Как писать ионно молекулярное уравнение. Как писать ионные уравнения

25.01.2024

Наименование параметра	Значение
Тема статьи:	Ионные уравнения
Рубрика (тематическая категория)	Металлы и Сварка

Большинство химических реакций протекает в растворах. Растворы электролитов содержат ионы, в связи с этим реакции и растворах электролитов фактически сводятся к реакциям между ионами. Реакции между ионами называют ионными реакциями, а уравнения таких реакций - ионными уравнениями. При составлении ионных уравнении следует руководствоваться тем, что формулы веществ малодиссоциирующих, нерастворимых и газообразных записываются в молекулярном виде.

Белое вещество выпадает в осадок, то рядом с его формулой ставят стрелку, направленную вниз, а если в ходе реакции выделяется газообразное вещество, то рядом с его формулой ставят стрелку, направленную вверх.

Перепишем это уравнение, изобразив сильные электролиты в виде ионов, а уходящие из сферы реакции - в виде молекул:

Мы записали, таким образом, полное ионное уравнение реакции.

В случае если исключить из обеих частей равенства одинаковые ионы, то есть не участвующие в реакции в левой и правой часто уравнения), то получим сокращенное ионное уравнение реакции:

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, сокращенные ионные уравнения представляют из себяуравнения в общем виде, которые характеризуют сущность химической реакции показывают, какие ионы реагируют и какое вещество образуется в результате.

Реакции ионного обмена протекают до конца в тех случаях, когда образуется или осадок, или малодиссоциирующее вещество, к примеру вода. Беля к раствору гидроксида натрия, окрашенного фенолфталеином в малиновый цвет, прилить избыток раствора азотной кислоты, то раствор обесцветится, что послужит сигналом протекания химической реакции:

Оно показывает, что взаимодействие сильной кислоты и щелочи сводится к взаимодействию ионов Н+ и ионов ОН -, в результате которого образуется малодиссоцвирующее вещество - вода.

Указанная реакция взаимодействия сильной кислоты со щелочью принято называть реакцией нейтрализации. Это частный случай реакции обмена.

Подобная реакция обмена может протекать не только между кислотами и щелочами, но и между кислотами и нерастворимыми основаниями. К примеру, в случае если получить голубой осадок нерастворимого гидроксида меди (II) взаимодействием сульфата меди II со щелочью:

а затем поделить полученный осадок на три части и прилить к осадку в первой пробирке раствор серной кислоты, к осадку во второй пробирке раствор соляной кислоты, а к осадку в третьей пробирке раствор азотной кислоты, то во всех трех пробирках осадок растворится. Это будет означать, что во всех случаях прошла химическая реакция, суть которой и отражена с помощью одного и того же ионного уравнения.

Чтобы в данном убедиться, запишите молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения приведенных реакций.

Рассмотрим ионные реакции, которые протекают с образованием газа. В две пробирки нальем по 2 мл растворов карбоната натрия и карбоната калия. Далее в первую прильем раствор соляной, а во вторую - азотной кислоты. В обоих случаях мы заметим характерное "вскипание" из-за выделяющегося углекислого газа. Запишем уравнения реакций для первого случая:

Реакции, протекающие в растворах электролитов, эапис каются с помощью ионных уравнений. Эти реакции называл реакциями ионного обмена, так как в растворах электролиты обмениваются своими ионами. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, можно сделать два вывода. 1. Реакции в водных растворах электролитов являются реакциями между ионами, а потому изображаются в виде ионных уравнений. Οʜᴎ проще молекулярных и носят более общий характер.

2. Реакции ионного обмена в растворах электролитов практически необратимо протекают только в том случае, в случае если в результате образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество.

7. Комплексные соединения

Ионные уравнения - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Ионные уравнения" 2017, 2018.

Реакции ионного обмена — реакции в водных растворах между электролитами, протекающие без изменений степеней окисления образующих их элементов.

Необходимым условием протекания реакции между электролитами (солями, кислотами и основаниями) является образование малодиссоциирующего вещества (вода, слабая кислота, гидроксид аммония), осадка или газа.

Расcмотрим реакцию, в результате которой образуется вода. К таким реакциям относятся все реакции между любой кислотой и любым основанием. Например, взаимодействие азотной кислоты с гидроксидом калия:

HNO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O (1)

Исходные вещества, т.е. азотная кислота и гидроксид калия, а также один из продуктов, а именно нитрат калия, являются сильными электролитами, т.е. в водном растворе они существуют практически только в виде ионов. Образовавшаяся вода относится к слабым электролитам, т.е. практически не распадается на ионы. Таким образом, более точно переписать уравнение выше можно, указав реальное состояние веществ в водном растворе, т.е. в виде ионов:

H + + NO 3 − + K + + OH ‑ = K + + NO 3 − + H 2 O (2)

Как можно заметить из уравнения (2), что до реакции, что после в растворе находятся ионы NO 3 − и K + . Другими словами, по сути, нитрат-ионы и ионы калия никак не участвовали в реакции. Реакция произошла только благодаря объединению частиц H + и OH − в молекулы воды. Таким образом, произведя алгебраически сокращение одинаковых ионов в уравнении (2):

H + + NO 3 − + K + + OH ‑ = K + + NO 3 − + H 2 O

мы получим:

H + + OH ‑ = H 2 O (3)

Уравнения вида (3) называют сокращенными ионными уравнениями , вида (2) — полными ионными уравнениями , а вида (1) — молекулярными уравнениями реакций .

