upute
Prije nego počnete s ionskim jednadžbama, morate razumjeti neka pravila. Netopljive u vodi, plinovite i slabo disocirajuće tvari (na primjer, voda) ne raspadaju se na ione, što znači da ih zapisuju u molekularnom obliku. Ovo također uključuje slabe elektrolite kao što su H2S, H2CO3, H2SO3, NH4OH. Topljivost spojeva može se odrediti iz tablice topljivosti, koja je odobreni referentni materijal za sve vrste kontrole. Svi naboji koji su svojstveni kationima i anionima također su tamo naznačeni. Za potpuno rješavanje zadatka potrebno je napisati molekularne, potpune i ionske skraćene jednadžbe.
Primjer br. 1. reakcija neutralizacije između sumporne kiseline i kalijevog hidroksida, razmotrite je sa stajališta ED (teorija elektrolitičke disocijacije). Najprije zapišite jednadžbu reakcije u molekularnom obliku i .H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O Analizirajte dobivene tvari na njihovu topljivost i disocijaciju. Svi spojevi su topljivi u vodi, što znači da su ioni. Jedina iznimka je voda koja se ne raspada na ione i stoga ostaje u molekularnom obliku.Napišite potpunu ionsku jednadžbu, pronađite iste ione na lijevoj i desnoj strani i . Da biste poništili identične ione, prekrižite ih.2H+ +SO4 2- +2K+ +2OH- = 2K+ +SO4 2- + 2H2ORezultat je ionska skraćena jednadžba: 2H+ +2OH- = 2H2OCKoeficijenti u obliku dvojki također se mogu skratiti: H+ +OH- = H2O
Primjer br. 2. Napišite reakciju izmjene između bakrenog klorida i natrijevog hidroksida, razmotrite je sa stajališta TED-a. Napišite jednadžbu reakcije u molekulskom obliku i dodijelite joj koeficijente. Kao rezultat, dobiveni bakrov hidroksid formirao je plavi talog. CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH) 2↓ + 2NaCl Analiziraj sve tvari na njihovu topljivost u vodi - sve je topljivo osim bakrenog hidroksida koji neće disocirati na ione. Zapišite kompletnu ionsku jednadžbu, podcrtajte i skratite iste ione: Cu2+ +2Cl- + 2Na+ +2OH- = Cu(OH) 2↓+2Na+ +2Cl- Ostaje ionska skraćena jednadžba: Cu2+ +2OH- = Cu(OH) 2↓
Primjer br. 3. Napišite reakciju izmjene između natrijevog karbonata i klorovodične kiseline, razmotrite je sa stajališta TED-a. Napišite jednadžbu reakcije u molekulskom obliku i dodijelite joj koeficijente. Kao rezultat reakcije nastaje natrijev klorid i oslobađa plin CO2 (ugljikov dioksid ili ugljikov monoksid (IV)). Nastaje razgradnjom slabe ugljične kiseline koja se raspada na oksid i vodu. Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2+H2OAnaliziraj sve tvari na njihovu topljivost u vodi i disocijaciju. Ugljični dioksid napušta sustav kao plinoviti spoj, voda je tvar koja slabo disocira. Sve ostale tvari raspadaju se na ione. Zapišite kompletnu ionsku jednadžbu, podcrtajte i skratite iste ione: 2Na+ +CO3 2- +2H+ +2Cl- =2Na+ +2Cl- +CO2+H2O Ostaje ionska skraćena jednadžba: CO3 2- +2H+ =CO2+H2O
Klasifikacija reakcija
Za rješavanje zadataka na ovu temu potrebno je jasno razumjeti klasifikaciju reakcija prema različitim kriterijima koji čine temelj klasifikacije:
Prema sastavu i broju reagensa i produkata reakcije (reakcije razgradnje, kombinacije, supstitucije i izmjene);
Promjenom oksidacijskih stanja tijekom reakcije (redoks i neredoks);
Prema toplinskom učinku reakcije (egzo- i endotermna, tj. s oslobađanjem odnosno apsorpcijom topline);
Prema smjeru odvijanja procesa (reverzibilni i nepovratni);
Po broju faza u reakciji koja je u tijeku (homogena - javlja se između tvari u istoj fazi (agregatno stanje, ali ne krutina + krutina) i heterogena - javlja se između reagensa u različitim fazama);
Prema prisutnosti katalizatora u reakcijskom sustavu (katalitički i nekatalitički).
