Что такое молекулярное уравнение

Правила составления уравнений ионно-молекулярных реакций

1. Составляется молекулярное уравнение реакции. Формулы веществ записываются в соответствии с правилом валентности. Рассчитываются (если необходимо) коэффициенты в соответствии с законом сохранения массы веществ.

2. Составляется полное ионно-молекулярное уравнение. В молекулярной форме следует записывать малорастворимые и газообразные вещества, а также слабые электролиты (табл. 4.4, 4.5). Все эти вещества или не образуют в растворах ионов, или образуют их очень мало. В видеионов записывают сильные кислоты и основания, а также растворимые соли. Эти электролиты существуют в растворе в виде ионов, но не молекул.

3. Составляется сокращённое ионно-молекулярное уравнение.Ионы, которые в ходе реакции не изменяются, сокращаются. Полученное уравнение показывает суть реакции.

Растворимость солей кислот и оснований в воде

В качестве примР – растворимое,Н – нерастворимое ). Все растворимые соли являются сильными электролитами.

Р Р Р Р Р Р Н Р

В соответствии с правилами написания ионно-молекулярных уравнений сильные, растворимые электролиты запишем в виде ионов, аслабые или нерастворимые – в видемолекул.

Ca 2+ + 2Cl ‾ + 2Na + + 2NO₃ ‾ → Ca 2+ + 2NO₃ ‾ + 2Na + + 2Cl‾;

Ca 2+ + 2Cl ‾ + 2Na + + SO₄ 2‾ → CaSO₄ ↓ + 2Na + + 2Cl ‾ .

В первом случае все ионы сокращаются, а во втором – сокращенное ионно-молекулярное уравнение имеет вид: Ca 2+ + SO₄ 2‾ → CaSO₄ ↓,т.е. в данном случае имеет место химическое взаимодействие с образованием малорастворимоговещества. Данная реакция является практически необратимой, т.к. в обратном направлении, т.е. в сторону растворения осадка, она протекает в очень незначительной степени (рис. 4.6).

Рассмотрим реакции, приводящие к образованию слабого электролита и газа (рис. 4.7).

NH₄ + +Cl¯ + K + + OH¯ → NH₄OH + K + + Cl¯,

2 Na + + CO₃ 2 ¯ + 2 H + + 2 Cl → 2 Na + + 2 Cl¯ + H₂O + CO₂↑,

Если малорастворимые или малодиссоциирующие вещества есть и среди исходных веществ и среди продуктов реакции, то ионно-молекулярное равновесие смещается в сторону менее диссоциирующего или менее растворимого электролита.

слабая кислота слабый электролит

Константа диссоциации уксусной кислоты равна около 10 –5 , а воды около 10 –16 ,т.е. вода является более слабым электролитом и равновесие смещено в сторону образования продуктов реакции.

На смещении ионно-молекулярного равновесия основано растворение малорастворимого гидроксида магния при добавлении порциями раствора хлорида аммония:

Mg(OH)₂ + 2 NH₄ + + 2Cl¯ ↔ Mg 2+ + 2 Cl¯ + 2 NH₄OH,

Введение дополнительных порций иона NH₄ + смещает равновесие в сторону продуктов реакции.

77.243.189.99 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Ионно-молекулярные уравнения реакции

Содержание:

Ионно-молекулярные уравнения реакции

Теория электролитической диссоциации признает, что все реакции в водных растворах электролитов являются реакциями между ионами. Поэтому уравнения реакции для этих процессов, записанные в молекулярной форме, не отражают истинного состояния веществ в растворах. Кроме записи уравнений реакций, в молекулярном виде существует ионная (ионно-молекулярная) форма представления уравнений реакций между электролитами в водных растворах. В ионно-молекулярных уравнениях реакций вещества малорастворимые, малодиссоциирован-ные и газообразные записываются в виде молекул, а сильные электролиты — в виде ионов, на которые они диссоциируют. Например, при взаимодействии растворов хлорида меди (II) и гидроксида натрия образуется осадок гидроксида меди (II): CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2| + 2NaCl.

• В ионно-молекулярном виде уравнение этой реакции записывается следующим образом: Cu2+ + 2С1″ + 2Na+ + 20НГ = Cu(OH)2i + 2Na+ + 2СГ. Концентрации ионов натрия и хлора в процессе реакции остаются неизменными, поэтому из уравнения реакции их можно исключить. Поскольку реакции между ионами в растворе представляют собой пример химического равновесия, к ним применим принцип смещения равновесия Jle Шателье.
• В соответствии с этим принципом равновесие может сместиться, если какое-либо вещество будет удаляться из сферы реакции по мере ее протекания. Удаление вещества может быть осуществлено в трех случаях: 1) образование малорастворимого осадка; 2) выделение газообразного вещества; 3) образование малодиссоциированного соединения.

При взаимодействии раствора (NH4)2S с соляной кислотой образуется газообразный сероводород и равновесие решение задач по высшей математике реакции смещается вправо: (NH4)2S + 2НС1 – 2NH4C1 + H2ST, 2NH4+ + S2″ + 2H4″ + 2СГ = 2NH4+ + 2СГ + H2Sf или 2H+ + S2″ = H2Sf.

