Menyusun persamaan reaksi pertukaran ion. Persamaan reaksi ionik

>> Kimia: Persamaan ionik

Persamaan ionik

Seperti yang telah kamu ketahui dari pelajaran kimia sebelumnya, sebagian besar reaksi kimia terjadi dalam larutan. Dan karena semua larutan elektrolit mengandung ion, kita dapat mengatakan bahwa reaksi dalam larutan elektrolit direduksi menjadi reaksi antar ion.

Reaksi yang terjadi antar ion disebut reaksi ionik. Dan persamaan ionik adalah persamaan reaksi-reaksi ini.

Biasanya, persamaan reaksi ionik diperoleh dari persamaan molekul, tetapi hal ini terjadi sesuai dengan aturan berikut:

Pertama, rumus elektrolit lemah, serta zat, gas, oksida, dll yang tidak larut dan sedikit larut. tidak dicatat dalam bentuk ion; pengecualian terhadap aturan ini adalah ion HSO−4, dan kemudian dalam bentuk encer.

Kedua, rumus asam kuat, basa, dan juga garam yang larut dalam air biasanya disajikan dalam bentuk ion. Perlu juga dicatat bahwa rumus seperti Ca(OH)2 disajikan dalam bentuk ion jika air kapur digunakan. Jika yang digunakan adalah susu jeruk nipis yang mengandung partikel Ca(OH)2 yang tidak larut, maka rumus dalam bentuk ion juga tidak dituliskan.

Saat menyusun persamaan ionik, biasanya digunakan persamaan ionik lengkap dan disingkat, yaitu persamaan reaksi ionik singkat. Jika kita memperhatikan persamaan ionik yang bentuknya disingkat, maka kita tidak mengamati ion-ion di dalamnya, artinya ion-ion tersebut tidak ada di kedua bagian persamaan ionik lengkap.

Mari kita lihat contoh bagaimana persamaan ion molekuler, lengkap dan disingkat ditulis:

Oleh karena itu, perlu diingat bahwa rumus zat yang tidak terurai, serta zat yang tidak larut dan berbentuk gas, ketika menyusun persamaan ion biasanya ditulis dalam bentuk molekul.

Juga, harus diingat bahwa jika suatu zat mengendap, panah ke bawah (↓) digambar di sebelah rumus tersebut. Nah, jika suatu zat gas dilepaskan selama reaksi, maka di sebelah rumusnya harus ada ikon seperti panah ke atas ().

Mari kita lihat lebih dekat dengan sebuah contoh. Jika kita mempunyai larutan natrium sulfat Na2SO4, dan kita menambahkan larutan barium klorida BaCl2 ke dalamnya (Gbr. 132), kita akan melihat bahwa kita telah membentuk endapan putih barium sulfat BaSO4.

Perhatikan baik-baik gambar yang menunjukkan interaksi antara natrium sulfat dan barium klorida:

Sekarang mari kita tulis persamaan molekul untuk reaksinya:

Nah, sekarang mari kita tulis ulang persamaan ini, dimana elektrolit kuat akan digambarkan sebagai ion, dan reaksi yang meninggalkan bola akan digambarkan sebagai molekul:

Kami telah menuliskan persamaan ion lengkap untuk reaksi tersebut.

Sekarang mari kita coba menghilangkan ion-ion identik dari satu dan bagian persamaan lainnya, yaitu ion-ion yang tidak ikut dalam reaksi 2Na+ dan 2Cl, maka kita akan mendapatkan persamaan ionik yang disingkat dari reaksi tersebut, yang akan terlihat seperti ini:

Dari persamaan ini kita melihat bahwa inti dari reaksi ini adalah interaksi ion barium Ba2+ dan ion sulfat.

dan sebagai hasilnya, endapan BaSO4 terbentuk, terlepas dari elektrolit mana yang mengandung ion-ion ini sebelum reaksi.

Cara menyelesaikan persamaan ionik

Dan terakhir, mari kita rangkum pelajaran kita dan tentukan cara menyelesaikan persamaan ion. Anda dan saya sudah mengetahui bahwa semua reaksi yang terjadi dalam larutan elektrolit antar ion adalah reaksi ionik. Reaksi-reaksi ini biasanya diselesaikan atau dijelaskan menggunakan persamaan ionik.

