Інструкція
Перш ніж приступати до іонних рівнянь, необхідно засвоїти деякі правила. Нерозчинні у воді, газоподібні та малодисоціюючі речовини (наприклад, вода) на іони не розпадаються, а значить, записуйте їх у молекулярному вигляді. Також сюди відносяться слабкі електроліти, такі як H2S, H2CO3, H2SO3, NH4OH. Розчинність сполук можна з'ясувати за таблицею розчинності, яка є дозволеним довідковим матеріалом на всіх видах контролю. Там же вказані всі заряди, які притаманні катіону та аніону. Для повноцінного виконання завдання необхідно написати молекулярне, повне та іонне скорочене рівняння.
Приклад № 1. реакцію нейтралізації між сірчаною кислотою та гідроксидом калію, розгляньте її з погляду ТЕД (теорії електролітичної дисоціації). Спочатку запишіть рівняння реакції у молекулярному вигляді та .H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O Проаналізуйте отримані речовини на їх розчинність та дисоціацію. Усі сполуки розчиняються у питній воді, отже на іони. Виняток тільки вода, яка на іони не розпадається, отже, залишиться в молекулярному вигляді. Щоб скоротити однакові іони, закресліть їх. H2O
Приклад № 2. Напишіть реакцію обміну між хлоридом міді та гідроксидом натрію, розгляньте її з погляду ТЕД. Запишіть рівняння реакції у молекулярному вигляді та розставте коефіцієнти. В результаті гідроксид міді, що утворився, випав в осад блакитного кольору. CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH) 2↓ +2NaClПроаналізуйте всі речовини на їх розчинність у воді – розчинні всі, крім гідроксиду міді, який на іони дисоціювати не буде. Запишіть іонне повне рівняння, підкресліть і скоротите однакові іони:
Приклад № 3. Напишіть реакцію обміну між карбонатом натрію та соляною кислотою, розгляньте її з погляду ТЕД. Запишіть рівняння реакції у молекулярному вигляді та розставте коефіцієнти. В результаті реакції утворюється хлорид натрію та виділяється газоподібна речовина СО2 (вуглекислий газ або оксид вуглецю (IV)). Воно утворюється за рахунок розкладання слабкої вугільної кислоти, що розпадається на оксид та воду. Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2+H2O Проаналізуйте всі речовини на їх розчинність у воді та дисоціацію. Вуглекислий газ йде з системи, як газоподібна сполука, вода – це малодисоціююча речовина. Решта всіх речовин на іони розпадаються. Запишіть іонне повне рівняння, підкресліть і скоротите однакові іони:2Na+ +СO3 2- +2H+ +2Cl- =2Na+ +2Cl- +CO2+H2OЗалишається іонне скорочене рівняння:СO3 2- +2H+ =CO2+H2O
Класифікація реакцій
Для виконання завдань з цієї теми необхідно чітко представляти класифікацію реакцій за різними ознаками, покладеними в основу класифікації:
За складом та кількістю реагентів та продуктів реакції (реакції розкладання, з'єднання, заміщення та обміну);
По зміні ступенів окислення в ході реакції (окислювально-відновні та неокислювально-відновні);
По тепловому ефекту реакції (екзо- та ендотермічні, тобто з виділенням та поглинанням тепла відповідно);
У напрямку протікають (оборотні і незворотні);
За кількістю фаз у реакції, що протікає (гомогенні - що протікають між речовинами, що знаходяться в одній фазі (агрегатному стані, але не тверде + тверде) і гетерогенні - що протікають між реагентами в різних фазах);
За наявності каталізатора в реакційній системі (каталітичні та некаталітичні).
Для реакцій іонного обміну пам'ятаймо умови незворотного перебігу реакцій (правило Бертолле) – освіту слабодисоційованого речовини чи неэлектролита.
Правила написання рівнянь реакцій у іонному вигляді
Записують формули речовин, що вступили в реакцію, ставлять знак «рівно» і записують формули речовин, що утворилися. Розставляють коефіцієнти.
Користуючись таблицею розчинності, записують в іонному вигляді формули речовин, позначених у таблиці розчинності буквою «Р» (добре розчинні у воді), виняток – гідроксид кальцію, який, хоч і позначений буквою «М», все ж таки у водному розчині добре дисоціює на іони .
Потрібно пам'ятати, що на іони не розкладаються метали, оксиди металів та неметалів, вода, газоподібні речовини, нерозчинні у воді сполуки, що позначені в таблиці розчинності буквою «Н». Формули цих речовин записують у молекулярному вигляді. Отримують повне іонне рівняння.
