Moleküler ve iyonik formda denklem. Moleküler, tam ve kısa iyonik denklemler

11. Elektrolitik ayrışma. İyonik reaksiyon denklemleri

11.5. İyonik reaksiyon denklemleri

Beri sulu çözeltiler Elektrolitler iyonlara ayrıştığı için, elektrolitlerin sulu çözeltilerindeki reaksiyonların iyonlar arasındaki reaksiyonlar olduğu ileri sürülebilir. Bu tür reaksiyonlar atomların oksidasyon durumundaki bir değişiklikle meydana gelebilir:

Fe 0  + 2 H + 1 Cl = Fe + 2 Cl 2 + H 0 2

ve değişiklik yapmadan:

NaOH + HCl = NaCl + H2O

İÇİNDE Genel davaÇözeltilerdeki iyonlar arasındaki reaksiyonlara iyonik denir ve eğer bunlar değişim reaksiyonlarıysa iyon değişim reaksiyonları. İyon değiştirme reaksiyonları yalnızca reaksiyon küresini şu şekilde bırakan maddeler oluştuğunda meydana gelir: a) zayıf bir elektrolit (örneğin su, asetik asit); b) gaz (C02, S02); c) az çözünen madde (çökelti). Az çözünen maddelerin formülleri çözünürlük tablosundan belirlenir (AgCl, BaS04, H2Si03, Mg(OH)2, Cu(OH)2, vb.). Gazların ve zayıf elektrolitlerin formüllerinin ezberlenmesi gerekir. Zayıf elektrolitlerin suda yüksek oranda çözünür olabileceğini unutmayın: örneğin CH3COOH, H3PO4, HNO2.

İyon değişim reaksiyonlarının özü yansıtılmaktadır iyonik reaksiyon denklemleri aşağıdaki kurallara göre moleküler denklemlerden elde edilir:

1) zayıf elektrolitlerin, çözünmeyen ve az çözünen maddelerin, gazların, oksitlerin, zayıf asitlerin hidroanyonlarının formülleri (HS - , HSO 3 - , HCO 3 - , H 2 PO 4 - , HPO 4 2 - ; istisna - HSO iyonu) iyonlar 4 - seyreltik bir çözelti halinde yazılmaz); zayıf bazların (MgOH +, CuOH +) hidroksokasyonları; karmaşık iyonlar ( 3− , 2− , 2− );

2) güçlü asitlerin, alkalilerin ve suda çözünür tuzların formülleri iyon şeklinde temsil edilir. Ca(OH)2 formülü, kireç suyu kullanıldığında iyon olarak yazılır, ancak çözünmeyen Ca(OH)2 parçacıkları içeren kireç sütü durumunda iyon olarak yazılmaz.

Tam iyonik ve kısaltılmış (kısa) iyonik reaksiyon denklemleri vardır. Kısaltılmış iyonik denklemde, tam iyonik denklemin her iki tarafında bulunan iyonlar eksiktir. Moleküler, tam iyonik ve kısaltılmış iyonik denklemlerin yazımına örnekler:

• NaHC03 + HCl = NaCl + H20 + C02 - moleküler,

Na + + HCO 3 − + H + + Cl − = Na + + Cl − + H 2 O + CO 2   - tam iyonik,

HCO 3 - + H + = H 2 O + C02   - kısaltılmış iyonik;

• BaCl2 + K2S04 = BaS04 ↓ + 2KCl - moleküler,

Ba 2 + + 2 Cl − + 2 K + + SO 4 2 − = BaS04   ↓ + 2 K + + 2 Cl − - tam iyonik,

Ba 2 + + SO 4 2 − = BaSO 4   ↓ - kısaltılmış iyonik.