Juga, harus diingat bahwa semua senyawa yang mudah menguap, sulit larut atau sedikit terdisosiasi menemukan larutan dalam bentuk molekul. Juga, kita tidak boleh lupa bahwa jika tidak satu pun dari jenis senyawa di atas terbentuk selama interaksi larutan elektrolit, ini berarti bahwa reaksi praktis tidak terjadi.

Aturan untuk menyelesaikan persamaan ion

Untuk contoh yang jelas Mari kita ambil pembentukan senyawa yang sedikit larut seperti:

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

Dalam bentuk ionik, ungkapan ini akan terlihat seperti:

2Na+ +SO42- + Ba2+ + 2Cl- = BaSO4 + 2Na+ + 2Cl-

Karena Anda dan saya mengamati bahwa hanya ion barium dan ion sulfat yang bereaksi, dan ion-ion lainnya tidak bereaksi dan keadaannya tetap sama. Oleh karena itu, kita dapat menyederhanakan persamaan ini dan menuliskannya dalam bentuk singkatan:

Ba2+ + SO42- = BaSO4

Sekarang mari kita ingat apa yang harus kita lakukan ketika menyelesaikan persamaan ionik:

Pertama, ion yang sama harus dihilangkan dari kedua sisi persamaan;

Kedua, kita tidak boleh lupa bahwa jumlah muatan listrik persamaan tersebut harus sama, baik di ruas kanan maupun di kiri.

instruksi

Perhatikan contoh pembentukan senyawa yang sedikit larut.

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

Atau versi ionik:

2Na+ +SO42- +Ba2++ 2Cl- = BaSO4 + 2Na+ + 2Cl-

Saat menyelesaikan persamaan ion, aturan berikut harus diperhatikan:

Ion identik dari kedua bagian tidak termasuk;

Perlu diingat bahwa jumlah muatan listrik di ruas kiri persamaan harus sama dengan jumlah muatan listrik di ruas kanan persamaan.

Tuliskan persamaan ionik untuk interaksi antara larutan berair zat-zat berikut: a) HCl dan NaOH; b) AgNO3 dan NaCl; c) K2CO3 dan H2SO4; d) CH3COOH dan NaOH.

Larutan. Tuliskan persamaan interaksi zat-zat tersebut dalam bentuk molekul:

a) HCl + NaOH = NaCl + H2O

b) AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3

c) K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + CO2 + H2O

d) CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

Perhatikan bahwa interaksi zat-zat ini dimungkinkan, karena hasilnya adalah pengikatan ion dengan pembentukan zat lemah (H2O), atau zat yang sedikit larut (AgCl), atau gas (CO2).

Dengan mengecualikan ion identik dari sisi kiri dan kanan persamaan (dalam kasus opsi a) - ion dan , dalam kasus b) - ion natrium dan -ion, dalam kasus c) - ion kalium dan ion sulfat), d) - ion natrium, Anda dapat menyelesaikan persamaan ion berikut:

a) H+ + OH- = H2O

b) Ag+ + Cl- = AgCl

c) CO32- + 2H+ = CO2 + H2O

d) CH3COOH + OH- = CH3COO- + H2O

Cukup sering secara mandiri dan tes Ada tugas yang melibatkan penyelesaian persamaan reaksi. Namun, tanpa pengetahuan, keterampilan dan kemampuan, bahkan bahan kimia yang paling sederhana sekalipun persamaan jangan menulis.

instruksi

Pertama-tama, Anda perlu mempelajari senyawa dasar organik dan anorganik. Sebagai upaya terakhir, Anda dapat memiliki lembar contekan yang sesuai yang dapat membantu Anda selama menjalankan tugas. Setelah pelatihan mereka akan tetap dikenang pengetahuan yang diperlukan dan keterampilan.

Bahan dasarnya meliputi, serta cara memperoleh setiap senyawanya. Biasanya disajikan dalam bentuk skema umum, contoh: 1. + basa = garam + air
2. oksida asam + basa = garam + air
3. oksida basa + asam = garam + air
4. logam + asam (encer) = garam + hidrogen
5. garam larut + garam larut = garam tidak larut + garam larut
6. garam larut + = basa tidak larut + garam larut
Memiliki tabel kelarutan garam di depan mata Anda, dan, serta lembar contekan, Anda dapat memutuskannya persamaan reaksi. Yang penting adalah memilikinya daftar lengkap skema tersebut, serta informasi tentang rumus dan nama berbagai golongan senyawa organik dan anorganik.