Скорочують однакові іони до знака "рівно" і після нього в рівнянні. Отримують скорочене іонне рівняння.
Умови, за яких реакції іонного обміну
протікають до кінця
1. Якщо внаслідок реакції виділяється малодисоціююча речовина – вода.
Молекулярне рівняння реакції лугу із кислотою:
Незмінність ступенів окислення елементів у всіх речовинах до і після реакції свідчить, що реакції обміну є окислювально-відновними.
K + + OH - + H + + Cl - = K + + Cl - + H2O.
H + + OH - = H 2 O.
Молекулярне рівняння реакції основного оксиду з кислотою:
CaO + 2HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + H 2 O.
Повне іонне рівняння реакції:
Скорочене іонне рівняння реакції:
CaO + 2H+ = Ca 2+ + H 2 O.
3Mg(OH) 2 + 2H 3 PO 4 = Mg 3 (PO 4) 2 + 6H 2 O.
Повне іонне рівняння реакції:
У разі повне іонне рівняння збігається зі скороченим іонним рівнянням.
Молекулярне рівняння реакції амфотерного оксиду з кислотою:
Al 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O.
Повне іонне рівняння реакції:
Al 2 O 3 + 6H + + 6Cl – = 2Al 3+ + 6Cl – + 3H 2 O.
Скорочене іонне рівняння реакції:
Al 2 O 3 + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2 O.
2. Якщо в результаті реакції виділяється нерозчинна у воді речовина.
Молекулярне рівняння реакції розчинної солі з лугом:
CuCl 2 + 2KOH = 2KCl + Cu(OH) 2 .
Повне іонне рівняння реакції:
Cu 2+ + 2Cl – + 2K + + 2OH – = 2K + + 2Cl – + Cu(OH) 2 .
Скорочене іонне рівняння реакції:
Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2 .
Молекулярне рівняння реакції двох розчинних солей:
Al 2 (SO 4) 3 + 3BaCl 2 = 3BaSO 4 + 2AlCl 3 .
Повне іонне рівняння реакції: 2Al 3+ + 3SO 4 2- + 3Ba 2+ +6Cl - = 3BaSO 4 + 2Al 3+ +6Cl - .
Скорочене іонне рівняння реакції: SO 4 2- + Ba 2+ = BaSO 4
Молекулярне рівняння реакції нерозчинної основи з кислотою:
Fe(OH) 3 + H 3 PO 4 = FePO 4 + 3H 2 O.
Повне іонне рівняння реакції:
У разі повне іонне рівняння реакції збігається зі скороченим. Ця реакція протікає до кінця, про що свідчать відразу два факти: утворення речовини, нерозчинної у воді, та виділення води.
3. Якщо внаслідок реакції виділяється газоподібна речовина.
Молекулярне рівняння реакції розчинної солі (сульфіду) з кислотою:
K 2 S + 2HCl = 2KCl + H 2 S.
Повне іонне рівняння реакції:
2K + + S 2– + 2H + + 2Cl – = 2K + + 2Cl – + H 2 S .
Скорочене іонне рівняння реакції.
У розчинах електролітів реакції відбуваються між гідратованими іонами, тому їх називають іонними реакціями. У напрямку їх важливе значення мають природа та міцність хімічного зв'язку у продуктах реакції. Зазвичай обмін у розчинах електролітів призводить до утворення сполуки з міцнішим хімічним зв'язком. Так, при взаємодії розчинів солей хлориду барію ВаСl 2 і сульфату калію K 2 SO 4 в суміші виявляться чотири види гідратованих іонів Ва 2 +(Н 2 О)n, Сl - (H 2 O)m, K + (H 2 O) p, SO 2 -4 (H 2 O)q, між якими відбудеться реакція за рівнянням:
BaCl 2 +K 2 SO 4 =BaSO 4 +2КСl
Сульфат барію випаде у вигляді осаду, у кристалах якого хімічний зв'язокміж іонами Ва 2+ і SO 2- 4 більш міцна, ніж зв'язок з гідратуючими їх молекулами води. Зв'язок іонів К+ і Сl - лише трохи перевищує суму енергій їх гідратації, тому зіткнення цих іонів не призведе до утворення осаду.
Отже, можна дійти такого висновку. Реакції обміну відбуваються при взаємодії таких іонів, енергія зв'язку між якими у продукті реакції набагато більша, ніж сума енергій їх гідратації.