Bazen tam iyonik denklem ve kısaltılmış iyonik denklem aynıdır:

Ba(OH)2 + H2S04 = BaS04 ↓ + 2H2O

Ba 2+ + 2OH − + 2H + + SO 4 2 − = BaS04 ↓ + 2H 2 O,

ve bazı reaksiyonlar için iyonik denklem hiç derlenemez:

3Mg(OH)2 + 3H3PO4 = Mg3(PO4)2 ↓ + 6H2O

Örnek 11.5. Tam olarak mevcut olabilecek bir çift iyonu belirtin iyon-moleküler denklem kısaltılmış iyon-moleküler denkleme karşılık geliyorsa

Ca 2 + + S0 4 2 − = CaS04 .

1) S03 2 - ve H +; 3) CO3 2 - ve K +; 2) HCO 3 - ve K +; 4) Cl− ve Pb 2+.

Çözüm. Doğru cevap 2'dir):

Ca 2 + + 2 HCO 3 − + 2 K + + SO 4 2 − = CaSO 4   ↓ + 2 HCO 3 − + 2 K + (Ca(HCO 3) 2 tuzu çözünür) veya Ca 2+ + SO 4 2 − = CaSO4.

Diğer durumlar için elimizde:

1) CaS03 + 2H + + S04 2 − = CaS04 ↓ + H 2 O + S02;

3) CaCO3 + 2K + + SO 4 2 - (reaksiyon meydana gelmez);

4) Ca 2+ + 2Cl − + PbS04 (reaksiyon meydana gelmez).

Cevap: 2).

Sulu bir çözelti içinde birbirleriyle reaksiyona giren maddeler (iyonlar) (yani aralarındaki etkileşime bir çökelti, gaz veya zayıf elektrolit oluşumu eşlik eder) sulu bir çözelti içinde önemli miktarlarda bir arada bulunamaz.

Tablo 11.2

Sulu çözeltide önemli miktarlarda bir arada bulunmayan iyon çiftlerinin örnekleri

Örnek 11.6. Bu satırda belirtin: HSO 3 − , Na + , Cl − , CH 3 COO − , Zn 2+ - önemli miktarlarda bulunamayan iyon formülleri: a) asidik bir ortamda; b) alkalin bir ortamda.

Çözüm. a) Asidik bir ortamda, yani. H + iyonlarıyla birlikte HSO 3 - ve CH 3 COO - anyonları mevcut olamaz, çünkü hidrojen katyonlarıyla reaksiyona girerek zayıf bir elektrolit veya gaz oluştururlar:

CH3COO − + H + ⇄ CH3COOH

HSO 3 - + H + ⇄ H 2 Ö + SO 2

b) HSO 3 - ve Zn 2+ iyonları, hidroksit iyonlarıyla reaksiyona girerek zayıf bir elektrolit veya çökelti oluşturduklarından alkali bir ortamda bulunamazlar:

HSO 3 − + OH − ⇄ H 2 O + S0 3 2 −

Zn 2+ + 2OH– = Zn(OH)2 ↓.

Cevap: a) HSO 3 - ve CH 3 COO -; b) HSO 3 - ve Zn 2+.

Zayıf asitlerin asit tuzlarının kalıntıları, asidik veya alkali ortamda önemli miktarlarda bulunamaz çünkü her iki durumda da zayıf bir elektrolit oluşur.

Aynı şey, bir hidrokso grubu içeren bazik tuzların kalıntıları için de söylenebilir:

CuOH + + OH − = Cu(OH) 2 ↓

Talimatlar

Az çözünen bir bileşiğin oluşumuna ilişkin bir örneği düşünün.

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

Veya iyonik bir versiyon:

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

İyonik denklemleri çözerken aşağıdaki kurallara uyulmalıdır:

Her iki parçadan da aynı iyonlar hariç tutulmuştur;

Denklemin sol tarafındaki elektrik yüklerinin toplamının, denklemin sağ tarafındaki elektrik yüklerinin toplamına eşit olması gerektiği unutulmamalıdır.