Setelah persamaan itu sendiri selesai, perlu dilakukan pengecekan kebenaran ejaan rumus kimianya. Asam, garam, dan basa mudah diperiksa menggunakan tabel kelarutan, yang menunjukkan muatan residu asam dan ion logam. Penting untuk diingat bahwa setiap muatan pada umumnya harus netral secara listrik, yaitu jumlah muatan positif harus sama dengan jumlah muatan negatif. Dalam hal ini, perlu memperhitungkan indeks, yang dikalikan dengan biaya yang sesuai.

Jika tahap ini sudah dilewati dan Anda yakin dengan kebenaran ejaannya persamaan bahan kimia reaksi, maka Anda sekarang dapat mengatur koefisien dengan aman. Persamaan kimia mewakili catatan bersyarat reaksi menggunakan simbol kimia, indeks dan koefisien. Pada tahap tugas ini, Anda harus mematuhi aturan: Koefisien ditempatkan di depan rumus kimia dan berlaku untuk semua unsur penyusun zat.
Indeks ditempatkan setelahnya unsur kimia sedikit di bawah, dan hanya mengacu pada unsur kimia di sebelah kirinya.
Jika suatu golongan (misalnya residu asam atau gugus hidroksil) ada dalam tanda kurung, maka perlu dipahami bahwa dua indeks yang berdekatan (sebelum dan sesudah tanda kurung) dikalikan.
Saat menghitung atom suatu unsur kimia, koefisiennya dikalikan (tidak ditambahkan!) dengan indeks.

Selanjutnya dihitung jumlah masing-masing unsur kimia sehingga jumlah seluruh unsur yang termasuk dalam zat awal sama dengan jumlah atom yang termasuk dalam senyawa yang terbentuk pada produk. reaksi. Dengan menganalisis dan menerapkan aturan di atas, Anda dapat belajar menyelesaikannya persamaan reaksi yang termasuk dalam rantai zat.

Karena elektrolit dalam larutan berbentuk ion, maka reaksi antara larutan garam, basa, dan asam adalah reaksi antar ion, yaitu reaksi antar ion. reaksi ion. Beberapa ion, yang berpartisipasi dalam reaksi, mengarah pada pembentukan zat baru (zat yang berdisosiasi rendah, pengendapan, gas, air), sedangkan ion lain, yang ada dalam larutan, tidak menghasilkan zat baru, tetapi tetap berada dalam larutan. Untuk menunjukkan interaksi ion mana yang mengarah pada pembentukan zat baru, persamaan ion molekuler, lengkap dan singkat dibuat.

DI DALAM persamaan molekul Semua zat disajikan dalam bentuk molekul. Lengkapi persamaan ionik menunjukkan seluruh daftar ion yang ada dalam larutan selama reaksi tertentu. Persamaan ionik singkat hanya terdiri dari ion-ion tersebut, interaksi antara yang mengarah pada pembentukan zat baru (zat yang berdisosiasi rendah, sedimen, gas, air).

Saat menyusun reaksi ionik, harus diingat bahwa zat sedikit terdisosiasi (elektrolit lemah), sedikit dan sukar larut (diendapkan - “ N”, “M”, lihat lampiran tabel 4) dan yang berbentuk gas ditulis dalam bentuk molekul. Elektrolit kuat, hampir terdisosiasi seluruhnya, berbentuk ion. Tanda “↓” setelah rumus suatu zat menunjukkan bahwa zat tersebut dikeluarkan dari bola reaksi dalam bentuk endapan, dan tanda “” menunjukkan bahwa zat tersebut dikeluarkan dalam bentuk gas.

Tata cara penyusunan persamaan ionik menggunakan persamaan molekul yang diketahui Mari kita lihat contoh reaksi antara larutan Na 2 CO 3 dan HCl.