Za reakcije ionske izmjene moramo se sjetiti uvjeta za ireverzibilne reakcije (Bertholletovo pravilo) – nastanak slabo disocirane tvari ili neelektrolita.
Pravila za pisanje jednadžbi reakcije u ionskom obliku
Napiši formule tvari koje su reagirale, stavi znak jednakosti i zapiši formule nastalih tvari. Koeficijenti su postavljeni.
Pomoću tablice topivosti zapišite u ionskom obliku formule tvari koje su u tablici topljivosti označene slovom "P" (jako topive u vodi), osim kalcijevog hidroksida koji, iako je označen slovom "M", još uvijek dobro disocira na ione u vodenoj otopini.
Treba imati na umu da se metali, oksidi metala i nemetala, voda, plinovite tvari i spojevi netopivi u vodi navedeni u tablici topljivosti slovom "H" ne razlažu na ione. Formule ovih tvari napisane su u molekularnom obliku. Dobivena je potpuna ionska jednadžba.
Skratite identične ione prije i iza znaka jednakosti u jednadžbi. Dobivena je skraćena ionska jednadžba.
Uvjeti u kojima se odvijaju reakcije ionske izmjene
nastaviti do kraja
1. Ako se kao rezultat reakcije oslobađa tvar koja lagano disocira – voda.
Molekulska jednadžba za reakciju lužine s kiselinom:
Invarijantnost oksidacijskih stanja elemenata u svim tvarima prije i poslije reakcije ukazuje na to da reakcije izmjene nisu redoks.
K + + OH – + H + + Cl – = K + + Cl – + H 2 O.
H + + OH – = H 2 O.
Molekulska jednadžba za reakciju bazičnog oksida s kiselinom:
CaO + 2HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + H 2 O.
Puna ionska jednadžba za reakciju:
Skraćena ionska jednadžba za reakciju:
CaO + 2H+ = Ca 2+ + H 2 O.
3Mg(OH)2 + 2H3PO4 = Mg3(PO4)2 + 6H2O.
Puna ionska jednadžba za reakciju:
U ovom slučaju, puna ionska jednadžba je ista kao i skraćena ionska jednadžba.
Molekulska jednadžba za reakciju amfoternog oksida s kiselinom:
Al 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O.
Puna ionska jednadžba za reakciju:
Al 2 O 3 + 6H + + 6Cl – = 2Al 3+ + 6Cl – + 3H 2 O.
Skraćena ionska jednadžba za reakciju:
Al 2 O 3 + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2 O.
2. Ako se kao rezultat reakcije oslobađa tvar netopljiva u vodi.
Molekulska jednadžba za reakciju topive soli s alkalijom:
CuCl 2 + 2KOH = 2KCl + Cu(OH) 2.
Puna ionska jednadžba za reakciju:
Cu 2+ + 2Cl – + 2K + + 2OH – = 2K + + 2Cl – + Cu(OH) 2.
Skraćena ionska jednadžba za reakciju:
Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2.
Molekulska jednadžba za reakciju dviju topljivih soli:
Al 2 (SO 4) 3 + 3BaCl 2 = 3BaSO 4 + 2AlCl 3.
Potpuna ionska jednadžba za reakciju je: 2Al 3+ + 3SO 4 2- + 3Ba 2+ +6Cl - = 3BaSO 4 + 2Al 3+ +6Cl - .
Skraćena jednadžba ionske reakcije: SO 4 2- + Ba 2+ = BaSO 4
Molekulska jednadžba za reakciju netopljive baze s kiselinom:
Fe(OH)3 + H3PO4 = FePO4 + 3H2O.
Puna ionska jednadžba za reakciju:
U ovom slučaju, puna ionska jednadžba reakcije podudara se sa skraćenom. Ova reakcija teče do kraja, što dokazuju dvije činjenice odjednom: stvaranje tvari netopljive u vodi i oslobađanje vode.