Aşağıdaki maddelerin sulu çözeltileri arasındaki etkileşim için iyonik denklemler yazın: a) HCl ve NaOH; b) AgN03 ve NaCl; c) K2CO3 ve H2SO4; d) CH3COOH ve NaOH.

Çözüm. Bu maddelerin etkileşim denklemlerini moleküler formda yazın:

a) HCl + NaOH = NaCl + H2O

b) AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3

c) K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + CO2 + H2O

d) CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

Bu maddelerin etkileşiminin mümkün olduğuna dikkat edin, çünkü sonuç iyonların zayıf (H2O) veya az çözünen madde (AgCl) veya gaz (CO2) oluşumuyla bağlanmasıdır.

Eşitliğin sol ve sağ taraflarından aynı iyonları hariç tutarak (a seçeneği durumunda) - iyonlar ve b) - sodyum iyonları ve -iyonlar, c) durumunda - potasyum iyonları ve sülfat iyonları), d) - sodyum iyonları, şu iyonik denklemleri çözersiniz:

a) H+ + OH- = H2O

b) Ag+ + Cl- = AgCl

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

d) CH3COOH + OH- = CH3COO- + H2O

Çoğu zaman bağımsız ve testler Reaksiyon denklemlerini çözmeyi içeren görevler vardır. Ancak bazı bilgi, beceri ve yetenekler olmadan en basit kimyasal bile denklemler yazmayın.

Talimatlar

Her şeyden önce temel organik ve inorganik bileşikleri incelemeniz gerekir. Son çare olarak, görev sırasında yardımcı olabilecek uygun bir kopya kağıdını önünüzde bulundurabilirsiniz. Eğitimden sonra hala hatırlanacaklar gerekli bilgi ve beceriler.

Temel malzeme kaplamanın yanı sıra her bir bileşiği elde etme yöntemleridir. Genellikle formda sunulurlar. genel şemalar, örneğin: 1. + baz = tuz + su
2. asit oksit + baz = tuz + su
3. bazik oksit + asit = tuz + su
4. metal + (seyreltilmiş) asit = tuz + hidrojen
5. çözünür tuz + çözünür tuz = çözünmez tuz + çözünür tuz
6. çözünür tuz + = çözünmeyen baz + çözünür tuz
Gözlerinizin önünde bir tuz çözünürlüğü tablosu ve hile sayfalarının yanı sıra bunlara karar verebilirsiniz. denklemler reaksiyonlar. Sadece sahip olmak önemlidir tam liste bu tür şemaların yanı sıra çeşitli organik ve inorganik bileşik sınıflarının formülleri ve adları hakkında bilgiler.

Denklemin kendisi tamamlandıktan sonra kimyasal formüllerin yazılışının doğruluğunu kontrol etmek gerekir. Asitler, tuzlar ve bazlar, asidik kalıntıların ve metal iyonlarının yüklerini gösteren çözünürlük tablosu kullanılarak kolaylıkla kontrol edilebilir. Herhangi birinin genel olarak elektriksel olarak nötr olması gerektiğini, yani pozitif yüklerin sayısının negatif yüklerin sayısıyla çakışması gerektiğini hatırlamak önemlidir. Bu durumda ilgili masraflarla çarpılan endekslerin dikkate alınması gerekir.

Bu aşamayı geçmişseniz ve yazımın doğruluğundan eminseniz denklemler kimyasal reaksiyonlar, artık katsayıları güvenli bir şekilde ayarlayabilirsiniz. Kimyasal denklem koşullu bir kaydı temsil eder reaksiyonlar kimyasal semboller, indeksler ve katsayılar kullanarak. Görevin bu aşamasında kurallara uymalısınız: Katsayı, kimyasal formülün önüne yerleştirilir ve maddeyi oluşturan tüm elementlere uygulanır.
Endeks sonra yerleştirilir kimyasal element biraz altındadır ve yalnızca solundaki kimyasal elemente atıfta bulunur.
Bir grup (örneğin, bir asit kalıntısı veya bir hidroksil grubu) parantez içindeyse, iki bitişik endeksin (parantezden önce ve sonra) çarpıldığını anlamanız gerekir.
Bir kimyasal elementin atomları sayılırken katsayı indeks ile çarpılır (toplanmaz!).