1. Persamaan reaksi ditulis dalam bentuk molekul:

Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + H 2 CO 3

2. Persamaan ditulis ulang dalam bentuk ionik, dengan zat yang terdisosiasi baik ditulis dalam bentuk ion, dan zat yang terdisosiasi buruk (termasuk air), gas, atau zat yang sedikit larut - dalam bentuk molekul. Koefisien di depan rumus suatu zat dalam persamaan molekul berlaku sama untuk setiap ion yang menyusun zat tersebut, oleh karena itu ia ditempatkan di depan ion dalam persamaan ionik:

2 Na + + CO 3 2- + 2H + + 2Cl -<=>2Na + + 2Cl - + CO 2 + H 2 O

3. Di kedua sisi persamaan, ion ditemukan di kiri dan bagian yang tepat(digarisbawahi dengan tanda hubung yang sesuai):

2Na++ CO 3 2- + 2H++ 2Cl -<=> 2Na+ + 2Cl -+ CO 2 + H 2 O

4. Persamaan ion ditulis dalam bentuk akhirnya (persamaan ion pendek):

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

Jika selama reaksi, dan/atau sedikit terdisosiasi, dan/atau sedikit larut, dan/atau terbentuk zat gas, dan/atau air, dan senyawa tersebut tidak terdapat pada zat awal, maka reaksi praktis tidak dapat diubah (→) , dan untuk itu dimungkinkan untuk menyusun persamaan ionik molekuler, lengkap dan singkat. Jika zat tersebut terdapat dalam reagen dan produk, maka reaksinya akan bersifat reversibel (<=>):

Persamaan molekul: CaCO3 + 2HCl<=>CaCl 2 + H 2 O + CO 2

Persamaan ionik lengkap: CaCO 3 + 2H + + 2Cl –<=>Ca 2+ + 2Cl – + H 2 O + CO 2

Seringkali, anak sekolah dan siswa harus mengarang apa yang disebut. persamaan reaksi ionik. Secara khusus, tugas 31, yang diusulkan pada Ujian Negara Terpadu Kimia, dikhususkan untuk topik ini. Pada artikel kali ini kita akan membahas secara detail algoritma penulisan persamaan ion pendek dan lengkap, kita akan menganalisis banyak contoh tingkat yang berbeda kesulitan.

Mengapa persamaan ion diperlukan?

Izinkan saya mengingatkan Anda bahwa ketika banyak zat dilarutkan dalam air (dan tidak hanya dalam air!), terjadi proses disosiasi - zat tersebut terurai menjadi ion. Misalnya molekul HCl di lingkungan perairan berdisosiasi menjadi kation hidrogen (H +, lebih tepatnya H 3 O +) dan anion klorin (Cl -). Natrium bromida (NaBr) ditemukan dalam larutan air bukan dalam bentuk molekul, tetapi dalam bentuk ion Na + dan Br - terhidrasi (omong-omong, natrium bromida padat juga mengandung ion).

Saat menulis persamaan “biasa” (molekuler), kita tidak memperhitungkan bahwa yang bereaksi bukanlah molekul, melainkan ion. Sebagai contoh, berikut adalah persamaan reaksi antara asam klorida dan natrium hidroksida:

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

Tentu saja diagram ini tidak menggambarkan proses secara tepat. Seperti yang telah kami katakan, dalam larutan air praktis tidak ada molekul HCl, tetapi terdapat ion H + dan Cl -. Hal yang sama juga berlaku pada NaOH. Akan lebih tepat untuk menulis yang berikut ini:

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

Begitulah adanya persamaan ion lengkap. Alih-alih molekul “virtual”, kita melihat partikel yang sebenarnya ada dalam larutan (kation dan anion). Kami tidak akan memikirkan pertanyaan mengapa kami menulis H 2 O dalam bentuk molekul. Ini akan dijelaskan nanti. Seperti yang Anda lihat, tidak ada yang rumit: kami mengganti molekul dengan ion yang terbentuk selama disosiasinya.

Namun, persamaan ion lengkap pun tidak sempurna. Memang, perhatikan lebih dekat: ruas kiri dan kanan persamaan (2) mengandung partikel yang sama - kation Na + dan Cl - anion. Ion-ion ini tidak berubah selama reaksi. Lalu mengapa mereka dibutuhkan? Mari kita hapus dan dapatkan Persamaan ionik singkat:

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

Seperti yang Anda lihat, semuanya bermuara pada interaksi ion H + dan OH - dengan pembentukan air (reaksi netralisasi).

Semua persamaan ion lengkap dan singkat dituliskan. Jika kami menyelesaikan soal 31 pada Ujian Negara Terpadu kimia, kami akan menerima skor maksimum untuk itu - 2 poin.

Jadi, sekali lagi tentang terminologinya:

• HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - persamaan molekul (persamaan "biasa", yang secara skematis mencerminkan esensi reaksi);
• H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - persamaan ionik lengkap (partikel nyata dalam larutan terlihat);
• H + + OH - = H 2 O - persamaan ionik pendek (kami menghilangkan semua "sampah" - partikel yang tidak berpartisipasi dalam proses).

