,6 l

Norint įsiminti katodinius ir anodo procesus elektrochemijoje, galioja tokia mnemoninė taisyklė:

Anijonai oksiduojami anode.

Prie katodo katijonai redukuojami.

Pirmoje eilutėje visi žodžiai prasideda balse, antroje - priebalsiu.

Arba lengviau:

Katodas – CATions (jonai prie katodo)

ANod – ANionai (jonai prie anodo)

Tema: Cheminis ryšys. Elektrolitinė disociacija

Pamoka: jonų mainų reakcijų lygčių rašymas

Sudarykite geležies (III) hidroksido ir azoto rūgšties reakcijos lygtį.

Fe(OH)3 + 3HNO3 = Fe(NO3)3 + 3H2O

(Geležies (III) hidroksidas yra netirpi bazė, todėl neveikiama. Vanduo yra menkai disocijuota medžiaga, tirpale praktiškai nesiskiria į jonus.)

Fe(OH)3 + 3H + + 3NO3 - = Fe 3+ + 3NO3 - + 3H2O

Nubraukite tiek pat nitratų anijonų kairėje ir dešinėje, parašykite sutrumpintą joninę lygtį:

Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O

Ši reakcija tęsiasi iki galo, nes susidaro blogai disocijuota medžiaga – vanduo.

Parašykime natrio karbonato ir magnio nitrato reakcijos lygtį.

Na 2 CO 3 + Mg (NO 3) 2 \u003d 2NaNO 3 + MgCO 3 ↓

Šią lygtį rašome jonine forma:

(Manio karbonatas netirpsta vandenyje, todėl neskyla į jonus.)

2Na + + CO 3 2- + Mg 2+ + 2NO 3 - = 2Na + + 2NO 3 - + MgCO 3 ↓

Kairėje ir dešinėje perbraukiame tiek pat nitratų anijonų ir natrio katijonų, rašome sutrumpintą joninę lygtį:

CO 3 2- + Mg 2+ \u003d MgCO 3 ↓

Ši reakcija tęsiasi iki galo, nes susidaro nuosėdos – magnio karbonatas.

Parašykime natrio karbonato ir azoto rūgšties reakcijos lygtį.

Na 2 CO 3 + 2HNO 3 \u003d 2NaNO 3 + CO 2 + H 2 O

(Anglies dioksidas ir vanduo yra susidariusios silpnos anglies rūgšties skilimo produktai.)

2Na + + CO 3 2- + 2H + + 2NO 3 - = 2Na + + 2NO 3 - + CO 2 + H 2 O

CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O

Ši reakcija tęsiasi iki galo, nes dėl to išsiskiria dujos ir susidaro vanduo.

Padarykime dvi molekulines reakcijų lygtis, kurios atitinka tokią sutrumpintą joninę lygtį: Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 .

Sutrumpinta joninė lygtis parodo jonų mainų reakcijos esmę. Šiuo atveju galime pasakyti, kad norint gauti kalcio karbonatą, būtina, kad pirmosios medžiagos sudėtyje būtų kalcio katijonai, o antrosios - karbonato anijonai. Sudarykime molekulines reakcijų lygtis, kurios tenkina šią sąlygą:

CaCl 2 + K 2 CO 3 \u003d CaCO 3 ↓ + 2KCl

Ca(NO 3) 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2NaNO 3

1. Oržekovskis P.A. Chemija: 9 klasė: vadovėlis. už generolą inst. / P.A. Oržekovskis, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontakas. - M.: AST: Astrel, 2007. (§17)

2. Oržekovskis P.A. Chemija: 9 klasė: bendrojo lavinimo vadovėlis. inst. / P.A. Oržekovskis, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova. - M.: Astrel, 2013. (§ 9)

3. Rudzitis G.E. Chemija: neorganinė. chemija. Vargonai. chemija: vadovėlis. 9 ląstelėms. / G.E. Rudzitis, F.G. Feldmanas. - M .: Švietimas, UAB „Maskvos vadovėliai“, 2009 m.

4. Chomčenko I.D. Chemijos uždavinių ir pratimų rinkinys vidurinei mokyklai. - M.: RIA „Naujoji banga“: leidėjas Umerenkov, 2008 m.