3. Ako se kao rezultat reakcije oslobađa plinovita tvar.
Molekularna jednadžba za reakciju topive soli (sulfida) s kiselinom:
K2S + 2HCl = 2KCl + H2S.
Puna ionska jednadžba za reakciju:
2K + + S 2– + 2H + + 2Cl – = 2K + + 2Cl – + H 2 S.
Skraćena jednadžba ionske reakcije.
U otopinama elektrolita reakcije se odvijaju između hidratiziranih iona, zbog čega se nazivaju ionske reakcije. U njihovom smjeru važna je priroda i snaga kemijske veze u produktima reakcije. Tipično, izmjena u otopinama elektrolita rezultira stvaranjem spoja s jačom kemijskom vezom. Dakle, kada otopine soli barijevog klorida BaCl 2 i kalijevog sulfata K 2 SO 4 međusobno djeluju, smjesa će sadržavati četiri vrste hidratiranih iona Ba 2 + (H 2 O) n, Cl - (H 2 O) m, K + ( H 2 O) p, SO 2 -4 (H 2 O)q, između kojih će se reakcija odvijati prema jednadžbi:
BaCl 2 +K 2 SO 4 =BaSO 4 +2KCl
Barijev sulfat će se istaložiti u obliku taloga u čijim će se kristalima kemijska veza između iona Ba 2+ i SO 2- 4 jača je od veze s molekulama vode koje ih hidratiziraju. Veza između iona K+ i Cl - tek neznatno premašuje zbroj njihovih energija hidratacije, pa sudaranje tih iona neće dovesti do stvaranja taloga.
Stoga možemo izvući sljedeći zaključak. Reakcije izmjene nastaju tijekom interakcije takvih iona, čija je energija vezanja u proizvodu reakcije mnogo veća od zbroja njihovih energija hidratacije.
Reakcije ionske izmjene opisuju se ionskim jednadžbama. Teško topljivi, hlapljivi i slabo disocirani spojevi zapisuju se u molekularnom obliku. Ako tijekom međudjelovanja otopina elektrolita ne nastane nijedan od navedenih tipova spojeva, to znači da praktički ne dolazi do reakcije.
Stvaranje teško topljivih spojeva
Na primjer, interakcija između natrijevog karbonata i barijevog klorida u obliku molekularne jednadžbe bit će zapisana na sljedeći način:
Na 2 CO 3 + BaCl 2 = BaCO 3 + 2NaCl ili u obliku:
2Na + +CO 2- 3 +Ba 2+ +2Sl - = BaCO 3 + 2Na + +2Sl -
Reagirali su samo ioni Ba 2+ i CO -2, a stanje preostalih iona nije se promijenilo, pa će kratka ionska jednadžba imati oblik:
CO 2- 3 +Ba 2+ =BaCO 3
Stvaranje hlapljivih tvari
Molekulska jednadžba za međudjelovanje kalcijeva karbonata i klorovodične kiseline bit će napisano ovako:
CaCO3 +2HCl=CaCl2 +H2O+CO2
Jedan od produkata reakcije - ugljikov dioksid CO 2 - ispušten je iz reakcijske sfere u obliku plina. Proširena ionska jednadžba je:
CaCO 3 +2H + +2Cl - = Ca 2+ +2Cl - +H 2 O+CO 2
Rezultat reakcije opisan je sljedećom kratkom ionskom jednadžbom:
CaCO3 +2H + =Ca2+ +H2O+CO2
Stvaranje blago disociranog spoja
Primjer takve reakcije je svaka reakcija neutralizacije, koja rezultira stvaranjem vode, blago disociranog spoja:
NaOH+HCl=NaCl+H20
Na + +OH-+H + +Cl - = Na + +Cl - +H 2 O
OH-+H+=H20
Iz kratke ionske jednadžbe proizlazi da se proces izražava u međudjelovanju H+ i OH- iona.
Sve tri vrste reakcija nastavljaju nepovratno do kraja.
Ako spojite otopine, na primjer, natrijevog klorida i kalcijevog nitrata, tada, kao što pokazuje ionska jednadžba, neće doći do reakcije, budući da se ne stvara talog, plin ili slabo disocijacijski spoj:
Pomoću tablice topljivosti utvrđujemo da su AgNO 3, KCl, KNO 3 topljivi spojevi, AgCl je netopljiva tvar.
