Инструкция
Преди да продължите с йонните уравнения, трябва да научите някои правила. Неразтворимите във вода, газообразни и слабо дисоцииращи вещества (например вода) не се разлагат на йони, което означава, че ги записвате в молекулна форма. Това също включва слаби електролити като H2S, H2CO3, H2SO3, NH4OH. Разтворимостта на съединенията може да се намери в таблицата за разтворимост, която е одобрен референтен материал за всички видове контрол. Там са посочени и всички заряди, които са присъщи на катионите и анионите. За пълно изпълнение на задачата е необходимо да се напишат молекулните, пълните и йонните редуцирани уравнения.
Пример № 1. Реакция на неутрализация между сярна киселина и калиев хидроксид, разгледайте я от гледна точка на TED (теория на електролитната дисоциация). Първо запишете уравнението на реакцията в молекулна форма и .H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O. Анализирайте получените вещества за тяхната разтворимост и дисоциация. Всички съединения са разтворими във вода и следователно в йони. Единственото изключение е водата, която не се разлага на йони, следователно ще остане в молекулна форма. Напишете йонното пълно уравнение, намерете същите йони от лявата и дясната страна и. За да намалите еднаквите йони, зачеркнете ги H2O
Пример № 2. Напишете реакцията на обмен между меден хлорид и натриев хидроксид, разгледайте я от гледна точка на TED. Напишете уравнението на реакцията в молекулярна форма и подредете коефициентите. В резултат на това образуваният меден хидроксид се утаява в синьо. CuCl2 + 2NaOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + 2NaCl Анализирайте всички вещества за тяхната разтворимост във вода - всичко е разтворимо, с изключение на медния хидроксид, който няма да се дисоциира на йони. Запишете пълното йонно уравнение, подчертайте и редуцирайте същите йони: Cu2+ +2Cl- + 2Na+ +2OH- = Cu(OH) 2↓+2Na+ +2Cl- Остава йонното намалено уравнение: Cu2+ +2OH- = Cu(OH) 2↓
Пример № 3. Напишете реакцията на обмен между натриев карбонат и солна киселина, разгледайте я от гледна точка на TED. Напишете уравнението на реакцията в молекулярна форма и подредете коефициентите. В резултат на реакцията се образува натриев хлорид и се отделя газообразното вещество CO2 (въглероден диоксид или въглероден оксид (IV)). Образува се поради разлагането на слаба въглена киселина, която се разлага на оксид и вода. Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2+H2O Анализирайте всички вещества за тяхната разтворимост и дисоциация във вода. Въглеродният диоксид напуска системата като газообразно съединение, водата е слабо дисоцииращо вещество. Всички други вещества се разпадат на йони. Запишете пълното йонно уравнение, подчертайте и редуцирайте същите йони: 2Na+ + CO3 2- + 2H+ + 2Cl- \u003d 2Na + + 2Cl- + CO2 + H2O
Класификация на реакцията
За да завършите задачите по тази тема, е необходимо ясно да представите класификацията на реакциите според различни критерии, които са в основата на класификацията:
Според състава и броя на реагентите и реакционните продукти (реакции на разлагане, комбиниране, заместване и обменни реакции);
Чрез промяна на степента на окисление по време на реакцията (редокс и неокислително-редукционна);
Според топлинния ефект на реакцията (екзо- и ендотермична, т.е. съответно с отделяне и поглъщане на топлина);
По посока на протичащи процеси (обратими и необратими);
По броя на фазите в протичащата реакция (хомогенна - протичаща между вещества, които са в една и съща фаза (агрегатно състояние, но не твърдо + твърдо) и хетерогенна - протичаща между реагенти в различни фази);
Чрез наличието на катализатор в реакционната система (каталитичен и некаталитичен).
За йонообменните реакции трябва да се помнят условията за необратим ход на реакциите (правилото на Бертоле) - образуването на слабо дисоциирано вещество или неелектролит.
Правила за записване на уравнения на реакцията в йонна форма
Запишете формулите на веществата, които са реагирали, поставете знак "равно" и запишете формулите на образуваните вещества. Настройте коефициенти.