Algoritma untuk menulis persamaan ionik

1. Mari kita buat persamaan molekul untuk reaksi tersebut.
2. Semua partikel yang terdisosiasi dalam larutan sampai batas tertentu ditulis dalam bentuk ion; zat yang tidak rentan terhadap disosiasi akan dibiarkan “dalam bentuk molekul”.
3. Kami menghapus apa yang disebut dari dua bagian persamaan. ion pengamat, yaitu partikel yang tidak ikut serta dalam proses.
4. Kami memeriksa koefisien dan mendapatkan jawaban akhir - persamaan ionik singkat.

Contoh 1. Tulis persamaan ionik lengkap dan singkat yang menjelaskan interaksi larutan barium klorida dan natrium sulfat dalam air.

Larutan. Kami akan bertindak sesuai dengan algoritma yang diusulkan. Pertama mari kita buat persamaan molekuler. Barium klorida dan natrium sulfat adalah dua garam. Mari kita lihat bagian buku referensi “Sifat-sifat senyawa anorganik”. Kita melihat bahwa garam dapat berinteraksi satu sama lain jika terbentuk endapan selama reaksi. Mari kita periksa:

Latihan 2. Selesaikan persamaan reaksi berikut:

1. KOH + H2SO4 =
2. H 3 PO 4 + Na 2 O=
3. Ba(OH)2 + CO2 =
4. NaOH + CuBr 2 =
5. K 2 S + Hg(NO 3) 2 =
6. Zn + FeCl 2 =

Latihan 3. Tuliskan persamaan molekul untuk reaksi (dalam larutan air) antara: a) natrium karbonat dan asam nitrat, b) nikel (II) klorida dan natrium hidroksida, c) asam fosfat dan kalsium hidroksida, d) perak nitrat dan kalium klorida, e ) fosfor oksida (V) dan kalium hidroksida.

Saya sangat berharap Anda tidak mengalami masalah dalam menyelesaikan ketiga tugas ini. Jika tidak, Anda harus kembali ke topik" Sifat kimia kelas utama senyawa anorganik".

Bagaimana mengubah persamaan molekul menjadi persamaan ionik lengkap

Kegembiraan dimulai. Kita harus memahami zat mana yang harus ditulis sebagai ion dan mana yang harus dibiarkan dalam “bentuk molekul”. Anda harus mengingat hal berikut.

Tuliskan dalam bentuk ion:

• garam larut (saya tekankan, hanya garam yang sangat larut dalam air);
• basa (izinkan saya mengingatkan Anda bahwa basa adalah basa yang larut dalam air, tetapi tidak larut dalam NH 4 OH);
• asam kuat (H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HBr, HI, HClO 4, HClO 3, H 2 SeO 4, ...).

Seperti yang Anda lihat, mengingat daftar ini sama sekali tidak sulit: daftar ini mencakup asam dan basa kuat serta semua garam larut. Ngomong-ngomong, bagi ahli kimia muda yang sangat waspada yang mungkin marah karena elektrolit kuat (garam tidak larut) tidak termasuk dalam daftar ini, saya dapat memberi tahu Anda hal berikut: TIDAK memasukkan garam tidak larut dalam daftar ini sama sekali tidak menyangkal hal tersebut. fakta bahwa mereka adalah elektrolit kuat.

Semua zat lain harus ada dalam persamaan ionik dalam bentuk molekul. Mereka yang menuntut pembaca yang tidak puas dengan istilah samar “semua substansi lain” dan yang mengikuti teladan sang pahlawan film terkenal, menuntut untuk "mengumumkan daftar lengkap“Saya memberikan informasi berikut.

Tuliskan bentuk molekulnya:

• semua garam yang tidak larut;
• semua basa lemah (termasuk hidroksida yang tidak larut, NH 4 OH dan zat serupa);
• semua asam lemah (H 2 CO 3, HNO 2, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN, HClO, hampir semua asam organik...);
• secara umum, semua elektrolit lemah (termasuk air!!!);
• oksida (semua jenis);
• semua senyawa gas (khususnya H 2, CO 2, SO 2, H 2 S, CO);
• zat sederhana (logam dan nonlogam);
• hampir semuanya senyawa organik(pengecualian adalah garam asam organik yang larut dalam air).

