Студопедия — Ионообменные реакции
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Ионообменные реакции






Большая скорость многих химических реакций в растворах электролитов объясняется тем, что они протекают не между молекулами, а между ионами. Для выявления сущности химических реакций их удобнее записывать не в молекулярном, а в ионно-молекулярном виде. Для простоты такие уравнения называют ионными. Выражение уравнений химических реакций в ионном виде позволяют решить, в каких случаях реакции идут только в одном направлении и когда они обратимы.

Разберем несколько типов химических реакций с точки зрения теории электролитической диссоциации и попытаемся установить закономерности их обратимости или необратимости.

Обратимые реакции

Если смешать растворы хлорида натрия NaCl и нитрата калия KNO3, то никаких изменений не произойдет. Хлорид натрия в водном растворе диссоциирует на ионы натрия и хлора, а нитрат калия – на ионы калия и нитрат ионы. Уравнение реакции, происходящей между этими веществами, в молекулярной форме:

NaCl + KNO3 = NaNO3 + KCl.

Образующиеся вещества хорошо растворимы в воде, являются сильными электролитами и поэтому в растворе находятся в виде ионов. В ионном виде эта реакция может быть изображена следующим образом:

Na+ + Cl- + K+ + NO3- = Na+ + NO3- + K+ + Cl-.

Из приведенного уравнения видно, что как в левой, так и в правой частях уравнения в растворе находятся одни и те же ионы: Na+, K+, NO3-, Cl-. Таким образом, реакция фактически не происходит. Если выпарить раствор досуха, то твердый остаток будет представлять собой смесь четырех солей: NaCl, KNO3, NaNO3, KCl. Преимущественное выделение той или иной соли зависти от их растворимости.

Необратимые реакции

Среди практически необратимых реакций можно выделить несколько типов.

Реакции двойного обмена с образованием малорастворимого вещества

При сливании растворов хлорида натрия и нитрата серебра выпадает белый осадок хлорида серебра (AgCl). В молекулярной форме уравнения стрелка вниз указывает на вещество, выпадающее в осадок:

NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgCl¯.

Запишем данное уравнение в ионном виде:

Na+ + Cl- + Ag+ + NO3- = Na+ + NO3- + AgCl¯.

Из этого уравнения видно, что реакция NaCl и AgNO3 сводится к взаимодействию ионов Ag+ и Cl-, так как все остальные ионы, присутствующие в растворе, не принимают участия в реакции. Таким образом, указанную реакцию можно выразить следующим уравнением:

Ag+ + Cl- = AgCl.

Такая запись получила название краткого ионного уравнения. В нем записывают только те ионы, которые действительно принимают участие а реакции. Для написания ионных уравнений надо знать, растворимы ли в воде вещества, которые участвуют в реакции и образуются в результате реакции. Для решения этого необходимо пользоваться таблицей растворимости кислот, солей и оснований в воде. Целесообразно отметить, что все соли натрия и калия, а так же нитраты и большинство ацетатов хорошо растворимы в воде. Гидроксиды всех металлов главной подгруппы первой группы и металлов Ca, Sr, Ba и Ra второй группы главной подгруппы хорошо растворимы в воде. Гидроксиды всех остальных металлов в воде нерастворимы.

Таким образом, реакции, протекающие с образованием малорастворимых веществ, направлены только в одну сторону, т.е. протекают практически до конца.

Реакции с образованием газообразных малорастворимых веществ

Примером таких реакций может служить взаимодействие карбоната натрия с какой-либо сильной кислотой. Запишем уравнение этой реакции в молекулярной и ионной формах:

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2­

2Na+ + CO32- + 2H+ + 2Cl- = 2Na+ + 2Cl- + H2O + CO2­

CO32- + 2H+ = H2O + CO2­.

Если эту реакцию проводить в открытом сосуде, то углекислый газ удаляется из сферы реакции и не может участвовать в обратном процессе. Поэтому практически данная реакция идет до конца.

Реакции с образованием малодиссоциирующих веществ

а) Реакции нейтрализации с образованием малодиссоциированной воды (КД (H2O) = 1,86 × 10-16)

HCl + NaOH = NaCl + H2O

H+ + Cl- + Na+ + OH- = Na+ + Cl- + H2O

H+ + OH- = H2O.

б) Реакции с образованием малодиссоциирующих оснований (например, гидроксид аммония, КД (NH4OH) = 1,76 × 10-5)

NH4Cl + NaOH = NH4OH + NaCl

NH4+ + Cl- + Na+ + OH- = NH4OH + Na+ + Cl-

NH4+ + OH- = NH4OH.

в) Реакции с образованием малодиссоциированной уксусной кислоты (КД (CH3COOH) = 1,86 × 10-5)

2CH3COONa + H2SO4 = Na2SO4 + 2CH3COOH

2CH3COO- + Na+ + 2H+ + SO42- = 2Na+ + SO42- + 2CH3COOH

CH3COO- + H+ = CH3COOH.

Образующиеся малодиссоциированные соединения связывают ионы реагирующих веществ, поэтому растворы становятся слабыми проводниками электрического тока.

г) Реакции с образованием комплексных ионов

2KI + HgI2 = K2[HgI4]

2K+ + I- + Hg2+ + 2I- = 2K+ + [HgI4]2-

Hg2+ + 4I- = [HgI4]2-.







Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 665. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Интуитивное мышление Мышление — это пси­хический процесс, обеспечивающий познание сущности предме­тов и явлений и самого субъекта...

Объект, субъект, предмет, цели и задачи управления персоналом Социальная система организации делится на две основные подсистемы: управляющую и управляемую...

Законы Генри, Дальтона, Сеченова. Применение этих законов при лечении кессонной болезни, лечении в барокамере и исследовании электролитного состава крови Закон Генри: Количество газа, растворенного при данной температуре в определенном объеме жидкости, при равновесии прямо пропорциональны давлению газа...

Метод архитекторов Этот метод является наиболее часто используемым и может применяться в трех модификациях: способ с двумя точками схода, способ с одной точкой схода, способ вертикальной плоскости и опущенного плана...

Примеры задач для самостоятельного решения. 1.Спрос и предложение на обеды в студенческой столовой описываются уравнениями: QD = 2400 – 100P; QS = 1000 + 250P   1.Спрос и предложение на обеды в студенческой столовой описываются уравнениями: QD = 2400 – 100P; QS = 1000 + 250P...

Дизартрии у детей Выделение клинических форм дизартрии у детей является в большой степени условным, так как у них крайне редко бывают локальные поражения мозга, с которыми связаны четко определенные синдромы двигательных нарушений...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.014 сек.) русская версия | украинская версия