Използвайки таблицата за разтворимост, те записват в йонна форма формулите на веществата, посочени в таблицата за разтворимост с буквата „P“ (добре разтворими във вода), изключение прави калциевият хидроксид, който, въпреки че е обозначен с буквата „M“, все още се дисоциира добре на йони във воден разтвор.
Трябва да се помни, че метали, оксиди на метали и неметали, вода, газообразни вещества, водонеразтворими съединения, посочени в таблицата за разтворимост с буквата „H“, не се разлагат на йони. Формулите на тези вещества са написани в молекулярна форма. Получете пълното йонно уравнение.
Редуцирайте еднакви йони преди и след знака за равенство в уравнението. Вземете редуцираното йонно уравнение.
Условия, при които йонообменните реакции
бягай до края
1. Ако в резултат на реакцията се отделя слабо дисоцииращо вещество - вода.
Молекулно уравнение за реакцията на основа с киселина:
Неизменността на степента на окисление на елементите във всички вещества преди и след реакцията показва, че обменните реакции не са редокс.
K + + OH - + H + + Cl - \u003d K + + Cl - + H 2 O.
H + + OH - \u003d H 2 O.
Молекулно уравнение за реакцията на основен оксид с киселина:
CaO + 2HNO 3 \u003d Ca (NO 3) 2 + H 2 O.
Пълно уравнение на йонна реакция:
Съкратено уравнение на йонната реакция:
CaO + 2H+ = Ca 2+ + H 2 O.
3Mg (OH) 2 + 2H 3 PO 4 \u003d Mg 3 (PO 4) 2 + 6H 2 O.
Пълно уравнение на йонна реакция:
В този случай пълното йонно уравнение е същото като намаленото йонно уравнение.
Молекулно уравнение за реакцията на амфотерен оксид с киселина:
Al 2 O 3 + 6HCl \u003d 2AlCl 3 + 3H 2 O.
Пълно уравнение на йонна реакция:
Al 2 O 3 + 6H + + 6Cl - = 2Al 3+ + 6Cl - + 3H 2 O.
Съкратено уравнение на йонната реакция:
Al 2 O 3 + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2 O.
2. Ако в резултат на реакцията се отделя неразтворимо във вода вещество.
Молекулно уравнение за реакцията на разтворима сол с алкали:
CuCl 2 + 2KOH \u003d 2KCl + Cu (OH) 2.
Пълно уравнение на йонна реакция:
Cu 2+ + 2Cl - + 2K + + 2OH - \u003d 2K + + 2Cl - + Cu (OH) 2.
Съкратено уравнение на йонната реакция:
Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2.
Молекулно уравнение за реакцията на две разтворими соли:
Al 2 (SO 4) 3 + 3BaCl 2 = 3BaSO 4 + 2AlCl 3.
Пълното уравнение на йонната реакция: 2Al 3+ + 3SO 4 2- + 3Ba 2+ +6Cl - = 3BaSO 4 + 2Al 3+ +6Cl -.
Кратко уравнение на йонна реакция: SO 4 2- + Ba 2+ = BaSO 4
Молекулно уравнение за реакцията на неразтворима основа с киселина:
Fe(OH) 3 + H 3 PO 4 = FePO 4 + 3H 2 O.
Пълно уравнение на йонна реакция:
В този случай пълното уравнение на йонната реакция съвпада с намаленото. Тази реакция протича докрай, както се вижда от два факта наведнъж: образуването на вещество, неразтворимо във вода, и освобождаването на вода.
3. Ако в резултат на реакцията се отделя газообразно вещество.
Молекулно уравнение за реакцията на разтворима сол (сулфид) с киселина:
K 2 S + 2HCl \u003d 2KCl + H 2 S.
Пълно уравнение на йонна реакция:
2K + + S 2– + 2H + + 2Cl – = 2K + + 2Cl – + H 2 S .
Съкратено уравнение на йонна реакция.