Fiuh, sepertinya aku belum melupakan apa pun! Meskipun menurut saya lebih mudah untuk mengingat daftar No. 1. Dari hal-hal mendasar yang penting dalam daftar No. 2, saya akan menyebutkan air lagi.

Contoh 2. Tuliskan persamaan ion lengkap yang menjelaskan interaksi tembaga (II) hidroksida dan asam klorida.

Larutan. Mari kita mulai secara alami dengan persamaan molekuler. Tembaga(II) hidroksida adalah basa yang tidak larut. Semua basa yang tidak larut bereaksi dengan asam kuat membentuk garam dan air:

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O.

Sekarang mari kita cari tahu zat mana yang harus ditulis sebagai ion dan mana yang sebagai molekul. Daftar di atas akan membantu kita. Tembaga(II) hidroksida adalah basa yang tidak larut (lihat tabel kelarutan), elektrolit lemah. Basa yang tidak larut ditulis dalam bentuk molekul. HCl adalah asam kuat; dalam larutan hampir terdisosiasi sempurna menjadi ion. CuCl 2 adalah garam yang larut. Kami menulisnya dalam bentuk ionik. Air - hanya dalam bentuk molekul! Kami mendapatkan persamaan ionik lengkap:

u(OH) 2 + 2H + + 2Cl - = Cu 2+ + 2Cl - + 2H 2 O.

Contoh 3. Tuliskan persamaan ionik lengkap untuk reaksi karbon dioksida dengan larutan NaOH dalam air.

Larutan. Karbon dioksida adalah oksida asam yang khas, NaOH adalah basa. Ketika oksida asam berinteraksi dengan larutan alkali berair, garam dan air terbentuk. Mari kita buat persamaan molekul untuk reaksi tersebut (jangan lupa tentang koefisiennya):

CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O.

CO 2 - oksida, senyawa gas; mempertahankan bentuk molekul. NaOH - basa kuat (alkali); Kami menulisnya dalam bentuk ion. Na 2 CO 3 - garam larut; kita menulis dalam bentuk ion. Air adalah elektrolit lemah dan praktis tidak terdisosiasi; tinggalkan dalam bentuk molekul. Kami mendapatkan yang berikut:

CO 2 + 2Na + + 2OH - = Na 2+ + CO 3 2- + H 2 O.

Contoh 4. Natrium sulfida dalam larutan berair bereaksi dengan seng klorida membentuk endapan. Tuliskan persamaan ion lengkap untuk reaksi ini.

Larutan. Natrium sulfida dan seng klorida adalah garam. Ketika garam-garam ini berinteraksi, endapan seng sulfida mengendap:

Na 2 S + ZnCl 2 = ZnS↓ + 2NaCl.

Saya akan segera menuliskan persamaan ion lengkapnya, dan Anda akan menganalisisnya sendiri:

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

Saya menawarkan Anda beberapa tugas untuk pekerjaan mandiri dan ujian kecil.

Latihan 4. Tuliskan persamaan molekuler dan persamaan ionik lengkap untuk reaksi berikut:

1. NaOH + HNO3 =
2. H2SO4 + MgO =
3. Ca(NO 3) 2 + Na 3 PO 4 =
4. CoBr 2 + Ca(OH) 2 =

Latihan 5. Tuliskan persamaan ion lengkap yang menjelaskan interaksi: a) oksida nitrat (V) dengan larutan barium hidroksida dalam air, b) larutan sesium hidroksida dengan asam hidroiodik, c) larutan tembaga sulfat dan kalium sulfida dalam air, d) kalsium hidroksida Dan larutan berair besi(III) nitrat.

2.6 Persamaan ionik-molekul

Ketika asam kuat dinetralkan oleh basa kuat, sekitar 57,6 kJ panas dilepaskan untuk setiap mol air yang terbentuk:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O + 57,53 kJ

HNO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O +57,61 kJ

Hal ini menunjukkan bahwa reaksi tersebut direduksi menjadi satu proses. Kita akan memperoleh persamaan untuk proses ini jika kita mempertimbangkan secara lebih rinci salah satu reaksi yang diberikan, misalnya reaksi pertama. Mari kita tulis ulang persamaannya, tuliskan elektrolit kuat dalam bentuk ionik, karena mereka ada dalam larutan dalam bentuk ion, dan elektrolit lemah dalam bentuk molekul, karena mereka berada dalam larutan terutama dalam bentuk molekul (air adalah elektrolit yang sangat lemah):