Фактически ионное уравнение реакции максимально отражает ее суть, именно то, благодаря чему становится возможным ее протекание. Следует отметить, что одному сокращенному ионному уравнению могут соответствовать множество различных реакций. Действительно, если взять, к примеру, не азотную кислоту, а соляную, а вместо гидроксида калия использовать, скажем, гидроксид бария, мы имеем следующее молекулярное уравнение реакции:

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

Соляная кислота, гидроксид бария и хлорид бария являются сильными электролитами, то есть существуют в растворе преимущественно в виде ионов. Вода, как уже обсуждалось выше, – слабый электролит, то есть существует в растворе практически только в виде молекул. Таким образом, полное ионное уравнение данной реакции будет выглядеть следующим образом:

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

Сократим одинаковые ионы слева и справа и получим:

2H + + 2OH − = 2H 2 O

Разделив и левую и правую часть на 2, получим:

H + + OH − = H 2 O,

Полученное сокращенное ионное уравнение полностью совпадает с сокращенными ионным уравнением взаимодействия азотной кислоты и гидроксида калия.

При составлении ионных уравнений в виде ионов записывают только формулы:

1) сильных кислот (HCl, HBr, HI, H 2 SO 4 , HNO 3 , HClO 4) (список сильных кислот надо выучить!)

2) сильных оснований (гидроксиды щелочных (ЩМ) и щелочно-земельных металлов(ЩЗМ))

3) растворимых солей

В молекулярном виде записывают формулы:

1) Воды H 2 O

2) Слабых кислот (H 2 S, H 2 CO 3 , HF, HCN, CH 3 COOH (и др. практически все органические)).

3) Слабых оcнований (NH 4 OH и практически все гидроксиды металлов кроме ЩМ и ЩЗМ.

4) Малорастворимых солей (↓) («М» или «Н» в таблице растворимости).

5) Оксидов (и др. веществ, не являющихся электролитами).

Попробуем записать уравнение между гидроксидом железа (III) и серной кислотой. В молекулярном виде уравнение их взаимодействия записывается следующим образом:

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

Гидроксиду железа (III) соответствует в таблице растворимости обозначение «Н», что говорит нам о его нерастворимости, т.е. в ионном уравнении его надо записывать целиком, т.е. как Fe(OH) 3 . Серная кислота растворима и относится к сильным электролитам, то есть существует в растворе преимущественно в продиссоциированном состоянии. Сульфат железа (III), как и практически все другие соли, относится к сильным электролитам, и, поскольку он растворим в воде, в ионном уравнении его нужно писать в виде ионов. Учитывая все вышесказанное, получаем полное ионное уравнение следующего вида:

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

Сократив сульфат-ионы слева и справа, получаем:

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

разделив обе части уравнения на 2 получаем сокращенное ионное уравнение:

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

Теперь давайте рассмотрим реакцию ионного обмена, в результате которой образуется осадок. Например, взаимодействие двух растворимых солей:

Все три соли – карбонат натрия, хлорид кальция, хлорид натрия и карбонат кальция (да-да, и он тоже) – относятся к сильным электролитам и все, кроме карбоната кальция, растворимы в воде, т.е. есть участвуют в данной реакции в виде ионов:

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

Сократив одинаковые ионы слева и справа в данном уравнении, получим сокращенное ионное:

CO 3 2- + Ca 2+ = CaCO 3 ↓

Последнее уравнение отображает причину взаимодействия растворов карбоната натрия и хлорида кальция. Ионы кальция и карбонат-ионы объединяются в нейтральные молекулы карбоната кальция, которые, соединяясь друг с другом, порождают мелкие кристаллы осадка CaCO 3 ионного строения.

Примечание важное для сдачи ЕГЭ по химии

Чтобы реакция соли1 с солью2 протекала, помимо базовых требований к протеканиям ионных реакций (газ, осадок или вода в продуктах реакции), на такие реакции накладывается еще одно требование – исходные соли должны быть растворимы. То есть, например,

CuS + Fe(NO 3) 2 ≠ FeS + Cu(NO 3) 2

реакция не идет, хотя FeS – потенциально мог бы дать осадок, т.к. нерастворим. Причина того что реакция не идет – нерастворимость одной из исходных солей (CuS).