В електролитните разтвори протичат реакции между хидратирани йони, поради което се наричат йонни реакции. В тяхната посока естеството и силата на химичната връзка в продуктите на реакцията са от голямо значение. Обикновено обменът в електролитни разтвори води до образуването на съединение с по-здрава химична връзка. И така, по време на взаимодействието на разтвори на соли на бариев хлорид BaCl 2 и калиев сулфат K 2 SO 4, четири вида хидратирани йони Ba 2 + (H 2 O) n, Cl - (H 2 O) m, K + (H 2 O) ще бъде в сместа p, SO 2 -4 (H 2 O) q, между които ще настъпи реакция съгласно уравнението:
BaCl 2 + K 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2 KCl
Бариевият сулфат ще се утаи под формата на утайка, в чиито кристали химическа връзкамежду Ba 2+ и SO 2-4 йони е по-силна от връзката с водните молекули, които ги хидратират. Връзката между K+ и Cl- йоните само малко надвишава сумата от техните хидратационни енергии, така че сблъсъкът на тези йони няма да доведе до образуване на утайка.
Следователно може да се направи следният извод. Обменните реакции възникват, когато такива йони взаимодействат, енергията на свързване между които в реакционния продукт е много по-голяма от сумата на техните енергии на хидратация.
Йонообменните реакции се описват с йонни уравнения. Трудно разтворимите, летливи и слабо дисоциирани съединения се изписват в молекулярна форма. Ако по време на взаимодействието на електролитни разтвори не се образува нито едно от посочените видове съединения, това означава, че практически не протичат реакции.
Образуване на трудноразтворими съединения
Например взаимодействието между натриев карбонат и бариев хлорид под формата на молекулно уравнение се записва като:
Na 2 CO 3 + BaCl 2 \u003d BaCO 3 + 2NaCl или под формата:
2Na + + CO 2- 3 + Ba 2+ + 2Cl - \u003d BaCO 3 + 2Na + + 2Cl -
Само Ba 2+ и CO -2 йони реагираха, състоянието на останалите йони не се промени, така че краткото йонно уравнение ще приеме формата:
CO 2- 3 + Ba 2+ \u003d BaCO 3
Образуване на летливи вещества
Молекулно уравнение за взаимодействието на калциев карбонат и на солна киселинаще бъде написана така:
CaCO 3 + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2
Един от реакционните продукти - въглероден диоксид CO 2 - се отделя от реакционната сфера под формата на газ. Разширеното йонно уравнение има формата:
CaCO 3 + 2H + + 2Cl - \u003d Ca 2+ + 2Cl - + H 2 O + CO 2
Резултатът от реакцията се описва със следното кратко йонно уравнение:
CaCO 3 + 2H + \u003d Ca 2+ + H 2 O + CO 2
Образуване на леко дисоциирано съединение
Пример за такава реакция е всяка реакция на неутрализация, водеща до образуването на вода - леко дисоциирано съединение:
NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O
Na + + OH- + H + + Cl - \u003d Na + + Cl - + H 2 O
OH- + H + \u003d H 2 O
От краткото йонно уравнение следва, че процесът се изразява във взаимодействието на Н+ и ОН- йони.
И трите типа реакции протичат необратимо, докрай.
Ако разтворите на, например, натриев хлорид и калциев нитрат се отцедят, тогава, както показва йонното уравнение, няма да настъпи реакция, тъй като не се образува нито утайка, нито газ, нито ниско дисоцииращо съединение:
Според таблицата за разтворимост установяваме, че AgNO 3, KCl, KNO 3 са разтворими съединения, AgCl е неразтворимо вещество.
Съставяме йонното уравнение на реакцията, като вземем предвид разтворимостта на съединенията:
Кратко йонно уравнение разкрива същността на протичащата химическа трансформация. Вижда се, че в реакцията реално са участвали само Ag+ и Сl - йони. Останалите йони остават непроменени.
Пример 2. Направете уравнение на молекулна и йонна реакция между: а) железен (III) хлорид и калиев хидроксид; б) калиев сулфат и цинков йодид.
