Примеры. 2.1 Реакции образования слабых электролитов (выделены ионы и молекулы, связыванием которых обусловлена реакция):
2.1 Реакции образования слабых электролитов (выделены ионы и молекулы, связыванием которых обусловлена реакция): а) Na F + H Cl ® HF + NaCl – молекулярное уравнение Na+ + F – + H+ + Cl- ® HF + Na+ + Cl–. – полное ионно-молекулярое уравнение F– + H+ ® HF, – сокращенное ионно-молекулярное уравнение. Реакция (а) идет практически до конца, т.к. среди исходных веществ нет слабых электролитов или малорастворимых веществ. б) Na F + CH3COO H «HF + NaCH3COO. – молекулярное уравнение В отличие от предыдущего примера в этой реакции участвует слабая кислота, поэтому устанавливается равновесие: Na+ + F – + CH3COO H «HF + Na+ + CH3COO─ – полное ионно- молекулярное уравнение F – + CH3COO H «HF + CH3COO-, – сокращенное ионно-молекулярное уравнение. в) В реакциях нейтрализации образуется один из слабейших электролитов – вода, и часто полагают, что такие реакции практически необратимы; однако справедливо это только для реакций, в которых участвуют сильные кислоты и основания. В случае слабых кислот и оснований степень «нейтрализации» может оказаться столь малой, что соответствующую соль получить практически не удастся; например, при нейтрализации в растворе ортофосфорной кислоты аммиаком невозможно получить среднюю соль (расчеты, показывающие почему это так, приведены в в разделе (3). 2.2 Реакции образования малорастворимых продуктов (осадков или газов) а) Pb (NO3)2 + K2 CrO4 ®... Из возможных продуктов реакции, KNO3 и PbCrO4, последний – малорастворимая соль, поэтому реакция идет, причем необратимо: Pb (NO3)2 + K2 CrO4 ® PbCrO4¯ + 2KNO3 – молекулярноеуравнение Pb2+ +2NO3– +2K+ + CrO4 2 – ® PbCrO4¯ + 2K+ + 2NO3– ‑ полное ионно- молекулярноеуравнение Pb2+ + CrO42– ® PbCrO4¯ – сокращенное ионно- молекулярное уравнение б) Ca (OH)2 + HF ®... Реакция возможна, т. к. образуются слабый электролит (H2O) и малорастворимая соль (CaF2). Однако прежде чем писать уравнения реакций, необходимо отметить, что HF — слабая кислота (поэтому в ионно-молекулярных уравнениях пишется в молекулярной форме), а Ca(OH)2 может участвовать в реакции в двух вариантах: в виде раствора (“известковая вода”) или суспензии (“известковое молоко”); в первом случае в ионно-молекулярных реакциях его как сильный электролит пишут в ионной форме, во втором – в недиссоциированной молекулярной форме. Таким образом, молекулярные уравнения для обоих вариантов будут одинаковые, а ионно-молекулярные – разные: Ca(OH)2 р-р+ 2HF «2 H2O + CaF2¯;. —молекулярное уравнение; Ca2+ + 2OH- + 2HF «2 H2O + CaF2¯;,— сокращенное (и полное) ионно- молекулярноеуравнение для Ca(OH)2 р-р Ca(OH)2¯ + 2HF «2 H2O + CaF2¯;, — сокращенное (и полное) ионно - молекулярное уравнение для Ca(OH)2 тв. Необходимо отметить, что обменные реакции, в которых и исходное вещество, и продукт малорастворимы, часто протекают настолько медленно, что их не следует выбирать для заданного превращения веществ. По этой причине, например, углекислый газ из мрамора не получают действием серной кислоты, т.к. образующийся сульфат кальция малорастворим и, оставаясь на поверхности мрамора, пассивирует его. в) Na2 S + H Cl ®.... Обменное взаимодействие исходных веществ возможно, т.