Примеры решения в задачах

Примером реакции, равновесие которой смещено в сторону образования малодиссоциированного соединения, может служить взаимодействие между растворами азотной кислоты и гидроксида натрия: HN03 + NaOH – NaN03 + Н20, Н+ + N03″ + Na+ + ОН” = Na+ + NO3- + Н20 или Н+ + ОН” – Н20. Реакция с образованием малорастворимого соединения была рассмотрена выше. Нередко приходится встречаться с такими процессами, в которых осуществляется не один из трех рассмотренных типов обменных реакций, а та или иная их комбинация.

Так, при взаимодействии раствора сульфита калия с серной кислотой одновременно происходит и образование малодиссоциированного вещества — воды, и выделения газообразного продукта: K2S03 + H2S04 = K2S04 + S02T + H20, 2K+ + S032″ + 2Н+ + S042′ – 2K+ + S042″ + S02t + H20 или 2H+ + S032

— S02t + H20. А при взаимодействии раствора гидроксида бария с серной кислотой одновременно образуются и осадок, и слабый электролит: Ва(ОН)2 + H2S04 = BaS04i + 2Н20, ‘ Ва2+ + 20Н” + 2Н* + S042’ » BaS04i + 2Н20. Некоторые реакции протекают с образованием двух труднорастворимых веществ: CuS04 + BaS = BaS04| + CuSj, Cu2+ + S042″ + Ba2* + S2″ = BaS04l + CuSi.

В ряде обменных процессов малодиссоциированные или труднорастворимые соединения находятся как среди исходных, так и конечных продуктов реакции: nh4oh + н+ + С1- ?± nh4+ + сг + н2о. Вследствие образования труднорастворимых соединений в отдельных случаях возможно вытеснение сильной кислоты из соединений слабой, например: Си24″ + 2СГ + H2S « CuSJ + 2Н* + 2СГ, Cu2+ + H2S-CuSi +2Н+. Таким образом, рассмотренные выше примеры подтверждают общую закономерность: все реакции обмена в растворах электролитов протекают в сторону уменьшения числа свободных ионов.

Ионные уравнения

Ионные уравнения — неотъемлемая часть сложной и интересной химической науки. Такие уравнения позволяют наглядно увидеть, какие ионы вступают в химические превращения. В виде ионов записывают вещества, которые подвергаются электролитической диссоциации. Разберем историю вопроса, алгоритм составления ионных уравнений и примеры задач.

ИСТОРИЯ ВОПРОСА

Еще древние алхимики, проводя нехитрые химические реакции в поисках философского камня и записывая в толстые фолианты результаты своих исследований, использовали определенные знаки для химических веществ. У каждого ученого была своя система, что неудивительно: каждый хотел защитить свои тайные знания от происков завистников и конкурентов. И лишь в VIII веке появляются единые обозначения для некоторых элементов.

В 1615 году Жан Бегун в своей книге «Начала химии», что по праву считается одним из первых учебников в этом разделе естествознания, предложил использовать условные обозначения для записи химических уравнений. И лишь в 1814 году шведский химик Йонс Якоб Берцелиус создал систему химических символов на основе одной или двух первых букв латинского названия элемента, подобную той, с которой ученики знакомятся на уроках.

В восьмом классе (параграф 12, учебник «Химия. 8 класс» под редакцией В.В. Еремина) ребята научились составлять молекулярные уравнения реакций, где и реагенты, и продукты реакций представлены в виде молекул.

Однако это упрощенный взгляд на химические превращения. И об этом задумывались ученые уже в XVIII веке.

Аррениус в результате своих экспериментов выяснил, что растворы некоторых веществ проводят электрический ток. И доказал, что вещества, обладающие электропроводностью, в растворах находятся в виде ионов: положительно заряженных катионов и отрицательно заряженных анионов. И именно эти заряженные частицы вступают в реакции.

ЧТО ТАКОЕ ИОННЫЕ УРАВНЕНИЯ

Ионные уравнения реакций — это химические равенства, в которых вещества, вступающие в реакцию, и продукты реакций обозначены в виде диссоциированных ионов. Уравнения данного типа подходят для записи химических реакций замещения и обмена в растворах.

Ионные уравнения — неотъемлемая часть сложной и интересной химической науки. Такие уравнения позволяют наглядно увидеть, какие ионы вступают в химические превращения. В виде ионов записывают вещества, которые подвергаются электролитической диссоциации (тема подробно разбирается в параграфе 10, учебник «Химия. 9 класс» под редакцией В.В. Еремина). В виде молекул записывают газы, вещества, выпадающие в осадок, и слабые электролиты, которые практически не диссоциируют. Газы обозначаются стрелкой вверх (↑), субстанции, выпадающие в осадок, стрелкой вниз (↓).