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

Melihat persamaan yang dihasilkan, kita melihat bahwa selama reaksi ion Na + dan Cl - tidak mengalami perubahan. Oleh karena itu, kita akan menulis ulang persamaan tersebut lagi, menghilangkan ion-ion ini dari kedua sisi persamaan. Kita mendapatkan:

H + + OH - = H 2 O

Jadi, reaksi netralisasi asam kuat dengan basa kuat berlangsung dalam proses yang sama - pembentukan molekul air dari ion hidrogen dan ion hidroksida. Sudah jelas itu efek termal reaksi ini juga harus sama.

Sebenarnya, reaksi pembentukan air dari ion bersifat reversibel, yang dapat dinyatakan dengan persamaan

H + + OH - ↔ H 2 O

Namun, seperti yang akan kita lihat di bawah, air adalah elektrolit yang sangat lemah dan hanya terdisosiasi dalam jumlah yang dapat diabaikan. Dengan kata lain, kesetimbangan antara molekul air dan ion sangat bergeser ke arah pembentukan molekul. Oleh karena itu, dalam prakteknya, reaksi netralisasi asam kuat dengan basa kuat berlangsung sampai selesai.

Ketika larutan garam perak apa pun dicampur dengan asam klorida atau dengan larutan garam apa pun, endapan perak klorida berwarna putih yang khas selalu terbentuk:

AgNO 3 + HC1 = AgCl↓ + HNO 3

Ag 2 SO 4 + CuCl 2 = 2AgCl↓ + CuSO 4

Reaksi seperti itu juga terjadi dalam satu proses. Untuk mendapatkan persamaan ionik-molekulnya, kita menulis ulang, misalnya persamaan reaksi pertama, menuliskan elektrolit kuat, seperti pada contoh sebelumnya, dalam bentuk ionik, dan zat dalam sedimen dalam bentuk molekul:

Ag + + NO 3 - + H + + C1 - = AgCl↓+ H + + NO 3 -

Seperti terlihat, ion H + dan NO 3 - tidak mengalami perubahan selama reaksi. Oleh karena itu, kami mengecualikannya dan menulis ulang persamaannya lagi:

Ag + + С1 - = AgCl↓

Ini adalah persamaan ion-molekul dari proses yang sedang dipertimbangkan.

Di sini juga harus diingat bahwa endapan perak klorida berada dalam kesetimbangan dengan ion Ag+ dan C1 - dalam larutan, sehingga proses yang dinyatakan oleh persamaan terakhir bersifat reversibel:

Ag++ C1 - ↔ AgCl↓

Namun, karena rendahnya kelarutan perak klorida, kesetimbangan ini bergeser sangat kuat ke kanan. Oleh karena itu, kita dapat berasumsi bahwa reaksi pembentukan AgCl dari ion hampir selesai.

Terbentuknya endapan AgCl akan selalu terlihat bila terdapat konsentrasi ion Ag + dan C1 - yang signifikan dalam larutan yang sama.Oleh karena itu, dengan menggunakan ion perak, keberadaan ion C1 - dalam suatu larutan dapat dideteksi, dan sebaliknya dengan menggunakan ion klorida - adanya ion perak; ion C1 - dapat berfungsi sebagai pereaksi ion Ag+, dan ion Ag+ dapat berfungsi sebagai pereaksi ion C1.

Di masa depan, kita akan banyak menggunakan bentuk penulisan persamaan ionik-molekul untuk reaksi yang melibatkan elektrolit.

Untuk menyusun persamaan ion-molekul, Anda perlu mengetahui garam mana yang larut dalam air dan mana yang praktis tidak larut. karakteristik umum Kelarutan garam terpenting dalam air diberikan pada Tabel 2.

Persamaan ionik-molekul membantu memahami karakteristik reaksi antar elektrolit. Mari kita perhatikan, sebagai contoh, beberapa reaksi yang terjadi dengan partisipasi asam dan basa lemah.

Tabel 2. Kelarutan garam terpenting dalam air

Seperti yang telah disebutkan, netralisasi asam kuat apa pun oleh basa kuat apa pun disertai dengan efek termal yang sama, karena prosesnya sama - pembentukan molekul air dari ion hidrogen dan ion hidroksida. Namun, ketika menetralkan asam kuat dengan basa lemah, atau asam lemah dengan basa kuat atau lemah, efek termalnya berbeda. Mari kita tulis persamaan ion-molekul untuk reaksi tersebut.