Реакції іонного обміну описуються іонними рівняннями. Важкорозчинні, леткі та малодисоційовані з'єднання пишуть у молекулярній формі. Якщо при взаємодії розчинів електролітів не утворюється жодного із зазначених видів з'єднання, це означає, що практично реакції не протікають.
Утворення важкорозчинних сполук
Наприклад, взаємодія між карбонатом натрію та хлоридом барію у вигляді молекулярного рівняння запишеться так:
Na 2 CO 3 + ВаСl 2 = BaCO 3 +2NaCl або у вигляді:
2Na + +З 2- 3 +2 + +2Сl - = BaCO 3 + 2Na + +2Сl -
Прореагували тільки іони Ва 2+ і СО -2 стан інших йонів не змінилося, тому коротке іонне рівняння набуде вигляду:
CO 2-3 +Ba 2+ =BaCO 3
Утворення летких речовин
Молекулярне рівняння взаємодії карбонату кальцію та соляної кислоти запишеться так:
СаСO 3 +2НСl=СаСl 2 +Н 2 Про+CO 2
Один із продуктів реакції - діоксид вуглецю 2 - виділився зі сфери реакції у вигляді газу. Розгорнуте іонне рівняння має вигляд:
СаСО 3 +2Н + +2Сl - = Са 2+ +2Сl - +Н 2 O+CO 2
Результат реакції описується наступним коротким іонним рівнянням:
СаСО 3 +2Н + =Са 2+ +Н 2 Про+CO 2
Утворення малодисокованої сполуки
Прикладом такої реакції є будь-яка реакція нейтралізації, внаслідок чого утворюється вода - малодисоційована сполука:
NaOH+НСl=NaCl+Н 2 Про
Na + +ОН-+Н + +Cl - = Na + +Сl - +Н 2
ВІН + Н + = Н 2 O
З короткого іонного рівняння випливає, що процес виразився у взаємодії іонів Н+ та ОН-.
Усі три види реакцій ідуть незворотно, до кінця.
Якщо злити розчини, наприклад, хлориду натрію і нітрату кальцію, то, як показує іонне рівняння, ніякої реакції не відбудеться, оскільки не утворюється ні осаду, ні газу, ні малодисоціюючої сполуки:
По таблиці розчинності встановлюємо, що AgNO 3 , КСl, KNO 3 - розчинні сполуки, AgCl - нерозчинна речовина.
Складаємо іонне рівняння реакції з урахуванням розчинності сполук:
Коротке іонне рівняння розкриває сутність хімічного перетворення, що відбувається. Видно, що фактично взяли участь у реакції лише іони Ag+ та Сl - . Інші іони залишилися без зміни.
Приклад 2. Складіть молекулярне та іонне рівняння реакції між: а) хлоридом заліза (III) та гідроксидом калію; б) сульфатом калію та йодидом цинку.
а) Складаємо молекулярне рівняння реакції між FeCl 3 та КОН:
По таблиці розчинності встановлюємо, що отриманих сполук нерозчинний тільки гідроксид заліза Fe(OH) 3 . Складаємо іонне рівняння реакції:
В іонному рівнянні показано, що коефіцієнти 3, що стоять у молекулярному рівнянні, однаково відносяться до іонів. Це загальне правило складання іонних рівнянь. Зобразимо рівняння реакції в короткій іонній формі:
Це рівняння показує, що у реакції брали участь лише іони Fe3+ та ОН-.
б) Складемо молекулярне рівняння для другої реакції:
K 2 SO 4 +ZnI 2 = 2KI+ZnSO 4
З таблиці розчинності випливає, що вихідні та отримані сполуки розчиняються, тому реакція оборотна, не доходить до кінця. Справді, тут не утворюється ні осаду, ні газоподібної сполуки, ні малодисоційованої сполуки. Складемо повне іонне рівняння реакції:
2К + +SO 2- 4 +Zn 2+ +2I - + 2К + + 2I - +Zn 2+ +SO 2- 4
Приклад 3. За іонним рівнянням: Cu 2+ +S 2- -= CuS скласти молекулярне рівняння реакції.
Іонне рівняння показує, що в лівій частині рівняння мають бути молекули сполук, що мають у своєму складі іони Cu 2+ і S 2-. Ці речовини повинні бути розчинними у воді.
По таблиці розчинності виберемо дві розчинні сполуки, до складу яких входять катіон Cu 2+ і аніон S 2-. Складемо молекулярне рівняння реакції між цими сполуками:
CuSO 4 +Na 2 S CuS+Na 2 SO 4
У розведених розчинах електролітів (кислот, основ, солей) хімічні реакціїпротікають зазвичай за участю іонів.