Izrađujemo ionsku jednadžbu za reakciju uzimajući u obzir topljivost spojeva:
Kratka ionska jednadžba otkriva bit kemijske transformacije koja se odvija. Vidi se da su u reakciji zapravo sudjelovali samo Ag+ i Cl - ioni. Preostali ioni ostali su nepromijenjeni.
Primjer 2. Sastavite molekulsku i ionsku jednadžbu reakcije između: a) željezovog (III) klorida i kalijevog hidroksida; b) kalijev sulfat i cinkov jodid.
a) Sastavimo molekularnu jednadžbu reakcije FeCl3 i KOH:
Pomoću tablice topljivosti utvrđujemo da je od nastalih spojeva samo željezov hidroksid Fe(OH) 3 netopljiv. Sastavljamo ionsku jednadžbu reakcije:
Ionska jednadžba pokazuje da se koeficijenti 3 u molekularnoj jednadžbi jednako primjenjuju na ione. Ovo je opće pravilo za pisanje ionskih jednadžbi. Predstavimo reakcijsku jednadžbu u kratkom ionskom obliku:
Ova jednadžba pokazuje da su u reakciji sudjelovali samo ioni Fe3+ i OH-.
b) Napravimo molekularnu jednadžbu za drugu reakciju:
K 2 SO 4 + ZnI 2 = 2KI + ZnSO 4
Iz tablice topljivosti proizlazi da su početni i rezultirajući spojevi topljivi, stoga je reakcija reverzibilna i ne dolazi do završetka. Doista, ovdje se ne stvara talog, plinoviti spoj ili blago disocirani spoj. Napravimo potpunu ionsku jednadžbu za reakciju:
2K + +SO 2- 4 +Zn 2+ +2I - + 2K + + 2I - +Zn 2+ +SO 2- 4
Primjer 3. Pomoću ionske jednadžbe: Cu 2+ +S 2- -= CuS izradite molekulsku jednadžbu reakcije.
Ionska jednadžba pokazuje da na lijevoj strani jednadžbe moraju biti molekule spojeva koji sadrže Cu 2+ i S 2- ione. Te tvari moraju biti topive u vodi.
Prema tablici topivosti odabrat ćemo dva topljiva spoja u koje spadaju Cu 2+ kation i S 2- anion. Napravimo molekularnu jednadžbu za reakciju između ovih spojeva:
CuSO 4 +Na 2 S CuS + Na 2 SO 4
U razrijeđenim otopinama elektrolita (kiseline, baze, soli) kemijske reakcije obično se javljaju uz sudjelovanje ioni.
U tom slučaju svi elementi reagensa mogu zadržati svoja oksidacijska stanja ( reakcije razmjene) ili ih promijenite ( redoks reakcije).
U skladu s Bertholletovo pravilo, ionske reakcije odvijaju se gotovo nepovratno ako nastaju čvrste, slabo topljive tvari(talože se) vrlo hlapljive tvari(ispuštaju plinove u vodu) ili topljive tvari – slabi elektroliti(uključujući vodu). Ionske reakcije su predstavljene sustavom jednadžbi – molekularni, puni i kratki ionski. Kompletne ionske jednadžbe su izostavljene u nastavku.
Kada pišete jednadžbe za ionske reakcije, morate se voditi.
Primjeri reakcija koje uključuju taloženje:
a) Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓
b) AgNO 3 + KI = AgI↓ + KNO 3
Ag + + I — = AgI↓
c) MgCl 2 + 2KOH = Mg(OH) 2 ↓ + 2KCl
Mg 2+ + 2OH - = Mg(OH) 2 ↓
d) 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 ↓
Imajte na umu da su AgCO 3 , BaCO 3 i CaCO 3 GOTOVO NEOTOPLJENI U VODI I KAO TAKVI SE TALOŽE, NA PRIMJER:
Ba(NO 3) 2 + K 2 CO 3 = BaCO 3 ↓ + 2KNO 3
Ba 2+ + CO 3 2- = BaCO 3 ↓
Soli drugih kationa, kao što su MgCO 3, CuCO 3, FeCO 3, ZnCO 3 i druge, iako su netopljive u vodi, ne talože se iz vodene otopine tijekom ionskih reakcija (tj. ne mogu se dobiti na ovaj način).