к. при этом образуется слабый электролит, малорастворимый в воде сероводород; реакция необратима: Na2 S + 2 H Cl ® H2S + 2NaCl —молекулярное уравнение; 2Na+ + S2 – + 2H+ + 2Cl– ® H2S + 2Na+ + 2Cl– —полноеионно- молекулярноеуравнение S2- + 2H+ ® H2S — сокращенноеионно-молекулярное уравнение г) Если в предыдущем примере заменить растворимый сульфид малорастворимым, например сульфидом цинка или меди, то без уточнения условия задачи однозначно ее решить не удастся. На вопрос “ возможны ли реакции?”: Zn S ¯+ H Cl «…, Cu S ¯ + H Cl « ответ однозначный – “ да, возможны ”, т.к. в обоих случаях образуется слабый электролит (H2S); Однако без расчетов (или запоминания частных случаев) не определить, будет лисероводород выделяться из раствора и можно ли реально растворить эти сульфиды в соляной (или другой) кислоте. Решение подобных задач рассмотрено ниже (см.3) 2.3 Реакции образования и разрушения комплексных соединений Для образования внутренней сферы комплекса необходимы ионы-комплексообразователи (чаще это катионы металлов побочных подгрупп) и лиганды (анионы кислот, амины и др.). Например, при действии концентрированного аммиака на раствор медного купороса образуется аммиачный комплекс: Cu SO4 + 4 NH3 ® [ Cu(NH3)4 ]SO4. – молекулярноеуравнение Cu2+ + 4 NH3 + SO42– ® [Cu(NH3)4]2+ + SO42– – полное ионно- молекулярное уравнение Cu2+ + 4NH3 ® [Cu(NH3)4]2+ – сокращенноеионно- молекулярное уравнение б) Cu(OH)2¯ + NH3 ®... В отличие от предыдущего примера здесь комплексообразователь, Cu(II), в составе слабого малорастворимого основания Cu(OH)2, что в ионных уравнениях отражается знаком “обратимости”: Cu (OH)2 ¯ + 4 NH3 «[Cu(NH3)4 ](OH)2 ‑ молекулярное уравнение Cu(OH)2¯ + 4 NH3 «[ Cu(NH3)4 ]2+ + 2OH– ‑ сокращенное (и полное) ионно - молекулярное уравнение Если среди исходных веществ имеются комплексные соединения, то возможны следующие варианты реакций обмена с их участием: ‑ замена ионов внешней сферы комплекса, при этом внутренняя сфера комплекса сохраняется (комплекс не разрушается) ‑ эти реакции аналогичны описанным выше; ‑ замена составных частей внутренней сферы (комплексообразователя или лигандов) на другие с образованием новых комплексов; ‑ связывание комплексообразователя или лигандов в другие (некомплексные) слабые или малорастворимые электролиты: в) Na3[ Fe(SCN)6] + 6Na F «Na3[ FeF6 ]+ 6NaSCN ‑ молекулярное уравнение (замена лигандов) 3Na+ + [ Fe (SCN) 6 ]3– + 6 F- «[ FeF6 ]3– + 6SCN– + 9Na+‑полное ионно- молекулярное уравнение, [ Fe (SCN) 6 ]3– - + 6 F – «[ FeF6 ]3– + 6SCN– ‑ сокращенное ионно- молекулярное уравнение г) Na2[ Co (SCN) 4]+ Fe Cl3 «Na[ Fe (SCN)4 ] + Co Cl2 + NaCl – молекулярное уравнение (замена комплексообразователя) 2Na+ + [ Co (SCN)4]2– + Fe3+ + 3Cl- «[ Fe SCN ) 4]- + Co2+ + 2Na++ 3Cl- ‑ полное ионно-молекулярное уравнение [ Co (SCN)4]2– + Fe3+ «[ Fe SCN ) 4] – + Co2+ ‑сокращенное ионно- молекулярное уравнение д) [Co(NH3)6]SO4 + H2S ®.... В данном случае возможно несколько ионно-молекулярных взаимодействий: связывание лигандов – молекул аммиака и ионов водорода сероводородной кислоты с образованием слабого электролита – ионов аммония, а также связывание ионов комплексообразователя (Сo2+) с сульфид-ионами кислоты с образованием малорастворимой соли: [ Co(NH3) 6]SO4 + 3 H2S «CoS ¯ + 2(NH4)2S + (NH4)2SO4 ‑ молекулярное уравнение [Co(NH3)6]2+ + SO42– + 3H2S «CoS¯ + 6NH4+ + 2S2– + SO42– ‑ полное ионно-молекулярное уравнение [Co(NH3)6]2+ + 3H2S «CoS¯ + 6NH4+ + 2S2– – сокращенное ионно- молекулярное уравнение
|