Netralisasi asam lemah (asam asetat) dengan basa kuat (natrium hidroksida):

CH 3 COOH + NaOH = CH 3 COONa + H 2 O

Di sini elektrolit kuat adalah natrium hidroksida dan garam yang dihasilkan, dan elektrolit lemah adalah asam dan air:

CH 3 COOH + Na + + OH - = CH 3 COO - + Na + + H 2 O

Seperti dapat dilihat, hanya ion natrium yang tidak mengalami perubahan selama reaksi. Oleh karena itu, persamaan ion-molekul berbentuk:

CH 3 COOH + OH - = CH 3 COO - + H 2 O

Netralisasi asam kuat (nitrogen) dengan basa lemah (amonium hidroksida):

HNO 3 + NH 4 OH = NH 4 NO 3 + H 2 O

Di sini kita harus menulis asam dan garam yang dihasilkan dalam bentuk ion, dan amonium hidroksida dan air dalam bentuk molekul:

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

NO 3 - ion tidak mengalami perubahan. Dengan menghilangkannya, kita memperoleh persamaan ionik-molekul:

H + + NH 4 OH= NH 4 + + H 2 O

Netralisasi asam lemah (asam asetat) dengan basa lemah (amonium hidroksida):

CH 3 COOH + NH 4 OH = CH 3 COONH 4 + H 2 O

Dalam reaksi ini, semua zat, kecuali garam yang terbentuk, merupakan elektrolit lemah. Oleh karena itu, bentuk persamaan ion-molekulnya terlihat seperti:

CH 3 COOH + NH 4 OH = CH 3 COO - + NH 4 + + H 2 O

Membandingkan persamaan ion-molekul yang diperoleh satu sama lain, kita melihat bahwa semuanya berbeda. Oleh karena itu, jelas bahwa panas dari reaksi yang dipertimbangkan juga berbeda.

Reaksi netralisasi asam kuat dengan basa kuat, di mana ion hidrogen dan ion hidroksida bergabung membentuk molekul air, berlangsung hampir selesai. Reaksi netralisasi dimana salah satu zat awalnya adalah elektrolit lemah dan molekul zat yang berdisosiasi lemah terdapat tidak hanya di sisi kanan, tetapi juga di sisi kiri. persamaan ion-molekul, jangan lanjutkan sepenuhnya. Mereka mencapai keadaan kesetimbangan di mana garam hidup berdampingan dengan asam dan basa yang membentuknya. Oleh karena itu, persamaan reaksi tersebut lebih tepat dituliskan sebagai reaksi reversibel:

CH 3 COOH + OH - ↔ CH 3 COO - + H 2 O

H + + NH 4 OH↔ NH 4 + + H 2 O

CH 3 COOH + NH 4 OH ↔ CH 3 COO - + NH 4 + + H 2 O

Dengan pelarut lain, pola yang dipertimbangkan tetap sama, tetapi ada juga penyimpangan dari pola tersebut, misalnya, minimum (konduktivitas listrik anomali) sering diamati pada kurva λ-c. 2. Mobilitas ion Mari kita menghubungkan konduktivitas listrik suatu elektrolit dengan kecepatan pergerakan ion-ionnya dalam medan listrik. Untuk menghitung daya hantar listrik cukup dengan menghitung jumlah ion...

Saat mempelajari sintesis bahan baru dan proses transpor ion di dalamnya. Dalam bentuknya yang murni, pola seperti itu paling jelas terlihat dalam studi elektrolit padat kristal tunggal. Sementara itu, dalam penggunaan elektrolit padat sebagai media kerja elemen fungsional, perlu diperhatikan bahwa diperlukan bahan dengan jenis dan bentuk tertentu, misalnya berupa keramik padat...

17-25 kg/t aluminium, yaitu ~ 10-15 kg/t lebih tinggi dibandingkan hasil untuk alumina berpasir. Alumina yang digunakan untuk produksi aluminium harus mengandung senyawa besi, silikon, logam berat dalam jumlah minimal dengan potensi pelepasan di katoda lebih rendah dibandingkan aluminium, karena mereka mudah direduksi dan diubah menjadi aluminium katoda. Juga tidak diinginkan untuk hadir di...