Na primjer, željezo (II) karbonat FeCO 3, dobiven "suh" ili uzet u obliku minerala siderit, kada se doda u vodu, taloži se bez vidljive interakcije. Međutim, kada se pokuša dobiti reakcijom izmjene u otopini između FeSO 4 i K 2 CO 3, taloži se talog glavne soli (naveden je uvjetni sastav, u praksi je sastav složeniji) i ugljikov dioksid. objavljeno:
2FeSO 4 + H 2 O + 2Na 2 CO 3 = 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
Slično FeCO 3, krom (3) sulfid Cr 2 S 3 (netopljiv u vodi) ne taloži se iz otopine:
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
Neke soli razgraditi se voda - sulfid aluminij Al 2 S 3 (kao i BeS) i acetat krom(III) Cr(CH3COO)3:
a) Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
b) Cr(CH3COO)3 + 2H2O= Cr(CH3COO)(OH)2 ↓ + 2CH3COOH
Zbog toga se ove soli ne mogu dobiti reakcijom izmjene u otopini:
a) 2AlCl 3 + 6H 2 O +3K 2 S = 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
Cr3+ + 2H20 + 3CH3COO - =
Cr(CH3COO)(OH)2 ↓ + CH3COOH
Primjeri reakcija razvijanja plina:
a) BaS + 2HCl = BaCl 2 + H 2 S
S 2- + 2H + = H 2 S
b) 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
c) CaCO 3(T) + 2HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O
CaCO3(T) + 2H + = Ca2+ + CO2 + H2O
Primjeri reakcija sa stvaranjem slabih elektrolita:
a) 3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O
3OH - + H3PO4 = PO4 3- + 3H2O
b) Mg(CH 3 COO) 2 + H 2 SO 4 = MgSO 4 + 2CH 3 COOH
CH3COO - + H + = CH3COOH
c) NH 4 F + HBr = NH 4 Br + HF
F - + H + = HF
Ako reagensi i produkti reakcije izmjene nisu jaki elektroliti, ionski oblik jednadžbe je odsutan, na primjer:
Mg(OH) 2(T) + 2HF = MgF 2 ↓ + 2H 2 O
Vrsta lekcije: učenje novog gradiva
Ciljevi:
obrazovni:
- na temelju usvojenih pojmova o reakcijama izmjene i elektrolitičkoj disocijaciji tvari različitih klasa formirati pojam „reakcija ionske izmjene“, učvrstiti pojam „reakcija neutralizacije“; eksperimentalno dokazati da su reakcije u otopinama elektrolita reakcije među ionima; identificirati uvjete pod kojima idu gotovo do kraja; dati početne ideje o kvalitativnim reakcijama; naučiti učenike primijeniti znanje o disocijaciji kiselina, baza i soli pri pisanju jednadžbi ionske reakcije; naučiti sastavljati empirijske, potpune i skraćene ionske jednadžbe; koristiti skraćenu ionsku jednadžbu za određivanje produkata reakcije.
razvoj:
- poboljšati vještine učenjaškolarci pri sastavljanju kemijske jednadžbe, pri izvođenju laboratorijskih pokusa; nastaviti formiranje kemijskog govora učenika, kreativnog mišljenja, pravila znanstvene komunikacije i sposobnosti predviđanja rezultata aktivnosti;
obrazovni:
- njegovati kulturu intelektualnog rada; osjećaj odgovornosti, samopouzdanje, samozahtjevnost.
Osnovni pojmovi teme: reakcije ionske izmjene, ionske reakcije, ionske jednadžbe, jednadžbe molekularne (empirijske) reakcije, pune i skraćene jednadžbe ionske reakcije, reakcije neutralizacije
Nastavne metode: reproduktivni, djelomično istraživački
Oblici organizacije kognitivne aktivnosti: frontalni, grupni
Sredstva obrazovanja:
- Kartice s laboratorijskim radom, zadacima, domaćom zadaćom. Otopine CaCl2, AgNO3, BaCl2 i Na2SO4, K2CO3 i H2SO4, NaOH i H2SO4, CuSO4, KNO3 i NaCl, pipeta, držač za epruvete, čiste epruvete, fenolftalein.