а) Съставяме молекулярното уравнение за реакцията между FeCl3 и KOH:
Според таблицата за разтворимост установяваме, че от получените съединения само железен хидроксид Fe (OH) 3 е неразтворим. Съставяме уравнението на йонната реакция:
Йонното уравнение показва, че коефициентите 3 в молекулярното уравнение се прилагат еднакво за йони. Това е общото правило за писане на йонни уравнения. Нека изобразим уравнението на реакцията в кратка йонна форма:
Това уравнение показва, че само Fe3+ и OH- йони са взели участие в реакцията.
б) Нека съставим молекулярно уравнение за втората реакция:
K 2 SO 4 + ZnI 2 \u003d 2KI + ZnSO 4
От таблицата за разтворимост следва, че изходните и получените съединения са разтворими, следователно реакцията е обратима, не достига до края. Наистина тук не се образува нито утайка, нито газообразно съединение, нито леко дисоциирано съединение. Нека съставим пълното уравнение на йонната реакция:
2K + + SO 2- 4 + Zn 2+ + 2I - + 2K + + 2I - + Zn 2+ + SO 2- 4
Пример 3. Съгласно йонното уравнение: Cu 2+ +S 2- -= CuS, съставете молекулно уравнение за реакцията.
Йонното уравнение показва, че от лявата страна на уравнението трябва да има молекули на съединения, съдържащи Cu 2+ и S 2- йони. Тези вещества трябва да са разтворими във вода.
Според таблицата за разтворимост избираме две разтворими съединения, които включват Cu 2+ катион и S 2- анион. Нека съставим уравнение на молекулярна реакция между тези съединения:
CuSO 4 + Na 2 S CuS + Na 2 SO 4
В разредени разтвори на електролити (киселини, основи, соли) химична реакцияобикновено се случват с участието йони.
В този случай всички елементи на реагентите могат да запазят степента си на окисление ( обменни реакции) или ги променете ( редокс реакции).
В съответствие със Правилото на Бертоле, йонни реакциипротичат почти необратимо, ако се образуват твърди, слабо разтворими вещества(изпадат) летливи вещества(те се отделят във водни газове) или разтворимите вещества са слаби електролити(включително вода). Йонните реакции са представени чрез система от уравнения - молекулярно, пълен и къс йонен. Пълните йонни уравнения са пропуснати по-долу.
Когато пишете уравненията на йонните реакции, трябва да се ръководите от.
Примери за реакции с утаяване:
а) Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O
Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 ↓
б) AgNO 3 + KI = AgI↓ + KNO 3
Ag + + I - = AgI↓
в) MgCl 2 + 2KOH \u003d Mg (OH) 2 ↓ + 2KCl
Mg 2+ + 2OH - \u003d Mg (OH) 2 ↓
г) 3Zn(CH 3 COO) 2 + 2Na 3 PO 4 = Zn 3 (PO 4) 2 ↓ + 6Na (CH 3 COO)
3Zn 2+ + 2PO 4 3- = Zn 3 (PO 4) 2 ↓
Моля, имайте предвид, че AgCO 3 , BaCO 3 и CaCO 3 СА МНОГО НЕВЪЗМОЖНИ ВЪВ ВОДА И СА ПРЕЗИДЕНТИ КАТО ТАКИВА, НАПРИМЕР:
Ba(NO 3) 2 + K 2 CO 3 = BaCO 3 ↓ + 2KNO 3
Ba 2+ + CO 3 2- \u003d BaCO 3 ↓
Солите на други катиони, като MgCO 3 , CuCO 3 , FeCO 3 , ZnCO 3 и други, въпреки че са неразтворими във вода, не се утаяват от воден разтвор по време на йонни реакции (т.е. не могат да бъдат получени по този метод).