5. Enciklopedija vaikams. 17 tomas. Chemija / skyrius. red. V.A. Volodinas, vadovaujantis. mokslinis red. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003 m.

Papildomi žiniatinklio ištekliai

1. Vienintelis skaitmeninių edukacinių išteklių rinkinys (vaizdo įrašai šia tema): ().

2. Elektroninė žurnalo „Chemija ir gyvenimas“ versija: ().

Namų darbai

1. Lentelėje pliuso ženklu pažymėkite medžiagų poras, tarp kurių galimos jonų mainų reakcijos, einant iki galo. Parašykite reakcijų lygtis molekuline, pilnąja ir redukuota jonine forma.

Reaktyviosios medžiagos	K2 CO3		AgNO3	FeCl3	HNO3
CuCl2

2. su. 67 Nr.10,13 iš P.A. Oržekovskis „Chemija: 9 klasė“ / P.A. Oržekovskis, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova. - M.: Astrel, 2013 m.

Gana dažnai moksleiviams ir studentams tenka sugalvoti vadinamuosius. joninės reakcijos lygtys. Konkrečiai, šiai temai skirta 31 problema, pasiūlyta Vieningame valstybiniame chemijos egzamine. Šiame straipsnyje mes išsamiai aptarsime trumpų ir pilnų joninių lygčių rašymo algoritmą, išanalizuosime daugybę skirtingų sudėtingumo lygių pavyzdžių.

Kodėl reikalingos joninės lygtys

Priminsiu, kad daugybei medžiagų ištirpus vandenyje (ir ne tik vandenyje!) vyksta disociacijos procesas – medžiagos skyla į jonus. Pavyzdžiui, HCl molekulės vandeninėje terpėje disocijuoja į vandenilio katijonus (H +, tiksliau, H 3 O +) ir chloro anijonus (Cl -). Natrio bromidas (NaBr) vandeniniame tirpale yra ne molekulių, o hidratuotų Na + ir Br - jonų pavidalu (beje, jonų yra ir kietame natrio bromide).

Rašydami „įprastas“ (molekulines) lygtis neatsižvelgiame į tai, kad į reakciją patenka ne molekulės, o jonai. Pavyzdžiui, čia yra reakcijos tarp druskos rūgšties ir natrio hidroksido lygtis:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O. (1)

Žinoma, ši diagrama ne visai teisingai apibūdina procesą. Kaip jau minėjome, vandeniniame tirpale praktiškai nėra HCl molekulių, tačiau yra H + ir Cl - jonų. Tas pats pasakytina apie NaOH. Geriau būtų parašyti taip:

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O. (2)

Štai kas yra pilna joninė lygtis. Vietoj „virtualių“ molekulių matome daleles, kurios iš tikrųjų yra tirpale (katijonai ir anijonai). Mes nesigilinsime ties klausimu, kodėl H 2 O parašėme molekuline forma. Tai bus paaiškinta šiek tiek vėliau. Kaip matote, nėra nieko sudėtingo: mes pakeitėme molekules jonais, kurie susidaro jų disociacijos metu.

Tačiau net visa joninė lygtis nėra tobula. Iš tiesų, pažiūrėkite atidžiau: tiek kairėje, tiek dešinėje (2) lygties dalyse yra identiškos dalelės - Na + katijonai ir Cl - anijonai. Šie jonai reakcijos metu nekinta. Kam tada jie apskritai reikalingi? Išimkime juos ir gaukime trumpoji joninė lygtis:

H + + OH - = H 2 O. (3)

Kaip matote, visa tai priklauso nuo H + ir OH - jonų sąveikos su vandens susidarymu (neutralizacijos reakcija).

Visos pilnosios ir trumposios joninės lygtys užrašomos. Jei chemijos egzamine spręstume 31 uždavinį, už jį gautume maksimalų balą - 2 balus.

Taigi dar kartą apie terminologiją:

• HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - molekulinė lygtis ("įprasta" lygtis, schematiškai atspindinti reakcijos esmę);
• H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - pilna joninė lygtis (matomos tikrosios dalelės tirpale);
• H + + OH - = H 2 O – trumpa joninė lygtis (pašalinome visas „šiukšles“ – daleles, kurios nedalyvauja procese).