Tijekom nastave
I. Organizacijski trenutak.Svaki stol dobiva putni list s pravilima za sastavljanje ionskih jednadžbi prema kojima radimo tijekom cijele lekcije ( vidi privitak ):
II. Obnavljanje znanja učenika.
- Koje se tvari nazivaju elektrolitima? Koje se tvari nazivaju neelektrolitima? Formulirati osnovne principe teorije elektrolitičke disocijacije. Što su ioni? Koje tvari i pod kojim uvjetima stvaraju ione? Kako se naziva proces razgradnje tvari na ione kada se otopi u vodi? Na koje ione disociraju kiseline, soli i baze kada se otope u vodi? (sheme za disocijaciju kiselina, baza, soli, vidi Dodatak 1) Koje vrste kemijskih reakcija poznajete? Koja se reakcija naziva reakcijom spoja? Raspad? Zamjene?
Odredite vrste kemijskih reakcija (napisane na slajdu):
2) Zn(OH)2=ZnO+H2O
3) Mg+H2SO4=MgSO4+H2
4) 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
- Koje reakcije nazivamo reakcijama izmjene? (opća shema, vidi Dodatak 2) Među predloženim reakcijama pronađite reakcije izmjene: K2CO3 + H2SO4? Mg + HCl? Na2SO4 + Ba(NO3)2? Zn(OH)2? NaOH + HCl? SO3 + MgO? Navedite uvjete za nastanak reakcija izmjene do kraja (dijagram, vidi Dodatak 3)
III. Postavljanje ciljeva i motivacija.
- Dakle, na temelju znanja o reakcijama izmjene i uvjetima za njihov završetak, kao i elektrolitičkoj disocijaciji kiselina, soli, baza kada su otopljene u vodi, na današnjem satu moramo otkriti koje se reakcije nazivaju reakcijama ionske izmjene i naučiti kako sastaviti ionske jednadžbe.
- Zapišite temu lekcije
IV. Učenje novog gradiva. Primarna konsolidacija.
1) Uvodne napomene
- Svaki kemijsko svojstvo, koje pokazuju jaki elektroliti u otopinama, svojstvo je iona na koje se elektrolit raspao: bilo katione bilo anione. U međuvremenu, reakcije izmjene između elektrolita u vodene otopine Prije smo opisivali molekularne jednadžbe, ne uzimajući u obzir da te reakcije ne uključuju molekule elektrolita, već ione na koje se on disocira.
- Dakle, reakcije, provode u otopinama između iona nazivaju se ionski, i jednadžbe takvih reakcija – ionske jednadžbe
Osnovna pravila za sastavljanje jednadžbi ionske reakcije:
1. Formule niske disocijacije, plinovite tvari a neelektroliti su prikazani u molekularnom obliku.
2. Znakom ( - plin, ↓ - talog) označite "put uklanjanja" tvari iz reakcijske sfere (otopine).
3. Formule jakih elektrolita pišu se u obliku iona.
4. Za reakciju se uzimaju otopine tvari pa su i slabo topljive tvari u obliku iona.
5. Ako reakcijom nastane slabo topljiva tvar, tada se istaloži, a u ionskoj jednadžbi zapisuje se kao molekula.
6. Zbroj naboja iona na lijevoj strani jednadžbe mora biti jednak zbroju naboja iona na desnoj strani.
Ionske jednadžbe mogu biti potpune ili skraćene.
Algoritam za sastavljanje ionskih jednadžbi
Algoritam za sastavljanje jednadžbe ionske reakcije | Izvođenje |
1. Pišite molekularni jednadžba reakcije: | CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 |
2. Pomoću tablice topljivosti odredite topljivost svake tvari |
CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 ↓+ Na2SO4 |
3. Odlučite koje jednadžbe disocijacije kojih polaznih tvari i produkata reakcije treba zapisati | CuSO4 = Cu2+ + SO4 2- NaOH = Na+ + OH- Na2SO4 = 2 Na+ + SO4 2- Cu(OH)2 - slabo disocirajuće |
4. Sastavite potpuna ionska jednadžba (koeficijenti ispred molekula jednaki su koeficijentima ispred iona) | Cu2++SO4 2-+2Na++2OH-=Cu(OH)2↓ + 2Na++SO4 2- |
5. Pronađite identične ione i reducirajte ih | Cu2++SO42-+2Na++2OH-=Cu(OH)2↓+ 2Na++SO4 2- |
6. Snimanje skraćeno ionska jednadžba | Cu2+ + 2OH - = Cu(OH)2↓ |
Razmotrimo najprije kako se takve reakcije odvijaju u stvarnosti na primjeru reakcija popraćenih oslobađanjem taloga.