При цьому всі елементи реагентів можуть зберігати свої ступені окислення ( обмінні реакції) або змінювати їх ( окислювально – відновлювальні реакції).
Відповідно до правилом Бертолі, іонні реакціїпротікають практично незворотно, якщо утворюються тверді малорозчинні речовини(Вони випадають в осад), легколеткі речовини(вони виділяються у воді газів) або розчинні речовини - слабкі електроліти(В тому числі і вода). Іонні реакції зображуються системою рівнянь – молекулярним, повним та коротким іонним. Нижче повні іонні рівняння опущені.
При написанні рівнянь іонних реакцій треба обов'язково керуватися.
Приклади реакцій з випаданням опадів:
a) Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓
б) AgNO 3 + KI = AgI↓ + KNO 3
Ag + + I - = AgI↓
в) MgCl 2 + 2KOH = Mg(OH) 2 ↓ + 2KCl
Mg 2+ + 2OH = 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 ↓
Зверніть увагу, AgCO 3 , BaCO 3 і CaCO 3 ПРАКТИЧНО нерозчинні у воді і випадають в осад Як такі, наприклад:
Ba(NO 3) 2 + K 2 CO 3 = BaCO 3 ↓ + 2KNO 3
Ba 2+ + CO 3 2- = BaCO 3 ↓
Солі інших катіонів, такі як MgCO 3 CuCO 3 FeCO 3 ZnCO 3 та інші, хоча і нерозчинні у воді, але не осаджуються з водного розчину при проведенні іонних реакцій (тобто їх не можна отримати цим способом).
Наприклад, карбонат заліза (II) FeCO 3 , отриманий «сухим шляхом» або взятий у вигляді мінералу сидитьпри внесенні у воду осаджується без видимої взаємодії. Однак при спробі його отримання обмінної реакції в розчині між FeSO 4 і K 2 CO 3 випадає осад основної солі (наведений умовний склад, на практиці склад складніший) і виділяється вуглекислий газ:
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
Аналогічно FeCO 3, сульфід хрому (3) Cr 2 S 3 (нерозчинний у воді) не осаджується з розчину:
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
Деякі солі розкладаютьсяводою – сульфідалюмінію Al 2 S 3 (а також BeS) та ацетатхрому(III) Cr(CH 3 COO) 3:
а) Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
б) Cr(CH 3 COO) 3 + 2H 2 O = Cr(CH 3 COO)(OH) 2 ↓ + 2CH 3 COOH
Отже, ці солі не можна отримати за обмінною реакцією в розчині:
а) 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
б) CrCl 3 + 2H 2 O + 3Na(CH 3 COO) =
3NaCl + Cr(CH 3 COO)(OH) 2 ↓ + 2CH 3 COOH
Cr 3+ + 2H 2 O + 3CH 3 COO - =
Cr(CH 3 COO)(OH) 2 ↓ + CH 3 COOH
Приклади реакцій із виділенням газу:
а) BaS + 2HCl = 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 = Ca(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O
CaCO 3(T) + 2H + = Ca 2+ + CO 2 + H 2 O
Приклади реакцій із утворенням слабких електролітів:
а) 3NaOH + H 3 PO 4 = Na 3 PO 4 + 3H 2 O
3OH - + H 3 PO 4 = 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 + = CH 3 COOH
в) NH 4 F + HBr = NH 4 Br + HF
F - + H + = HF
Якщо реагенти та продукти обмінної реакції не є сильними електролітами, іонний вид рівняння відсутній, наприклад:
Mg(OH) 2(T) + 2HF = MgF 2 ↓ + 2H 2 O
Тип уроку:вивчення нового матеріалу
Цілі:
освітні:
- на основі засвоєних понять про реакції обміну та електролітичної дисоціації речовин різних класів сформувати поняття «реакції іонного обміну», закріпити поняття «реакції нейтралізації»; експериментально довести, що реакції у розчинах електролітів є реакціями між іонами; виявити умови, за яких вони йдуть практично до кінця; дати початкові уявлення про якісні реакції; навчити школярів застосовувати знання про дисоціацію кислот, основ, солей під час написання іонних рівнянь реакцій; навчити складати емпіричні, повні та скорочені іонні рівняння; за скороченим іонним рівнянням визначати продукти реакції.
розвиваючі:
- удосконалювати навчальні вмінняшколярів під час складання хімічних рівняньпри виконанні лабораторних дослідів; продовжити формування хімічної мови учнів, творчого мислення, правил наукового спілкування, уміння прогнозувати результат діяльності;
виховні:
- виховувати культуру інтелектуальної праці; почуття відповідальності, впевненості у собі, вимогливості себе.
