ИОННО–МОЛЕКУЛЯРНЫЕ УРАВНЕНИЯ

Ионно-молекулярная форма записи уравнений химических реакций позволяет понять сущность происходящих в растворах процессов и отражают состояние электролита в растворе.

Рассмотрим уравнение реакции нейтрализации сильной кислоты и сильного основания:

HCl + NaOH = NaCl + H₂O, DH⁰ =- 57, 53 кДж/моль.

 

В результате реакции образуются молекулы воды из ионов водорода и гидроксид-ионов:

H⁺ + Cl^- + Na⁺ + ОН^- = Na⁺ + Cl^- + H₂O.

 

Исключим из уравнения не претерпевшие изменений ионы Na⁺ и Cl^-. Получим

 

H⁺ + ОН^- = H₂O.

 

Вода – очень слабый электролит, поэтому практически реакция нейтрализации сильной кислотой сильным основанием протекает до конца.

Процесс взаимодействия соли серебра с раствором хлороводородной кислоты протекает по уравнению:

AgNO₃ + HCl = AgCl¯ + HNO₃.

 

Химическая реакция сводится к взаимодействию ионов серебра и хлорид-ионов:

Ag⁺ + NO₃^- + H⁺ + Cl^- = AgCl¯ + H⁺ + NO₃^-.

 

Сокращенное ионное уравнение имеет вид

 

Ag⁺ + Cl^- = AgCl¯.

 

Образующаяся соль хлорида серебра нерастворима, поэтому равновесие практически смещается в сторону образования нерастворимой соли и реакция идет до конца.

Для составления ионно-молекулярных уравнений надо знать, какие соли растворимы в воде и какие практически нерастворимы. Общая характеристика растворимости в воде важнейших солей приведена в табл. 2.

В ионно-молекулярных уравнениях сильные растворимые электролиты, поскольку они полностью диссоциированы, записывают в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые и газообразные вещества записывают в молекулярной форме.

 

 

Таблица 2

Растворимость важнейших солей в воде

 

Анионы и катионы	Растворимость солей
NO3-	Растворимы все соли
Cl-	Растворимы все соли, кроме AgCl, CuCl, PbCl2, Hg2Cl2
SO42-	Растворимы все соли, кроме BaSO4, SrSO4, PbSO4; малорастворим СaSO4
PO43-	Из средних солей растворимы только соли натрия, калия и аммония
СО32-	То же
Na+, К+, NH4+	Растворимы почти все соли

Реакции обмена между ионами идут до конца:

– если в результате взаимодействия сильных электролитов образуется вода;

– если в результате взаимодействия веществ в водных растворах образуется нерастворимая или малорастворимая соль.

Реакции нейтрализации, в которых хотя бы одно из исходных веществ – слабый электролит и при которых молекулы малодиссоциирующих веществ имеются не только в правой, но и в левой части ионно – молекулярного уравнения, протекают не до конца. Они доходят до состояния равновесия, при котором соль сосуществует с кислотой и основанием, от которых она образована.

Уравнения таких реакций правильнее записывать как обратимые реакции:

– нейтрализация слабой кислоты сильным основанием

 

CH₃COOH + NaOH «CH₃COONa + H₂O

CH₃COOH + Na⁺ + OH^- «CH₃COO^- + Na⁺ + H₂O

CH₃COOH + OH^- «CH₃COO^- + H₂O;

 

– нейтрализация сильной кислоты слабым основанием

 

HNO₃ + NH₄OH «NH₄ NO₃ + H₂O

H⁺ + NO₃^- + NH₄OH «NH₄⁺ + NO₃^- + H₂O

H⁺ + NH₄OH «NH₄⁺ + H₂O;

 

– нейтрализация слабой кислоты слабым основанием

 

CH₃COOH + NH₄OH «CH₃COONH₄ + H₂O

CH₃COOH + NH₄OH «CH₃COO^- + NH₄⁺ + H₂O.