ОСОБЕННОСТИ ИОННЫХ УРАВНЕНИЙ

1. Реакции ионного обмена, в отличие от окислительно-восстановительных реакций, протекают без нарушения валентности веществ, вступающих в химические превращения.

— окислительно-восстановительная реакция

— реакция ионного обмена

2. Реакции между ионами протекают при условии образования в ходе реакции плохорастворимого осадка, выделения летучего газа или образования слабых электролитов.

Удивительно, что реакции обмена могут проходить даже с нерастворимыми солями слабых кислот. В этом случае сильная кислота вытесняет слабую из ее солей. В качестве примера можно привести сокращенное ионное уравнение разведения карбоната кальция в сильных кислотах.

АЛГОРИТМ СОСТАВЛЕНИЯ ИОННОГО УРАВНЕНИЯ

Записываем молекулярное уравнение химического процесса.

Балансируем молекулярное уравнение с помощью коэффициентов.

Чтобы правильно сбалансировать равенство, нужно вспомнить закон сохранения массы веществ (параграф 12, «Химия. 8 класс» под редакцией В.В. Еремина), согласно которому в ходе химических превращений новые атомы не появляются, а старые не разрушаются. Т.е. число атомов в продуктах реакции равно числу атомов в исходных веществах. Помним, что водород и кислород уравниваем в последнюю очередь.

Определяем, какие вещества в химической реакции диссоциируют, т.е. распадаются на ионы.

Записываем в виде ионов:

• растворимые соли;
• сильные кислоты (H₂SO₄, HNO₃, HCl и др.);
• растворимые в воде основания.

Записываем в виде молекул:

• нерастворимые соли;
• слабые кислоты, щелочи, вода;
• оксиды;
• газы;
• простые вещества;
• большинство органических соединений.

Если есть сомнения в растворимости реагента или продукта реакции, можно проверить по специальной таблице, которая является справочным материалом, ей можно пользоваться на различных экзаменах.

В таблице, помимо растворимости соединений, представлены также заряды катионов и анионов, участвующих в реакциях.

Определяем многоатомные ионы.

Это необходимо сделать, т.к. данные соединения не разлагаются на отдельные атомы и имеют свой заряд. Чаще всего в химических превращениях участвуют следующие многоатомные ионы:

Записываем равенство таким образом, чтобы все диссоциирующие субстанции были представлены в виде катионов и анионов.

Проверяем, чтобы уравнение было сбалансировано, т.е. количество различных атомов в частях с реагентами и продуктами реакции совпадало.

На данном этапе мы получили полное ионное уравнение.

Вычеркиваем идентичные ионы в обеих частях равенства, т.е. катионы и анионы с одинаковыми нижними индексами и зарядами, и переписываем равенство без данных ионов.

Проверяем, чтобы количество атомов элементов совпадало в правой и левой частях уравнения. Таким образом получаем краткое ионное уравнение.

ПРИМЕРЫ

Задача 1

Выясните, произойдет ли химическое взаимодействие между растворами гидроксида калия и хлорида аммония. (Записать для реакции молекулярное, полное ионное и сокращенное ионное уравнение.)

Записываем молекулярное уравнение, проверяем коэффициенты.

Помним, что гидроксид аммония — нестабильное соединение и разлагается на аммиак и воду.

Записываем окончательное уравнение:

NB! Благодаря летучести и резкому раздражающему запаху 3%-й раствор NH₃ называется «нашатырный спирт» и используется в медицине.

Подсматривая в таблицу растворимости, помечаем полное ионное уравнение, не забывая о зарядах ионов.

Вычеркивая идентичные катионы и анионы в обеих частях реакции, составляем краткое ионное уравнение.

Делаем вывод: химическая реакция между гидроксидом калия и хлоридом аммония протекает с образованием воды и выделением аммиака — летучего газа с резким запахом.

Задача 2

А сейчас выполним задание из учебника «Химия. 9 класс» под редакцией В.В. Еремина.

Налейте в пробирку 1 мл раствора карбоната натрия и аккуратно прилейте к нему пару капелек соляной кислоты.

Составьте уравнение реакции, напишите полное и сокращенное ионные уравнения.

Записываем реакцию в молекулярном виде, расставляем коэффициенты, если это необходимо.

Подсматривая в таблицу растворимости, записываем полное ионное уравнение, не забывая отмечать заряды ионов.

Вычеркивая одинаковые катионы и анионы в правой и левой частях равенства, составляем краткое ионное уравнение.

Вопрос «Что происходит?» остался без ответа. К сожалению, в домашних условиях этот опыт осуществить трудновато, так как стиральной содой уже давно никто не пользуется, да и соляную кислоту в аптеке уже не продают. Но примерно такой же визуальный эффект можно наблюдать, если смешать раствор пищевой соды с раствором уксусной кислоты.

Источники:

http://studopedia.ru/16_89458_pravila-sostavleniya-uravneniy-ionno-molekulyarnih-reaktsiy.html
http://natalibrilenova.ru/blog/1856-ionno-molekulyarnye-uravneniya-reakcii.html
http://rosuchebnik.ru/material/ionnye-uravneniya/