Например железен (II) карбонат FeCO 3, получен "сух" или взет под формата на минерал сидерит, когато се въведе във вода, той се утаява без видимо взаимодействие. Въпреки това, когато се опитате да го получите чрез обменна реакция в разтвор между FeSO 4 и K 2 CO 3, се утаява утайка от основната сол (даде се условен състав, на практика съставът е по-сложен) и въглеродният диоксид е пуснат:
2FeSO 4 + H 2 O + 2Na 2 CO 3 \u003d 2Na 2 SO 4 + Fe 2 CO 3 (OH) 2 ↓ + CO 2
2Fe 2+ + H 2 O + 2CO 3 2- = Fe 2 CO 3 (OH) 2 ↓ + CO 2
Подобно на FeCO 3, хромният сулфид (3) Cr 2 S 3 (неразтворим във вода) не се утаява от разтвора:
2CrCl 3 + 6H 2 O + 3Na 2 S = 6NaCl + 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
2Cr 3+ + 6H 2 O + 3S 2- = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
Някои соли разграждат севода - сулфидалуминий Al 2 S 3 (както и BeS) и ацетатхром(III) Cr(CH3COO)3:
а) Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + 3H 2 S
б) Cr (CH 3 COO) 3 + 2H 2 O \u003d Cr (CH 3 COO) (OH) 2 ↓ + 2CH 3 COOH
Следователно тези соли не могат да бъдат получени чрез обменна реакция в разтвор:
а) 2AlCl 3 + 6H 2 O + 3K 2 S \u003d 6KCl + 2Al (OH) 3 ↓ + 3H 2 S
2Al 3+ + 6H 2 O + 3S 2- = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
b) CrCl3 + 2H2O + 3Na (CH3COO) =
3NaCl + Cr(CH 3 COO)(OH) 2 ↓ + 2CH 3 COOH
Cr 3+ + 2H 2 O + 3CH 3 COO - =
Cr(CH3COO)(OH)2 ↓ + CH3COOH
Примери за реакции с отделяне на газ:
а) BaS + 2HCl \u003d BaCl 2 + H 2 S
S 2- + 2H + = H 2 S
б) Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O
CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O
в) CaCO 3 (T) + 2HNO 3 \u003d Ca (NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O
CaCO 3(T) + 2H + = Ca 2+ + CO 2 + H 2 O
Примери за реакции с образуване на слаби електролити:
а) 3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O
3OH - + H 3 PO 4 \u003d PO 4 3- + 3H 2 O
б) Mg (CH 3 COO) 2 + H 2 SO 4 = MgSO 4 + 2CH 3 COOH
CH 3 COO - + H + \u003d CH 3 COOH
в) NH4F + HBr = NH4Br + HF
F - + H + = HF
Ако реагентите и продуктите на реакцията на обмен не са силни електролити, няма йонна форма на уравнението, например:
Mg(OH) 2(T) + 2HF = MgF 2 ↓ + 2H 2 O
Тип урок:изучаване на нов материал
Цели:
образователен:
- въз основа на придобитите понятия за обменни реакции и електролитна дисоциация на вещества от различни класове, за формиране на концепцията за "йонообменни реакции", за консолидиране на концепцията за "реакции на неутрализация"; експериментално доказват, че реакциите в електролитни разтвори са реакции между йони; идентифицират условията, при които отиват почти до края; дават първоначални идеи за качествени реакции; да научи учениците да прилагат знания за дисоциацията на киселини, основи, соли при писане на уравнения на йонна реакция; учат как да пишат емпирични, пълни и съкратени йонни уравнения; използвайки съкратеното йонно уравнение за определяне на продуктите от реакцията.
развитие:
- подобрявам умения за ученеученици при съставянето химични уравнения, при извършване на лабораторни опити; да продължи формирането на химическата реч на учениците, творческото мислене, правилата за научна комуникация, способността за прогнозиране на резултата от дейността;
образователен:
- възпитават култура на интелектуален труд; чувство за отговорност, самоувереност, взискателност към себе си.