А вот, например,

Na 2 CO 3 + CaCl 2 = CaCO 3 ↓+ 2NaCl

протекает, так как карбонат кальция нерастворим и исходные соли растворимы.

То же самое касается взаимодействия солей с основаниями. Помимо базовых требований к протеканию реакций ионного обмена, для того чтобы соль с основанием реагировали необходима растворимость их обоих. Таким образом:

Cu(OH) 2 + Na 2 S – не протекает,

т.к. Cu(OH) 2 нерастворим, хотя потенциальный продукт CuS был бы осадком.

А вот реакция между NaOH и Cu(NO 3) 2 протекает, так оба исходных вещества растворимы и дают осадок Cu(OH) 2:

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

Внимание! Ни в коем случае не распространяйте требование растворимости исходных веществ дальше реакций соль1+ соль2 и соль + основание.

Например, с кислотами выполнение этого требования не обязательно. В частности, все растворимые кислоты прекрасно реагируют со всеми карбонатами, в том числе нерастворимыми.

Другими словами:

1) Соль1+ соль2 — реакция идет если исходные соли растворимы, а в продуктах есть осадок

2) Соль + гидроксид металла – реакция идет, если в исходные вещества растворимы и в продуктах есть осадок или гидроксид аммония.

Рассмотрим третье условие протекания реакций ионного обмена – образование газа. Строго говоря, только в результате ионного обмена образование газа возможно лишь в редких случаях, например, при образовании газообразного сероводорода:

K 2 S + 2HBr = 2KBr + H 2 S

В большинстве же остальных случаев газ образуется в результате разложения одного из продуктов реакции ионного обмена. Например, нужно точно знать в рамках ЕГЭ, что с образованием газа в виду неустойчивости разлагаются такие продукты, как H 2 CO 3 , NH 4 OH и H 2 SO 3:

H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2

NH 4 OH = H 2 O + NH 3

H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2

Другими словами, если в результате ионного обмена образуются угольная кислота, гидроксид аммония или сернистая кислота, реакция ионного обмена протекает благодаря образованию газообразного продукта:

Запишем ионные уравнения для всех указанных выше реакций, приводящих к образованию газов. 1) Для реакции:

K 2 S + 2HBr = 2KBr + H 2 S

В ионном виде будут записываться сульфид калия и бромид калия, т.к. являются растворимыми солями, а также бромоводородная кислота, т.к. относится к сильным кислотам. Сероводород же, являясь малорастворимым и плохо диссоциирцющим на ионы газом, запишется в молекулярном виде:

2K + + S 2- + 2H + + 2Br — = 2K + + 2Br — + H 2 S

Сократив одинаковые ионы получаем:

S 2- + 2H + = H 2 S

2) Для уравнения:

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2

В ионном виде запишутся Na 2 CO 3 , Na 2 SO 4 как хорошо растворимые соли и H 2 SO 4 как сильная кислота. Вода является малодиссоциирующим веществом, а CO 2 и вовсе неэлектролит, поэтому их формулы будут записываться в молекулярном виде:

2Na + + CO 3 2- + 2H + + SO 4 2- = 2Na + + SO 4 2 + H 2 O + CO 2

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

3) для уравнения:

NH 4 NO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O + NH 3

Молекулы воды и аммиака запишутся целиком, а NH 4 NO 3 , KNO 3 и KOH запишутся в ионном виде, т.к. все нитраты являются хорошо растворимыми солями, а KOH является гидроксидом щелочного металла, т.е. сильным основанием:

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

NH 4 + + OH − = H 2 O + NH 3

Для уравнения:

Na 2 SO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + SO 2

Полное и сокращенное уравнение будут иметь вид:

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

>> Химия: Ионные уравнения

Ионные уравнения

Как вам уже известно из предыдущих уроков химии, большая часть химических реакций происходит в растворах. А так как все растворы электролитов включают ионы, то можно говорить о том, что реакции в растворах электролитов сводятся к реакциям между ионами.

Вот такие реакции, которые происходят между ионами, носят название ионных реакций. А ионные уравнения – это, как раз и есть уравнения этих реакций.

Как правило, ионные уравнения реакций получают из молекулярных уравнений, но это происходит при соблюдении таких правил:

Во-первых, формулы слабых электролитов, а также нерастворимых и малорастворимых веществ, газов, оксидов и т.д. в виде ионов не записывают, исключением из этого правила является ион HSO−4, и то в разбавленном виде.

Во-вторых, в виде ионов, как правило, представляют формулы сильных кислот, щелочей, а также растворимых в воде солей. Так же следует отметить, что такая формула, как Са(ОН)2 представлена в виде ионов, в том случае, если используется известковая вода. Если же используется известковое молоко, которое содержит нерастворимые частицы Ca(OH)2, то формула в виде ионов, также не записывается.