2) Laboratorijski rad Br. 1 “Reakcije koje nastaju stvaranjem netopljivih (slabo topljivih) tvari”
Oprema i reagensi: otopine CaCl2, AgNO3, BaCl2 i Na2SO4, pipeta, držač za epruvete, čiste epruvete.
a) Dodajte nekoliko kapi AgNO3 u epruvetu s otopinom CaCl2 učvršćenu u držaču za epruvete.
Što promatraš? Napišite molekularnu jednadžbu kemijske reakcije
- Pri izvođenju laboratorijskih pokusa pridržavati se osnovnih sigurnosnih pravila
- Ispuštanjem otopina CaCl2 i AgNO3 uočavamo stvaranje taloga AgCl, Ca(NO3)2 ostaje u otopini
2AgNO3 + CaCl2 = Ca(NO3)2 + 2AgCl?
Molekularna (empirijska) jednadžba
- Obje polazne soli su jaki elektroliti koji potpuno disociraju u vodi
Jedna od nastalih soli također ostaje disocirana u otopini na Ca2+ i NO3- ione, ali AgCl je netopljiv spoj koji ne disocira u vodi, pa ga prepisujemo u molekularnom obliku.
- Dakle, jednadžba reakcije između CaCl2 i AgNO3 može se napisati na sljedeći način:
2Ag+ + 2NO3- + Ca2+ + 2Cl - = Ca2+ + 2NO3- + 2AgCl?
Potpuna ionska jednadžba
- Što se dogodilo kada su otopine ocijeđene? Ioni Ag+ i Cl- spojeni su u AgCl, koji se taložio.
- Ioni Ca2+ i NO3- nisu sudjelovali u reakciji, ostali su isti kakvi su bili prije ispuštanja otopina, stoga možemo isključiti njihovu oznaku s lijeve i desne strane kompletne ionske jednadžbe. Što je ostalo?
2Ag+ + 2Cl - = 2AgCl?
- Ili, smanjenje koeficijenata,
Ag+ + Cl - = AgCl?
Skraćena ionska jednadžba
- Ova jednadžba pokazuje da se bit ove reakcije svodi na međudjelovanje Ag+ i Cl -, uslijed čega nastaje talog AgCl. U ovom slučaju uopće nije važno koji su elektroliti sadržavali te ione prije reakcije: slična interakcija može se uočiti između NaCl i AgNO3, AgNO3 i AlCl3, i tako dalje - bit svih ovih reakcija svodit će se na interakciju Ag+ i Cl - uz nastanak AgCl?
b) Razmotrimo reakciju ionske izmjene između BaCl2 i Na2SO4
- Pomoću tablice topljivosti predložite formule elektrolita čije se reakcije među sobom svode na međudjelovanje Ba2+ + SO4- = BaSO4?
c) otopine koje tvari treba uzeti da bi se u otopini odvijala reakcija Ca2+ + CO3- = CaCO3
- Sastavite molekularne jednadžbe za predložene reakcije, zapišite skraćenu ionsku jednadžbu koja odražava njihovu bit.
- Stvaranje netopljivog ili slabo topljivog spoja tijekom reakcije koristi se za otkrivanje jednog ili drugog iona u otopini: tako se topljive soli srebra koriste za otkrivanje Cl-, Br-, I-... - iona, budući da Ag+ stvara netopljive taloge s tim anionima, i obrnuto, topljive soli koje sadrže Cl-, Br-, I-... - ione koriste se za prepoznavanje Ag+ u otopini.
- Takve se reakcije obično tzv kvaliteta, tj. reakcije kojima se može detektirati jedan ili drugi ion.