Основни понятия на темата:йонообменни реакции, йонни реакции, йонни уравнения, молекулярни (емпирични) реакционни уравнения, пълни и намалени йонни реакционни уравнения, реакции на неутрализация
Методи на обучение:репродуктивен, частично изследователски
Форми на организация на познавателната дейност:челен, групов
Средства за обучение:
- Карти с лабораторни упражнения, задачи, домашни. Разтвори на CaCl2, AgNO3, BaCl2 и Na2SO4, K2CO3 и H2SO4, NaOH и H2SO4, CuSO4, KNO3 и NaCl, пипета, държач за епруветки, чисти епруветки, фенолфталеин.
По време на часовете
I. Организационен момент.За всяко бюро се разпространява маршрутен лист с правилата за съставяне на йонни уравнения, според които работим през целия урок (Вижте прикачения файл ):
II. Актуализиране на знанията на учениците.
- Какви вещества се наричат електролити? Какви вещества се наричат неелектролити? Формулирайте основните положения на теорията на електролитната дисоциация. Какво представляват йоните? Кои вещества образуват йони и при какви условия? Как се нарича процесът на разпадане на вещество на йони, когато се разтвори във вода? На какви йони се дисоциират киселини, соли, основи, когато се разтворят във вода? (схеми на дисоциация на киселини, основи, соли, вижте Приложение 1)Какви видове химични реакции познавате? Каква реакция се нарича съставна реакция? Разширения? Замени?
Определете видовете химични реакции (записани на слайда):
2) Zn(OH)2=ZnO+H2O
3) Mg+H2SO4=MgSO4+H2
4) 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
- Какви реакции наричаме реакции на обмяна? (обща схема, вижте Приложение 2)Намерете сред предложените реакции обменните реакции: K2CO3 + H2SO4 ? Mg+HCl? Na2SO4 + Ba(NO3)2? Zn(OH)2? NaOH + HCl? SO3 + MgO? Избройте условията за завършване на реакциите на обмен. (схема, вижте Приложение 3)
III. Целеполагане и мотивация.
- И така, въз основа на знанията за обменните реакции и условията за тяхното преминаване до края, както и електролитната дисоциация на киселини, соли, основи, когато се разтварят във вода, в днешния урок трябва да разберем какви реакции се наричат йонен обмен реакции и се научете как да композирате йонни уравнения.
- Запишете темата на урока
IV. Учене на нов материал. Първично закрепване.
1. Въведение
- Всеки химическо свойство, показано от силни електролити в разтвори, е свойство на йоните, на които електролитът се е разложил: катиони или аниони. Междувременно обменните реакции между електролитите в водни разтворипреди това представяхме чрез молекулни уравнения, без да вземаме предвид, че тези реакции не включват молекулите на електролита, а йоните, на които той се дисоциира.
- Така, реакции,извършвани в разтвори между йони се наричат йонен,и уравненията на такива реакции – йонни уравнения
Основни правила за съставяне на уравнения на йонна реакция:
1. Формули за ниско дисоцииране газообразни веществаа неелектролитите са изобразени в молекулярна форма.
2. С помощта на знака (- газ, ↓ - утайка) маркирайте "пътя на отстраняване" на веществото от реакционната сфера (разтвор).
3. Формулите на силните електролити са написани под формата на йони.
4. За реакцията се вземат разтвори на вещества, следователно дори и слабо разтворимите вещества са под формата на йони.
5. Ако в резултат на реакция се образува слабо разтворимо вещество, тогава то се утаява, а в йонното уравнение се записва като молекула.
6. Сумата от зарядите на йоните от лявата страна на уравнението трябва да бъде равна на сумата от зарядите на йоните от дясната страна.
Йонните уравнения могат да бъдат пълни и съкратени.