При составлении ионных уравнений, как правило, используют полное ионное и сокращенное, то есть краткое ионное уравнения реакции. Если рассматривать ионное уравнение, которое имеет сокращенный вид, то в нем мы не наблюдаем ионов, то есть они отсутствуют обеих частях полного ионного уравнения.

Давайте рассмотрим на примерах, как записываются молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения:

Поэтому следует помнить, что формулы веществ, которые не распадаются, а также нерастворимые и газообразные, при составлении ионных уравнений принято записывать в молекулярном виде.

Также, следует помнить, что в том случае, если вещество выпадает в осадок, то рядом с такой формулой изображают направленную вниз стрелку (↓). Ну, а в том случае, когда в ходе реакции выделяется газообразное вещество, то рядом с формулой должен стоять такой значок, как стрелка направленная вверх ().

Давайте более подробно рассмотрим на примере. Если у нас есть раствор сульфата натрия Na2SO4, и мы к нему добавим раствор хлорида бария ВаСl2 (рис. 132), то увидим, что у нас образовался белый осадок сульфата бария BaSO4.

Посмотрите внимательно на изображение, на котором показано взаимодействие сульфата натрия и хлорида бария:

Теперь давайте запишем молекулярное уравнение реакции:

Ну, а сейчас давайте перепишем это уравнение, где будут изображены сильные электролиты в виде ионов, а реакции, которые уходят из сферы, представлены в виде молекул:

Перед нами записано полное ионное уравнение реакции.

Теперь попробуем убрать из одной м другой части равенства одинаковые ионы, то есть, те ионы, которые не принимают участия в реакции 2Na+ и 2Сl, то у нас получится сокращённое ионное уравнение реакции, которое будет иметь такой вид:

Из этого уравнения мы видим что вся сущность данной реакции сводится к взаимодействию ионов бария Ва2+ и сульфат-ионов

и что в результате образуется осадок BaSO4, даже не зависимо от того, в состав каких электролитов входили эти ионы до реакции.

Как решать ионные уравнения

И напоследок, давайте подведем итоги нашего урока и определим, как же нужно решать ионные уравнения. Мы с вами уже знаем, что все реакции, которые происходят в растворах электролитов между ионами, являются ионными реакциями. Эти реакции принято решать или описывать с помощью ионных уравнений.

Также, следует помнить, что все те соединения, которые относятся к летучим, трудно растворимым или малодиссоциированным, находят решение в молекулярной форме. Также, следует не забывать, что в том случае, когда при взаимодействии растворов электролитов не образуется ни одного из вышеперечисленных видов соединения, то это означает, что реакции практически не протекают.

Правила решения ионных уравнений

Для наглядного примера возьмем такое образование труднорастворимого соединения, как:

Nа2SО4 + ВаСl2 = ВаSО4 + 2NаСl

В ионном виде это выражение будет иметь вид:

2Nа+ +SО42- + Ва2+ + 2Сl- = BаSО4 + 2Nа+ + 2Сl-

Так как мы с вами наблюдаем, что в реакцию вступили лишь ионы бария и сульфат-ионы, а остальные ионы не прореагировали и их состояние осталось прежним. Из этого следует, что мы можем это уравнение упростить и записать в сокращенном виде:

Ва2+ + SО42- = ВаSО4

Теперь вспомним, что нам следует предпринять при решении ионных уравнений:

Во-первых, необходимо исключить из обеих частей уравнения одинаковые ионы;

Во-вторых, не следует забывать о том, что сумма электрических зарядов уравнения должна быть одинаковой, и в его правой части, и также в левой.

Занятие 7.

Растворы

Раствор – это однородная (гомогенная) система переменного состава, состоящая из двух и более компонентов. Растворы бывают жидкими, твердыми и газообразными. Жидкие растворы состоят из растворителя и растворимого вещества. Чаще всего в качестве растворителя выступает вода. При растворении происходит физический процесс (разрушение структуры вещества) и химический процесс (взаимодействие частиц вещества с растворителем).

Все вещества по отношению к растворению делятся на три группы:

1. растворимые – свыше 1 г на 100 г растворителя

2. малорастворимые – от 0,001 г до 1 г на 100 г растворителя

3. нерастворимые – менее 0,001 г на 100 г растворителя

Для оценки растворимости вещества применяют коэффициент растворимости, показывающий, какая масса вещества может раствориться в 100 г растворителя при данной температуре.

Растворы, в зависимости от количества растворенного вещества , бывают:

1. ненасыщенный раствор – в нем растворено вещества меньше, чем может быть при данных условиях.

2. насыщенный раствор – в нем растворено максимально возможное количество вещества при данных условиях.

3. пересыщенный раствор – в нем растворено вещества больше, чем может быть при данных условиях.