Joninių lygčių rašymo algoritmas

1. Sudarome reakcijos molekulinę lygtį.
2. Visos dalelės, kurios tirpale disocijuoja iki pastebimo laipsnio, užrašomos kaip jonai; medžiagas, kurios nėra linkusios į disociaciją, paliekame „molekulių pavidalu“.
3. Iš dviejų lygties dalių pašaliname vadinamąją. stebėtojų jonai, tai yra dalelės, kurios nedalyvauja procese.
4. Patikriname koeficientus ir gauname galutinį atsakymą – trumpą joninę lygtį.

1 pavyzdys. Parašykite pilną ir trumpą joninę lygtį, apibūdinančią bario chlorido ir natrio sulfato vandeninių tirpalų sąveiką.

Sprendimas. Veiksime pagal siūlomą algoritmą. Pirmiausia nustatykime molekulinę lygtį. Bario chloridas ir natrio sulfatas yra dvi druskos. Pažvelkime į žinyno skyrių „Neorganinių junginių savybės“. Matome, kad druskos gali sąveikauti viena su kita, jei reakcijos metu susidaro nuosėdos. Patikrinkime:

2 pratimas. Užpildykite šių reakcijų lygtis:

1. KOH + H 2 SO 4 \u003d
2. H 3 PO 4 + Na 2 O \u003d
3. Ba(OH) 2 + CO 2 =
4. NaOH + CuBr 2 =
5. K 2 S + Hg (NO 3) 2 \u003d
6. Zn + FeCl 2 =

3 pratimas. Parašykite molekulines lygtis reakcijoms (vandeniniame tirpale) tarp: a) natrio karbonato ir azoto rūgšties, b) nikelio (II) chlorido ir natrio hidroksido, c) ortofosforo rūgšties ir kalcio hidroksido, d) sidabro nitrato ir kalio chlorido, e. ) fosforo oksidas (V) ir kalio hidroksidas.

Nuoširdžiai tikiuosi, kad atlikdami šias tris užduotis neturėjote problemų. Jei taip nėra, reikia grįžti prie temos „Pagrindinių neorganinių junginių klasių cheminės savybės“.

Kaip molekulinę lygtį paversti visa jonine lygtimi

Įdomiausia prasideda. Turime suprasti, kurios medžiagos turi būti užrašytos kaip jonai, o kurios – paliktos „molekulinėje formoje“. Turite atsiminti šiuos dalykus.

Jonų pavidalu parašykite:

• tirpios druskos (pabrėžiu, kad vandenyje gerai tirpsta tik druskos);
• šarmai (priminsiu, kad vandenyje tirpios bazės vadinamos šarmais, bet ne NH 4 OH);
• stiprios rūgštys (H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HBr, HI, HClO 4, HClO 3, H 2 SeO 4, ...).

Kaip matote, šį sąrašą lengva įsiminti: jame yra stiprios rūgštys ir bazės bei visos tirpios druskos. Beje, ypač budriems jauniems chemikams, kurie gali pasipiktinti tuo, kad stiprūs elektrolitai (netirpios druskos) nepatenka į šį sąrašą, galiu pasakyti štai ką: Netirpių druskų neįtraukimas į šį sąrašą visiškai neatmeta faktas, kad jie yra stiprūs elektrolitai.

Visos kitos medžiagos joninėse lygtyse turi būti molekulių pavidalu. Reikliems skaitytojams, kurių netenkina neaiškus terminas „visos kitos medžiagos“, ir kurie garsaus filmo herojaus pavyzdžiu reikalauja „paskelbti visą sąrašą“, pateikiu tokią informaciją.

Molekulių pavidalu parašykite:

• visos netirpios druskos;
• visos silpnos bazės (įskaitant netirpius hidroksidus, NH 4 OH ir panašias medžiagas);
• visos silpnos rūgštys (H 2 CO 3, HNO 2, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN, HClO, beveik visos organinės rūgštys...);
• apskritai visi silpni elektrolitai (įskaitant vandenį!!!);
• oksidai (visų tipų);
• visi dujiniai junginiai (ypač H 2 , CO 2 , SO 2 , H 2 S, CO);
• paprastos medžiagos (metalai ir nemetalai);
• beveik visi organiniai junginiai (išskyrus vandenyje tirpias organinių rūgščių druskas).