Алгоритъм за съставяне на йонни уравнения
Алгоритъм за съставяне на уравнението на йонната реакция | производителност |
1. Запис молекулярноуравнение на реакцията: | CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 |
2. Използвайки таблицата за разтворимост, определете разтворимостта на всяко вещество |
CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 ↓+ Na2SO4 |
3. Решете кои уравнения на дисоциация на кои изходни вещества и реакционни продукти трябва да бъдат написани | CuSO4 = Cu2+ + SO4 2- NaOH = Na+ + OH- Na2SO4 = 2 Na+ + SO4 2- Cu(OH)2 - ниско дисоцииращ |
4. Съставете пъленйонно уравнение (коефициентите пред молекулите са равни на коефициентите пред йоните) | Cu2++SO4 2-+2Na++2OH-=Cu(OH)2↓ + 2Na++SO4 2- |
5. Намерете еднакви йони и ги изрежете | Cu2++SO42-+2Na++2OH-=Cu(OH)2↓+ 2Na++SO4 2- |
6. Записвайте съкратенойонно уравнение | Cu2+ + 2OH - = Cu(OH)2↓ |
Как всъщност протичат такива реакции, първо ще разгледаме примера за реакции, придружени от утаяване.
2) Лабораторна работа№ 1 "Реакции, протичащи с образуването на неразтворими (слабо разтворими) вещества"
Оборудване и реактиви:Разтвори на CaCl2, AgNO3, BaCl2 и Na2SO4, пипета, държач за епруветки, чисти епруветки.
а) Добавете няколко капки AgNO3 в епруветка с разтвор на CaCl2, фиксиран в държач за епруветка.
Какво гледате? Запишете молекулярното уравнение на химична реакция
- При извършване на лабораторни опити спазвайте основните правила за безопасност
- Източвайки разтворите на CaCl2 и AgNO3, наблюдаваме образуването на утайка от AgCl, Ca(NO3)2 остава в разтвора
2AgNO3 + CaCl2 = Ca(NO3)2 + 2AgCl?
Молекулярно (емпирично) уравнение
- И двете изходни соли са силни електролити, напълно дисоцииращи във вода
Една от получените соли също остава в разтвор дисоциирана на Ca2+ и NO3- йони, но AgCl е неразтворимо съединение, което не се дисоциира във вода, така че го пренаписваме в молекулна форма.
- И така, уравнението на реакцията между CaCl2 и AgNO3 може да бъде написано, както следва:
2Ag+ + 2NO3- + Ca2+ + 2Cl - = Ca2+ + 2NO3- + 2AgCl?
Пълно йонно уравнение
- Какво се случи при източването на разтворите? Йоните Ag+ и Cl- се комбинират и образуват AgCl, който се утаява.
- Йоните Ca2+ и NO3- не участват в реакцията, те остават същите, каквито са били преди източването на разтворите, следователно можем да изключим тяхното обозначение от лявата и дясната част на пълното йонно уравнение. Какво е останало?
2Ag+ + 2Cl - = 2AgCl?
- Или намаляване на коефициентите,
Ag+ + Cl - = AgCl?
Редуцирано йонно уравнение
- Това уравнение показва, че същността на тази реакция се свежда до взаимодействието на Ag + и Cl - , в резултат на което се образува утайка от AgCl. В същото време няма никакво значение в какви електролити са били тези йони преди реакцията: подобно взаимодействие може да се наблюдава между NaCl и AgNO3, AgNO3 и AlCl3 и т.н. - същността на всички тези реакции ще бъде намалена до взаимодействието на Ag + и Cl - с образуването на AgCl?
б) Разгледайте йонообменната реакция между BaCl2 и Na2SO4
- Предложете, като използвате таблицата за разтворимост, формулите на електролитите, реакциите между които се свеждат до взаимодействието Ba2+ + SO4- = BaSO4?
в) разтвори какви вещества трябва да се вземат, за да протече реакцията между Ca2+ + CO3- = CaCO3 в разтвора
- Направете молекулни уравнения на предложените реакции, запишете съкратено йонно уравнение, което отразява тяхната същност.
- Образуването на неразтворимо или слабо разтворимо съединение по време на реакцията се използва за откриване на един или друг йон в разтвор: така че разтворимите сребърни соли се използват за откриване на Cl-, Br-, I-… - йони, тъй като Ag + образува неразтворими се утаява с тези аниони и обратно, разтворими соли, съдържащи Cl-, Br-, I-... - йони се използват за разпознаване на Ag+ в разтвор.