Способы выражения состава растворов

1. Массовая доля (процентная концентрация раствора) – отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора:

m (вещества)

ω = ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ · 100%

m (раствора)

2. Молярная концентрация – показывает количество растворенного вещества в 1 л раствора.

n (вещества) m(вещества)

С = ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ = ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶

V(раствора) M(вещества)·V(раствора)

Например, если в 1 л раствора содержится 1 моль вещества, то такой раствор называют одномолярным и обозначают 1М.

Теория электролитической диссоциации

Электролиты – это вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток. Частицы, которые проводят ток в растворе – это ионы. Они образуются из твердых веществ при их растворении.

Ионы – заряженные частицы: Cl - , Cu 2+ , NO 3 -

Катионы – ионы с зарядом+

Анионы – ионы с зарядом –

Свойства ионов очень сильно отличаются от свойств атомов, из которых они образовались!!!

Процесс распада электролитов на ионы в процессе растворения или расплавления называется ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИЕЙ.

Кэлектролитам относятся:

1) вещества, имеющие ионную кристаллическую решетку (соли, гидроксиды) – содержат ионы уже в твёрдом состоянии;

2) вещества с ковалентной сильно полярной связью (кислоты), в процессе растворения образующие ионы.

Неэлектролитами является большинство органических веществ, (кроме кислот и солей, а также фенолов): спирты, эфиры, альдегиды, углеводороды, углеводы.

Как происходит процесс растворения электролита?

Рассмотрим этот процесс на примере растворения поваренной соли и соляной кислоты. Молекулы воды являются дипольными, т.е. один конец молекулы заряжен отрицательно, другой – положительно.

Молекула воды отрицательным полюсом подходит к иону натрия, положительным – к иону хлора; окружают ионы со всех сторон и вырывают из кристалла, причём только с его поверхности. Свободные ионы, оказавшиеся в водном растворе, окружаются полярными молекулами воды: вокруг ионов образуется гидратная оболочка, т.е. протекает процесс гидратации.

При растворении молекулы с ковалентной полярной связью, молекулы воды, окружив полярную молекулу, сначала растягивают связь в ней, увеличивая её полярность, затем разрывают её на ионы, которые гидратируются и равномерно распределяются в растворе.

При расплавлении, когда происходит нагревание кристалла, ионы начинают совершать интенсивные колебания в узлах кристаллической решётки, в результате чего она разрушается, образуется расплав, который состоит из ионов.

Характеристикой глубины протекания процесса диссоциации является степень диссоциации .

Степень диссоциации – это отношение числа продиссоциировавших молекул к общему числу молекул растворённого электролита:

N (продисс)

α = ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶

N (общ)

Если степень диссоциации равна 0 – вещество не является электролитом.

Степень диссоциации веществ – величина, зависящая от различных факторов:

· чем выше температура , тем степень диссоциации выше ;

· чем больше концентрация вещества, тем степень диссоциации меньше .

По степени диссоциации электролиты делят на сильные и слабые :

Процесс диссоциации можно записать следующим образом:

1. Если электролит – сильный , он диссоциирует полностью в ОДНУ СТУПЕНЬ , все молекулы превращаются в ионы:

Cu(NO 3) 2 à Cu 2+ + 2NO 3 - (α=1)

KAl(SO 4) 2 à K + + Al 3+ +2SO 4 2- (α=1)

2. Если электролит – слабый, он диссоциирует по ступеням, не полностью, степень диссоциации на каждой следующей ступени гораздо меньше, чем на предыдущей:

H 2 S ⇄ H + + HS - (α<1) HS - ⇄ H + + S 2- (α<<1)

Mg(OH) 2 ⇄ Mg(OH) + OH - (α<1) Mg(OH) + ⇄ Mg 2+ + OH - (α<<1)

3. Если в составе вещества есть связи разных типов, то сначала диссоциируют ионные связи, затем наиболее полярные:

NaHCO 3 à Na + + HCO 3 - (α=1) HCO 3 - ⇄ H + + CO 3 2- (α < 1)

Cu(OH)Cl à CuOH + + Cl - (α=1) CuOH + ⇄ Cu 2+ + OH - (α< 1)

Реакции ионного обмена

Реакции ионного обмена – это реакции между сложными веществами в растворах, в результате которых реагирующие вещества обмениваются своими составными частями. Так как в этих реакциях происходит обмен ионами – они называются ионными.

Правило Бертолле

Реакции обмена в растворах электролитов возможны только тогда , когда в результате реакции образуется либо твердое малорастворимое вещество, либо газообразное, либо малодиссоциирующее, то есть слабый электролит.