Fu, nemanau, kad nieko pamiršau! Nors, mano nuomone, lengviau prisiminti sąrašą Nr. 1. Iš esminių svarbiausių sąraše Nr. 2 dar kartą atkreipsiu dėmesį į vandenį.

Treniruojamės!

2 pavyzdys. Sudarykite pilną joninę lygtį, apibūdinančią vario (II) hidroksido ir druskos rūgšties sąveiką.

Sprendimas. Žinoma, pradėkime nuo molekulinės lygties. Vario (II) hidroksidas yra netirpi bazė. Visos netirpios bazės reaguoja su stipriomis rūgštimis, sudarydamos druską ir vandenį:

Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O.

O dabar išsiaiškinsime, kurias medžiagas rašyti jonų, o kurias – molekulių pavidalu. Aukščiau pateikti sąrašai mums padės. Vario (II) hidroksidas yra netirpi bazė (žr. tirpumo lentelę), silpnas elektrolitas. Netirpios bazės parašytos molekuline forma. HCl yra stipri rūgštis, tirpale beveik visiškai disocijuoja į jonus. CuCl 2 yra tirpi druska. Rašome jonine forma. Vanduo – tik molekulių pavidalu! Gauname visą joninę lygtį:

Cu (OH) 2 + 2H + + 2Cl - \u003d Cu 2+ + 2Cl - + 2H 2 O.

3 pavyzdys. Parašykite pilną joninę lygtį anglies dioksido reakcijos su vandeniniu NaOH tirpalu.

Sprendimas. Anglies dioksidas yra tipiškas rūgštinis oksidas, NaOH yra šarmas. Kai rūgštiniai oksidai sąveikauja su vandeniniais šarmų tirpalais, susidaro druska ir vanduo. Sudarome molekulinės reakcijos lygtį (beje, nepamirškite apie koeficientus):

CO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O.

CO 2 - oksidas, dujinis junginys; išlaikyti molekulinę formą. NaOH – stipri bazė (šarmas); parašytas jonų pavidalu. Na 2 CO 3 - tirpi druska; rašyti jonų pavidalu. Vanduo yra silpnas elektrolitas, praktiškai nesiskiria; palikite jį molekulinėje formoje. Gauname šiuos dalykus:

CO 2 + 2Na + + 2OH - \u003d Na 2+ + CO 3 2- + H 2 O.

4 pavyzdys. Natrio sulfidas vandeniniame tirpale reaguoja su cinko chloridu ir susidaro nuosėdos. Parašykite visą šios reakcijos joninę lygtį.

Sprendimas. Natrio sulfidas ir cinko chloridas yra druskos. Kai šios druskos sąveikauja, cinko sulfidas nusėda:

Na 2 S + ZnCl 2 \u003d ZnS ↓ + 2NaCl.

Aš tuoj pat užrašysiu visą joninę lygtį, o jūs patys ją išanalizuosite:

2Na + + S 2- + Zn 2+ + 2Cl - = ZnS↓ + 2Na + + 2Cl - .

Siūlau jums keletą užduočių savarankiškam darbui ir nedidelį testą.

4 pratimas. Parašykite šių reakcijų molekulines ir pilnas jonines lygtis:

1. NaOH + HNO3 =
2. H 2 SO 4 + MgO =
3. Ca(NO 3) 2 + Na 3 PO 4 =
4. CoBr 2 + Ca(OH) 2 =

5 pratimas. Parašykite visas jonines lygtis, apibūdinančias: a) azoto oksido (V) sąveiką su bario hidroksido vandeniniu tirpalu, b) cezio hidroksido tirpalu su vandenilio jodo rūgštimi, c) vandeninių vario sulfato ir kalio sulfido tirpalų, d) kalcio hidroksido ir vandeninis geležies nitrato tirpalas (III).