Такива реакции се наричат качество, т.е. реакции, чрез които може да се открие един или друг йон.
(таблица "Качествени реакции на йони", вижте Приложение 6)
3) Лабораторен експеримент № 2 "Реакции с образуване на газообразни вещества"
Оборудване и реактиви:Разтвори на K2CO3 и H2SO4, пипета, държач за епруветки, чисти епруветки.
а) Видео експеримент "Йонообменни реакции, протичащи с отделяне на газ"
Гледайте видео преживяването, съставете и запишете уравненията на молекулярната, пълната и съкратената йонна реакция.
б) Проведете подобна реакция между K2CO3 и H2SO4, съставете и запишете молекулните и съкратените йонни уравнения на реакцията.
в) Предложете вещества, чиито разтвори могат да се използват за осъществяване на реакцията между 2H+ + SO32- = H2O + SO2?
4) Лабораторен експеримент № 3 "Реакции, протичащи с образуването на слаб електролит"
Оборудване и реактиви: NaOH и H2SO4, разтвори на CuSO4, пипета, държач за епруветки, чисти епруветки, фенолфталеин
а) Изсипете 1-2 ml разтвор на NaOH в епруветка, добавете 2-3 капки фенолфталеин. Добавете H2SO4, докато разтворът се обезцвети напълно.
Защо разтворът стана безцветен? Как се наричат реакциите между киселини и основи, които произвеждат сол и вода?
б) Гледайте видео експеримента „Реакция на неутрализация“, напишете молекулярното и съкратеното йонно уравнение за показаната ви реакция
- Реакцията на неутрализация може да протече не само между киселини и алкали, но и между киселини и неразтворими основи. За да докажем това, ще проведем следния експеримент.
в) Пригответе прясно утаен Cu(OH)2, като използвате дадените ви реактиви. Който? Разделете получената утайка в 3 еднакви епруветки, добавете 1-2 ml различни киселини във всяка. Какво гледате?
Съставете и запишете молекулярното, пълно и съкратено йонно уравнение на една от проведените реакции. Каква е неговата същност? Може да се твърди, че съкратеното обозначение отразява същността и на трите реакции, независимо коя киселина е реагирала?
5) Лабораторен експеримент № 4 "Обратимо взаимодействие между йони"
Оборудване и реактиви:Разтвори на KNO3 и NaCl, пипета, държач за епруветки, чисти епруветки, фенолфталеин
Добавете 2-3 капки фенолфталеин в епруветка с KNO3, добавете 1-2 ml разтвор на NaCl. Какво гледате? Напишете молекулярните и пълните йонни уравнения за реакцията.
Какви йони бяха в разтвора? Какви йони присъстват в получения разтвор? Какво показва липсата на видими ефекти от реакцията?
Как се наричат тези реакции?
V. Обобщение
- И така, разгледахме реакциите, които протичат в електролитни разтвори с образуването на утайка, газ или слабо дисоцииращо вещество: електролитните разтвори съдържат йони, следователно реакциите в електролитните разтвори се свеждат до реакции между йони. Формулирайте определение на понятието "йонообменни реакции"(реакции между йони в електролитни разтвори, протичащи с отделяне на утайка, газ или вода)
VI. Консолидиране на първоначалните знания ( самостоятелна работа, много нива).
Вариант 1. За слаби ученици.
1) Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4
2) NaOH + HCl = NaCl + H2O
Вариант 2. За средни ученици.
Напишете йонообменна реакция (пълно и намалено йонно уравнение)
1) СuSO4 + NaOH =
Вариант 3. За силни ученици.
Напишете йонообменна реакция (пълно и намалено йонно уравнение)
1) Калиев карбонат + фосфорна киселина =
2) Бариев хлорид + сярна киселина =
VII. Домашна работа§ 44 упражнение 1 стр.167
С какви вещества може да реагира фосфорната киселина, образувайки а) газ; б) вода; в) утайка?
Напишете уравненията на реакцията в молекулна, пълна и съкратена йонна форма.