Примеры: ZnO + Н 2 SО 4 = ZnSО 4 + Н 2 О,

AgNО 3 + КВr = АgВr↓ + КNО 3 ,

СrСl 3 + 3NаОН = Сr(ОН) 3 ↓ + 3NаСl

К 2 СО 3 + 2НСl = 2КСl +Н 2 О + СО 2

Составление уравнений реакций ионного обмена:

1.Записываем молекулярное уравнение реакции, не забывая расставить коэффициенты:	3NaOH + FeCl 3 = Fe(OH) 3 + 3NaCl
2.С помощью таблицы растворимости определяем растворимость каждого вещества. Подчеркнем вещества, которые мы не будем представлять в виде ионов.	р р нр 3NaOH + FeCl 3 = Fe(OH) 3 ¯+ 3NaCl
3.Составляем полное ионное уравнение. Сильные электролиты записывают в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые вещества и газообразные вещества записывают в виде молекул.	3Na + + 3OH - + Fe 3+ + 3Cl - = = Fe(OH) 3 + 3Na + + 3Cl -
4.Находим одинаковые ионы (они не приняли участия в реакции в левой и правой частях уравнения реакции) и сокращаем их слева и справа.	3Na + + 3OH - + Fe 3+ + 3Cl - = = Fe(OH) 3 + 3Na + + 3Cl -
5.Составляем итоговое сокращенное ионное уравнение (выписываем формулы ионов или веществ, которые приняли участие в реакции).	Fe 3+ + 3OH - = Fe(OH) 3

В виде ионов не представляют :

1. Неэлектролиты (оксиды, простые вещества);

2. Осадки; газы; воду; слабые электролиты (кислоты и основания);

3. Анионы кислотных остатков кислых солей слабых кислот (НСО 3 - , Н 2 РО 4 - и т.п.) и катионы основных солей слабых оснований Al(OH) 2+ .

Примеры составления ионных уравнений.

Пример 1. Сульфид цинка + соляная кислота à

Составим уравнение реакции и проверим растворимость всех веществ. Увидим, что сульфид цинка нерастворим.

ZnS + 2HCl à ZnCl 2 + H 2 S - молекулярная форма

Почему эта реакция протекает до конца? В ней выделяется газ сероводород, который мы тоже не будем разбивать на ионы.

ZnS +2H + +2Cl - àZn 2+ +2Cl - + H 2 S -полное ионно-молекулярное уравнение

Сокращаем те ионы, которые не изменились в процессе реакции – это только хлорид-ионы.

ZnS +2H + àZn 2+ + H 2 S - сокращенное ионное уравнение

Пример 2. Гидрокарбонат калия + гидроксид калия à

KHCO 3 + KOH à K 2 CO 3 + H 2 O

Вспомним, что кислые анионы слабых кислот являются слабыми электролитами и на ионы не разбиваются:

К + +НСО 3 - + К + +ОН - à 2K + + CO 3 2- + H 2 O

И теперь сокращаем: НСО 3 - + ОН - à CO 3 2- + H 2 O

Тип урока: изучение нового материала

Цели:

образовательные:

на основе усвоенных понятий о реакциях обмена и электролитической диссоциации веществ разных классов сформировать понятие «реакции ионного обмена», закрепить понятие «реакции нейтрализации»; экспериментально доказать, что реакции в растворах электролитов являются реакциями между ионами; выявить условия, при которых они идут практически до конца; дать первоначальные представления о качественных реакциях; научить школьников применять знания о диссоциации кислот, оснований, солей при написании ионных уравнений реакций; научить составлять эмпирические, полные и сокращённые ионные уравнения; по сокращённому ионному уравнению определять продукты реакции.

развивающие:

совершенствовать учебные умения школьников при составлении химических уравнений, при выполнении лабораторных опытов; продолжить формирование химической речи учащихся, творческого мышления, правил научного общения, умения прогнозировать результат деятельности;

воспитательные:

воспитывать культуру интеллектуального труда; чувство ответственности, уверенности в себе, требовательности к себе.

Основные понятия темы: реакции ионного обмена, ионные реакции, ионные уравнения, молекулярные (эмпирические) уравнения реакций, полные и сокращённые ионные уравнения реакций, реакции нейтрализации

Методы обучения: репродуктивный, частично-поисковый

Формы организации познавательной деятельности : фронтальная, групповая

Средства обучения:

Карты с лабораторными работами , задачами, домашним заданием. Растворы CaCl2, AgNO3, BaCl2 и Na2SO4, K2CO3 и H2SO4, NaOH и H2SO4, CuSO4 ,KNO3 и NaCl, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки, фенолфталеин.

