Организует работу с текстом параграфа и презентацией: Сначала рассмотрим реакцию обмена, в результате которой образуется вода, например нейтрализацию соляной кислоты гидроксидом натрия: (см.презентацию) НСl+ NaOH = NaCl + Н2О. Исходные вещества и один из продуктов реакции — растворимая соль — это сильные электролиты. В водном растворе они находятся исключительно в виде ионов. Во да — слабый электролит и на ионы практически не распадается. С учётом этого мы можем переписать уравнение реакции в ином виде: Н+ + Cl- + Na+ + ОН- = Na+ + Cl- + Н2О. Такую запись называют полным ионным уравнением реакции. В нём представлены все частицы, реально существующие в растворе. Из этого уравнения видно, что ионы Сl- и Na+ в реакции не участвуют — они записаны и в левой, и в правой частях уравнения, поэтому их можно исключить: Н+ + OH- = Н2О Мы получили сокращённое ионное уравнение реакции нейтрализации. Оно показывает сущность данной реакции: если в растворе одновременно присутствуют ионы Н+ и ОН- , они взаимодействуют друг с другом, образуя слабый электролит — воду. (схемы полного и сокращенного ионного уравнения записать) На основании сокращённого ионного уравнения нельзя определить, при растворении каких веществ появились в растворе эти ионы. Точно такое же сокращённое ионное уравнение мы получим для всех реакций нейтрализации, в которых исходные вещества — сильные электролиты, а образующаяся соль растворима в воде. Действительно, если мы заменим соляную кислоту сер ной, а гидроксид натрия гидроксидом калия, то полное ионное уравнение будет другим, а сокращённое ионное — таким же, как и в предыдущем случае: H2SO4 + 2КОН = K2SO4+ 2Н2О; 2Н+ + SO2- 4+ 2К+ + 2ОН- = 2К+ SO2- + 2Н2О; 2Н+ + 2ОН- = 2Н2О, или Н+ + ОН- = Н2О Таким образом, сущность реакций нейтрализации заключается в связывании ионов Н+ и ОН- в молекулу слабого электролита — воды. Запишите: При составлении ионных уравнений реакций сильные электролиты записывают в виде ионов, а остальные вещества (осадки, газы, слабые электролиты, оксиды) — в молекулярном виде. Приведём примеры, запишите их Реакция между серной кислотой и нерастворимым основанием — гидроксидом меди(II): H2SO4 + Cu(OH)2 = CuSO4 + 2Н2О; 2Н+ + Cu(OH)2 = Cu2+ + 2Н2О (см.презентацию) Взаимодействие между слабой сероводородной кислотой и гидроксидом калия: H2S + 2К0Н = K2S + 2Н2О; H2S + 2ОН- = S2- + 2Н2О (см.презентацию) Рассмотрим теперь реакцию обмена, сопровождающуюся образованием осадка, например взаимодействие между растворимыми солями: ВаСl2 + Na2SO4 = BaSO4(осадок) + 2NaCl (см.презентацию) Оба исходных вещества и хлорид натрия — сильные электролиты, при растворении в воде они полностью распадаются на ионы; сульфат бария нерастворим: Ва2+ + 2С1- + 2Na+ + SO2-4 = BaSO4(осадок) + 2Na+ + 2Cl-. Сокращённое ионное уравнение получаем из полного путём исключения одинаковых ионов из левой и правой части: Ba2+ + SO2- 4= BaSO4(осадок). Таким образом, суть происходящего процесса заключается во взаимодействии ионов бария и сульфат-ионов с образованием осадка сульфата бария. Вследствие этого общее число ионов в растворе уменьшается. Ещё один пример подобной реакции — образование жёлтого осадка иодида свинца при взаимодействии водных растворов нитрата свинца(П) и иодида калия. Pb(NO3)2 + 2KI -- PbI2 (осадок) + 2KNO3 Pb(2+) + 2NO3(-) + 2K(+) + 2I(-) -- PbI2 + 2K(+) + 2NO3(-) Pb(2+) + 2I(-) -- PbI2 (см.презентацию) Образование осадка в результате реакции обмена может служить признаком, позволяющим обнаружить определённые ионы в растворе. Например, если при добавлении сульфата натрия к раствору неизвестной соли образуется белый осадок, то можно предположить, что неизвестная соль содержала ионы бария, так как именно они реагируют с сульфат-ионами с образованием нерастворимого вещества белого цвета — сульфата бария. Подобные реакции (их называют качественными) вы буде те изучать в дальнейшем. Если при смешивании растворов двух солей осадок не образуется, то реакция не идёт. Например, при сливании растворов хлорида калия и сульфата магния никаких видимых изменений не происходит. Запишем уравнение предполагаемой реакции обмена: 2КС1 + MgSO4 = MgCl2 + K2SO4. Все её участники — сильные электролиты: 2К+ + 2С1- + Mg2+ + SO4- = Mg2+ + 2С1- + 2К+ + SO4-34. Очевидно, что в данном случае никакие ионы друг с другом не связываются, изменений в растворе не происходит. Это и означает, что реакция просто не идёт: КСl + MgSO4 ≠ Третье условие протекания реакций обмена — выделение газа, например при взаимодействии некоторых солей слабых кислот с сильными кислотами. Рассмотрим реакцию сульфида натрия с соляной кислотой: Na2S + 2НС1 = 2NaCl + H2S(газ) Полное ионное уравнение этой реакции: 2Na+ + S2- + 2Н+ + 2Сl- = 2Na+ + 2С1- + H2S(газ) Сокращённое ионное уравнение показывает, что сульфид-ионы связываются с ионами водорода с образованием газа — сероводорода: S2- + 2Н+ = H2S(газ) В данном случае сильная кислота (соляная) вытеснила слабую (сероводородную) из её соли. (см.презентацию - в презентации видео с сульфидом калия и соляной кислотой, но это не столь важно, так как необходимо показать процесс выделения газа) Реакции обмена могут происходить даже с участием нерастворимых в воде солей, если они образованы слабы ми кислотами: карбонатов, сульфитов и некоторых суль фидов. Это возможно потому, что сильная кислота вытесняет слабую из её солей, даже из осадков. Например, растворение карбоната кальция в кислотах описывается сокращённым ионным уравнением: СаСО3 + 2Н+ = Са2+ + СО2(газ)+ Н2О (см.презентацию) Оно показывает, что ионы водорода связывают карбонат-ионы в слабую неустойчивую угольную кислоту, которая распадается на углекислый газ и воду. Во всех рассмотренных случаях в результате реакции обмена некоторые ионы связываются между собой, при этом образуются неэлектролиты (газы), слабые электро литы (вода) или осадки. Это приводит к тому, что общее число ионов в растворе уменьшается. Связывание ионов между собой — главная движущая сила реакции обмена в растворах. Запишите определение: «Реакции ионного обмена в растворах происходят, если в результате образуются вода, осадок или газ». |