(tablica "Kvalitativne reakcije na ione", vidi Dodatak 6)
3) Laboratorijski pokus br. 2 “Reakcije s stvaranjem plinovitih tvari”
Oprema i reagensi: Otopine K2CO3 i H2SO4, pipeta, držač za epruvete, čiste epruvete.
a) Video pokus “Reakcije ionske izmjene koje nastaju oslobađanjem plina”
Pogledajte video pokus, sastavite i zapišite molekularne, potpune i skraćene ionske jednadžbe reakcije.
b) Izvedite sličnu reakciju između K2CO3 i H2SO4, sastavite i napišite molekulsku i skraćenu ionsku jednadžbu reakcije.
c) Predloži tvari čije se otopine mogu uzeti za izvođenje reakcije 2H+ + SO32- = H2O + SO2?
4) Laboratorijski pokus br. 3 “Reakcije koje nastaju stvaranjem slabog elektrolita”
Oprema i reagensi: otopine NaOH i H2SO4, CuSO4, pipeta, držač za epruvete, čiste epruvete, fenolftalein
a) U epruvetu ulijte 1-2 ml otopine NaOH, dodajte 2-3 kapi fenolftaleina. Dodajte H2SO4 dok otopina potpuno ne promijeni boju.
Zašto je otopina promijenila boju? Kako se zovu reakcije između kiselina i baza koje proizvode sol i vodu?
b) Pogledajte video eksperiment "Reakcija neutralizacije", izradite molekularnu i skraćenu ionsku jednadžbu za reakciju koja vam je demonstrirana
- Reakcija neutralizacije može se dogoditi ne samo između kiselina i lužina, već i između kiselina i netopljivih baza. Da bismo to dokazali, napravimo sljedeći pokus.
c) Pripremite svježe istaloženi Cu(OH)2 pomoću reagensa koji ste dobili. Koji? Dobiveni talog podijelite u 3 jednake epruvete, u svaku dodajte 1-2 ml različitih kiselina. Što promatraš?
Sastavite i zapišite molekularnu, potpunu i skraćenu ionsku jednadžbu jedne od izvedenih reakcija. Koja je njegova bit? Može se tvrditi da skraćeni zapis odražava bit sve tri reakcije, bez obzira na to koja je kiselina reagirala?
5) Laboratorijski pokus br. 4 “Reverzibilna interakcija između iona”
Oprema i reagensi: Otopine KNO3 i NaCl, pipeta, držač za epruvete, čiste epruvete, fenolftalein
U epruvetu s KNO3 dodati 2-3 kapi fenolftaleina, dodati 1-2 ml otopine NaCl. Što promatraš? Napišite molekularne i potpune ionske jednadžbe za reakciju.
Koji su ioni bili u otopini? Koji se ioni nalaze u dobivenoj otopini? Na što ukazuje nedostatak vidljivih učinaka reakcije?
Kako se zovu te reakcije?
V. Generalizacija
- Dakle, ispitali smo reakcije koje se odvijaju u otopinama elektrolita uz stvaranje taloga, plina ili slabo disocirajuće tvari: otopine elektrolita sadrže ione, stoga se reakcije u otopinama elektrolita svode na reakcije između iona. Formulirajte definiciju pojma "reakcije ionske izmjene"(reakcije između iona u otopinama elektrolita koje nastaju oslobađanjem taloga, plina ili vode)
VI. Učvršćivanje početnog znanja ( samostalan rad, više razina).
Opcija 1. Za slabe učenike.
1) Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4
2) NaOH + HCl = NaCl + H2O
Opcija 2. Za prosječne studente.
Napiši reakciju ionske izmjene (puna i skraćena ionska jednadžba)
1) CuSO4 + NaOH =
Opcija 3. Za jake učenike.
Napiši reakciju ionske izmjene (puna i skraćena ionska jednadžba)
1) Kalijev karbonat + fosforna kiselina =
2) Barijev klorid + sumporna kiselina =
VII. Domaća zadaća§ 44 ex.1 str.167
S kojim tvarima fosforna kiselina može reagirati pri čemu nastaje a) plin; b) voda; c) talog?
Zapišite jednadžbe reakcije u molekulskom, punom i skraćenom ionskom obliku.