Ход урока

I. Организационный момент. На каждую парту раздается маршрутный лист с правилами составления ионных уравнений, по которым работаем весь урок (см. приложение):

II. Актуализация знаний учащихся.

(схемы диссоциации кислот, оснований, солей, см. приложение 1)

Определите типы химической реакции (на слайде записаны):

2) Zn(OH)2=ZnO+H2O

3) Mg+H2SO4=MgSO4+H2

4) 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O

(общая схема, см. приложение 2)

(схема, см. приложение 3)

III. Целеполагание и мотивация.
- Итак, опираясь на знания о реакциях обмена и условиях их протекания до конца, а также электролитической диссоциации кислот, солей, оснований при растворении в воде, на сегодняшнем уроке мы должны выяснить, какие реакции называются реакциями ионного обмена и научиться составлять ионные уравнения .
- Запишите тему урока

IV. Изучение нового материала. Первичное закрепление.

1) Вступительное слово
- Каждое химическое свойство, проявляемое сильными электролитами в растворах, - это свойство ионов, на которые электролит распался: либо катионов, либо анионов. Между тем, реакции обмена между электролитами в водных растворах мы раньше изображали молекулярными уравнениями, не учитывая, что в этих реакциях участвуют не молекулы электролита, а ионы, на которые он диссоциирован.
- Итак, реакции, осуществляемые в растворах между ионами, называются ионными, а уравнения таких реакций – ионными уравнениями

Основные правила составления ионных уравнений реакций:

1. Формулы малодиссоциирующих, газообразных веществ и неэлектролитов изображают в молекулярном виде.

2. С помощью знака ( - газ, ↓ - осадок) отмечают «путь удаления» вещества из сферы реакции (раствора).

3. Формулы сильных электролитов записываются в виде ионов.

4. Для реакции берут растворы веществ, поэтому даже малорастворимые вещества находятся в виде ионов.

5. Если малорастворимое вещество образуется в результате реакции, то оно выпадает в осадок, и в ионном уравнении его записывают в виде молекулы.

6. Сумма зарядов ионов в левой части уравнения должна быть равна сумме зарядов ионов в правой части.

Ионные уравнения могут быть полными и сокращенными.

Алгоритм составления ионных уравнений

Алгоритм составления ионного уравнения реакции	Выполнение
1. Записать молекулярное уравнение реакции:	CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4
2. С помощью таблицы растворимости определить растворимость каждого вещества	CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 ↓+ Na2SO4
3. Решить, уравнения диссоциации каких исходных веществ и продуктов реакции нужно записывать	CuSO4 = Cu2+ + SO4 2- NaOH = Na+ + OH- Na2SO4 = 2 Na+ + SO4 2- Cu(OH)2 - малодиссоциирующее
4. Составить полное ионное уравнение (коэффициенты перед молекулами равны коэффициентам перед ионами)	Cu2++SO4 2-+2Na++2OH-=Cu(OH)2↓ + 2Na++SO4 2-
5. Найти одинаковые ионы и сократить их	Cu2++SO42-+2Na++2OH-=Cu(OH)2↓+ 2Na++SO4 2-
6. Записать сокращенное ионное уравнение	Cu2+ + 2OH - = Cu(OH)2↓

Как такие реакции происходят в действительности, рассмотрим сначала на примере реакций, сопровождающихся выделением осадка.

2) Лабораторная работа № 1 «Реакции, идущие с образованием нерастворимых (малорастворимых) веществ»
Оборудование и реактивы: растворы CaCl2, AgNO3, BaCl2 и Na2SO4, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки.
а) В пробирку с раствором CaCl2, закреплённую в пробиркодержателе, добавьте несколько капель AgNO3.
Что наблюдаете? Запишите молекулярное уравнение химической реакции
- При выполнении лабораторных опытов соблюдайте основные правила техники безопасности
- Сливая растворы CaCl2 и AgNO3, мы наблюдаем образование осадка AgCl, в растворе остаётся Ca(NO3)2
2AgNO3 + CaCl2 = Ca(NO3)2 + 2AgCl?

Молекулярное (эмпирическое) уравнение
- Обе исходные соли – сильные электролиты, полностью диссоциирующие в воде

Одна из полученных солей также остаётся в растворе диссоциированной на ионы Ca2+ и NO3-, а вот AgCl – нерастворимое соединение, не диссоциирующее в воде, поэтому его переписываем в молекулярном виде.
- Итак, уравнение реакции между CaCl2 и AgNO3 можно записать так:
2Ag+ + 2NO3- + Ca2+ + 2Cl - = Ca2+ + 2NO3- + 2AgCl?

Полное ионное уравнение
- Что же произошло при сливании растворов? Ионы Ag+ и Cl- соединились и образовали AgCl, выпавший в осадок.
- Ионы же Ca2+ и NO3- в реакции не участвовали, они остались такими, какими были и до сливания растворов, следовательно, мы можем исключить их обозначение из левой и правой частей полного ионного уравнения. Что осталось?
2Ag+ + 2Cl - = 2AgCl?
- Или, сокращая коэффициенты,
Ag+ + Cl - = AgCl?