Daha sonra, her bir kimyasal elementin miktarı, başlangıç ​​maddelerinin içerdiği toplam element sayısı, ürünlerde oluşan bileşiklerin içerdiği atom sayısı ile çakışacak şekilde hesaplanır. reaksiyonlar. Yukarıdaki kuralları analiz edip uygulayarak çözmeyi öğrenebilirsiniz. denklemler Madde zincirlerinde yer alan reaksiyonlar.

Kimyasal reaksiyonların çoğu çözeltilerde gerçekleşir. Elektrolit çözeltileri iyon içerir, dolayısıyla elektrolit çözeltilerindeki reaksiyonlar aslında iyonlar arasındaki reaksiyonlara iner.
İyonlar arasındaki reaksiyonlara iyonik reaksiyonlar denir ve bu tür reaksiyonların denklemlerine iyonik denklemler denir.
İyonik denklemler hazırlanırken, hafif ayrışan, çözünmeyen ve gaz halindeki maddelerin formüllerinin moleküler formda yazıldığı gerçeğine rehberlik edilmelidir.

Beyaz bir madde çöküyor, formülünün yanına aşağıyı gösteren bir ok, reaksiyon sırasında gaz halinde bir madde açığa çıkarsa formülünün yanına yukarıyı gösteren bir ok konuluyor.

Güçlü elektrolitleri iyon formunda ve küreyi moleküller halinde terk eden reaksiyonları tasvir ederek bu denklemi yeniden yazalım:

Böylece reaksiyonun tam iyonik denklemini yazmış olduk.

Denklemin her iki tarafından aynı iyonları, yani sol ve sağ denklemlerde reaksiyona katılmayan iyonları hariç tutarsak, kısaltılmış bir iyonik reaksiyon denklemi elde ederiz:

Dolayısıyla kısaltılmış iyonik denklemler aşağıdaki denklemlerdir: Genel görünüm Kimyasal reaksiyonun özünü karakterize eden, hangi iyonların reaksiyona girdiğini ve sonuç olarak hangi maddenin oluştuğunu gösterir.

İyon değiştirme reaksiyonları, bir çökeltinin veya su gibi hafif ayrışan bir maddenin oluştuğu durumlarda tamamlanmaya devam eder. Fenolftalein ile koyu kırmızı renkli bir sodyum hidroksit çözeltisine aşırı miktarda nitrik asit çözeltisi eklendiğinde, çözeltinin rengi değişecek ve bu, bir kimyasal reaksiyonun meydana gelmesi için bir sinyal görevi görecektir:

Güçlü bir asit ve alkali etkileşiminin, H+ iyonları ve OH - iyonlarının etkileşimine indirgendiğini, bunun sonucunda düşük ayrışmalı bir maddenin - suyun oluştuğunu gösterir.

Kuvvetli bir asit ile bir alkali arasındaki bu reaksiyona nötrleşme reaksiyonu denir. Bu, değişim reaksiyonunun özel bir durumudur.

Böyle bir değişim reaksiyonu yalnızca asitler ve alkaliler arasında değil aynı zamanda asitler ve çözünmeyen bazlar arasında da meydana gelebilir. Örneğin, bakır II sülfatın alkali ile reaksiyona sokulmasıyla çözünmeyen bakır (II) hidroksitin mavi bir çökeltisini elde ederseniz:

ve sonra elde edilen çökeltiyi üç parçaya bölün ve birinci test tüpündeki çökeltiye bir sülfürik asit çözeltisi, ikinci test tüpündeki çökeltiye bir hidroklorik asit çözeltisi ve bir nitrik asit çözeltisini ikinci test tüpündeki çökeltiye ekleyin. üçüncü test tüpüne yerleştirirseniz, çökelti üç test tüpünün tamamında çözülecektir. Bu, her durumda geçmiş olduğu anlamına gelecektir Kimyasal reaksiyonözü aynı iyonik denklem kullanılarak yansıtılır.