Сокращённое ионное уравнение
- Это уравнение показывает, что суть данной реакции сводится к взаимодействию Ag+ и Cl - , в результате которого образуется осадок AgCl. При этом совершенно не важно, в состав каких электролитов входили эти ионы до реакции: аналогичное взаимодействие можно наблюдать и между NaCl и AgNO3, AgNO3 и AlCl3 и так далее – суть всех этих реакций будет сводиться к взаимодействию Ag+ и Cl - c образованием AgCl?
б) Рассмотрите реакцию ионного обмена между BaCl2 и Na2SO4
- Предложите, пользуясь таблицей растворимости, формулы электролитов, реакции между которыми сводятся к взаимодействию Ba2+ + SO4- = BaSO4?
в) растворы каких веществ нужно взять, чтобы в растворе осуществилась реакция между Ca2+ + CO3- = CaCO3
- Составьте молекулярные уравнения предложенных реакций, запишите сокращённое ионное уравнение, отражающее их суть.
- Образование при реакции нерастворимого или малорастворимого соединения используют для обнаружения в растворе того или иного иона: так растворимые соли серебра используют для обнаружения Cl-, Br-, I-… - ионов, так как с этими анионами Ag+ образует нерастворимые осадки, и, наоборот, растворимые соли, содержащие Cl-, Br-, I-… - ионы, используют для распознавания Ag+ в растворе.
- Такие реакции принято называть качественными , т. е. реакциями, с помощью которых можно обнаружить тот или иной ион.
(таблица «Качественные реакции на ионы», см. приложение 6)

3) Лабораторный опыт № 2 «Реакции с образованием газообразных веществ»
Оборудование и реактивы: растворы K2CO3 и H2SO4, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки.
а) Видеоопыт «Реакции ионного обмена, протекающие с выделением газа»
Посмотрите видеоопыт, составьте и запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения реакции.
б) Проведите аналогичную реакцию между K2CO3 и H2SO4, составьте и запишите молекулярное и сокращённое ионное уравнения реакции.
в) Предложите вещества, растворы которых можно взять для осуществления реакции между 2H+ + SO32- = H2O + SO2?

4) Лабораторный опыт № 3 «Реакции, идущие с образованием слабого электролита»
Оборудование и реактивы: растворы NaOH и H2SO4, CuSO4, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки, фенолфталеин
а) В пробирку прилейте 1-2 мл раствора NaOH, добавьте 2-3 капли фенолфталеина. Прилейте H2SO4 до полного обесцвечивания раствора.
Почему раствор обесцветился? Как называются реакции между кислотами и основаниями, в результате которых образуется соль и вода?
б) Посмотрите видеоопыт «Реакция нейтрализации», составьте молекулярное и сокращённое ионное уравнение для продемонстрированной вам реакции
- Реакция нейтрализации может протекать не только между кислотами и щелочами, но и между кислотами и нерастворимыми основаниями. Для доказательства проведём следующий опыт.
в) Получите свежеосаждённый Cu(OH)2, используя выданные вам реактивы. Какие? Разделите полученный осадок на 3 равные пробирки, в каждую добавьте по 1-2 мл разных кислот. Что наблюдаете?
Составьте и запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнение одной из проведённых реакций. В чём её суть? Можно утверждать, что сокращённая запись отражает суть всех трёх реакций, независимо от того, какая кислота вступала в реакцию?

5) Лабораторный опыт № 4 «Обратимое взаимодействие между ионами»
Оборудование и реактивы: растворы KNO3 и NaCl, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки, фенолфталеин
В пробирку с KNO3 добавьте 2-3 капли фенолфталеина, прилейте 1-2 мл раствора NaCl. Что наблюдаете? Составьте молекулярное и полное ионное уравнения реакции.
Какие ионы находились в растворе? Какие ионы находятся в полученном растворе? О чём свидетельствует отсутствие видимых эффектов реакции?
Как называются такие реакции?

V. Обобщение
- Итак, мы рассмотрели реакции, протекающие в растворах электролитов с образованием осадка, газа или малодиссоциирующего вещества: растворы электролитов содержат ионы, следовательно, реакции в растворах электролитов сводятся к реакциям между ионами. Сформулируйте определение понятия «реакции ионного обмена» (реакции между ионами в растворах электролитов, протекающие с выделением осадка, газа или воды)

VI. Закрепление первоначальных знаний (самостоятельная работа, разноуровневая).

Вариант 1. Для слабых учеников.

1) Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4

2) NaOH + HCl = NaCl + H2O

Вариант 2. Для средних учеников.

Написать реакцию ионного обмена (полное и сокращенное ионное уравнение)

1) СuSO4 + NaOH =

Вариант 3. Для сильных учеников.

Написать реакцию ионного обмена (полное и сокращенное ионное уравнение)

1) Карбонат калия + фосфорная кислота =

2) Хлорид бария + серная кислота =

VII. Домашнее задание § 44 упр.1 стр.167
С какими веществами может реагировать фосфорная кислота, образуя а) газ; б) воду; в) осадок?
Запишите уравнения реакций в молекулярном, полном и сокращённом ионном видах.