Bunu doğrulamak için verilen reaksiyonların moleküler, tam ve kısaltılmış iyonik denklemlerini yazın.

Hadi düşünelim iyon reaksiyonları gaz oluşumuyla akan. İki test tüpüne 2 ml sodyum karbonat ve potasyum karbonat solüsyonu dökün. Daha sonra birinciye bir hidroklorik asit çözeltisi, ikinciye ise nitrik asit dökün. Her iki durumda da açığa çıkan karbondioksit nedeniyle karakteristik bir “kaynama” fark edeceğiz. İlk durum için reaksiyon denklemlerini yazalım:

Elektrolit çözeltilerinde meydana gelen reaksiyonlar iyonik denklemler kullanılarak açıklanmaktadır. Bu reaksiyonlara iyon değiştirme reaksiyonları adı verildi, çünkü çözeltilerde elektrolitler iyonlarını değiştirirler. Böylece iki sonuç çıkarılabilir.
1. Elektrolitlerin sulu çözeltilerindeki reaksiyonlar iyonlar arasındaki reaksiyonlardır ve bu nedenle iyonik denklemler biçiminde gösterilir.
Moleküler olanlardan daha basittirler ve doğası gereği daha geneldirler.

2. Elektrolit çözeltilerindeki iyon değişim reaksiyonları, yalnızca sonuç bir çökelti, gaz veya hafif ayrışan bir maddenin oluşması durumunda pratik olarak geri döndürülemez şekilde ilerler.

7. Karmaşık bağlantılar

Tam moleküler denklemi dengeleyin.İyonik denklemi yazmadan önce orijinal moleküler denklemin dengelenmesi gerekir. Bunu yapmak için bileşiklerin önüne uygun katsayıları yerleştirmek gerekir, böylece her bir elementin sol taraftaki atom sayısı denklemin sağ tarafındaki sayısına eşit olur.

• Her elementin atom sayısını denklemin her iki tarafına yazın.
• Denklemin sol ve sağ taraflarındaki her bir elementin atom sayısının aynı olması için elementlerin önüne (oksijen ve hidrojen hariç) katsayılar ekleyin.
• Hidrojen atomlarını dengeleyin.
• Oksijen atomlarını dengeleyin.
• Denklemin her iki tarafındaki her elementin atom sayısını sayın ve aynı olduğundan emin olun.
• Örneğin, Cr + NiCl 2 --> CrCl 3 + Ni denklemini dengeledikten sonra 2Cr + 3NiCl 2 --> 2CrCl 3 + 3Ni elde ederiz.

Reaksiyona katılan her maddenin hangi durumda olduğunu belirleyin. Bu genellikle sorunun koşullarına göre değerlendirilebilir. Yemek yemek belirli kurallar, bir öğenin veya bağlantının hangi durumda olduğunu belirlemeye yardımcı olur.

Çözeltide hangi bileşiklerin ayrıştığını (katyonlara ve anyonlara ayrıldığını) belirleyin. Ayrışma üzerine bir bileşik pozitif (katyon) ve negatif (anyon) bileşenlere ayrılır. Bu bileşenler daha sonra kimyasal reaksiyonun iyonik denklemine girecektir.

Ayrışmış her iyonun yükünü hesaplayın. Metallerin pozitif yüklü katyonlar oluşturduğunu ve metal olmayan atomların negatif anyonlara dönüştüğünü unutmayın. Periyodik tabloyu kullanarak elementlerin yüklerini belirleyin. Nötr bileşiklerdeki tüm yüklerin dengelenmesi de gereklidir.