Основні поняття теми:реакції іонного обміну, іонні реакції, іонні рівняння, молекулярні (емпіричні) рівняння реакцій, повні та скорочені іонні рівняння реакцій, реакції нейтралізації
Методи навчання:репродуктивний, частково-пошуковий
Форми організації пізнавальної діяльності:фронтальна, групова
Засоби навчання:
- Карти з лабораторними роботами, завданнями, домашнім завданням. Розчини CaCl2, AgNO3, BaCl2 та Na2SO4, K2CO3 та H2SO4, NaOH та H2SO4, CuSO4 ,KNO3 та NaCl, піпетка, пробіркотримач, чисті пробірки, фенолфталеїн.
Хід уроку
I. Організаційний момент.На кожну парту лунає маршрутний лист із правилами складання іонних рівнянь, за якими працюємо весь урок (див. додаток ):
ІІ. Актуалізація знань учнів.
- Які речовини називають електролітами? Які речовини називаються неелектролітами? Сформулюйте основні тези теорії електролітичної дисоціації. Що таке іони? Які речовини та за яких умов утворюють іони? Як називається процес розпаду речовини на іони під час розчинення у воді? На які іони при розчиненні у воді дисоціюють кислоти, солі, основи? (схеми дисоціації кислот, основ, солей, див. додаток 1)Які типи хімічних реакцій ви знаєте? Яка реакція називається реакцією сполуки? Розкладання? Заміщення?
Визначте типи хімічної реакції (на слайді записані):
2) Zn(OH)2=ZnO+H2O
3) Mg+H2SO4=MgSO4+H2
4) 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
- Які реакції ми називаємо реакціями обміну? (загальна схема, див. додаток 2)Знайдіть серед запропонованих реакцій реакції обміну: K2CO3 + H2SO4? Mg + HCl? Na2SO4 + Ba(NO3)2? Zn(OH)2? NaOH + HCl? SO3 + MgO? Перерахуйте умови протікання реакцій обміну до кінця (схема, див. додаток 3)
ІІІ. Цілепокладання та мотивація.
- Отже, спираючись на знання про реакції обміну та умови їх протікання до кінця, а також електролітичної дисоціації кислот, солей, основ при розчиненні у воді, на сьогоднішньому уроці ми повинні з'ясувати, які реакції називаються реакціями іонного обміну та навчитися складати іонні рівняння.
- Запишіть тему уроку
IV. Вивчення нового матеріалу. Первинне закріплення.
1) Вступне слово
- Кожне хімічна властивість, що виявляється сильними електролітами в розчинах, - це властивість іонів, на які розпався електроліт: або катіонів, або аніонів. Тим часом реакції обміну між електролітами в водних розчинахми раніше зображували молекулярними рівняннями, не враховуючи, що у цих реакціях беруть участь не молекули електроліту, а іони, куди він диссоциирован.
- Отже, реакції,що здійснюються в розчинах між іонами, називаються іонними,а рівняння таких реакцій - Іонними рівняннями
Основні правила складання іонних рівнянь реакцій:
1. Формули малодисоціюючих, газоподібних речовинта неелектролітів зображують у молекулярному вигляді.
2. За допомогою знака (- газ, ↓ - осад) відзначають «шлях видалення» речовини зі сфери реакції (розчину).
3. Формули сильних електролітів записуються як іонів.
4. Для реакції беруть розчини речовин, тому навіть малорозчинні речовини у вигляді іонів.
5. Якщо малорозчинна речовина утворюється в результаті реакції, вона випадає в осад, і в іонному рівнянні його записують у вигляді молекули.
6. Сума зарядів іонів у лівій частині рівняння повинна дорівнювати сумі зарядів іонів у правій частині.
Іонні рівняння можуть бути повними та скороченими.
Алгоритм складання іонних рівнянь
Алгоритм складання іонного рівняння реакції | Виконання |
1. Записати молекулярнерівняння реакції: | CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 |
2. За допомогою таблиці розчинності визначити розчинність кожної речовини |
CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 ↓+ Na2SO4 |
3. Вирішити, рівняння дисоціації яких вихідних речовин та продуктів реакції потрібно записувати | CuSO4 = Cu2+ + SO4 2- NaOH = Na+ + OH- Na2SO4 = 2 Na+ + SO4 2- Cu(OH)2 - малодисоціююче |
4. Скласти повнеіонне рівняння (коефіцієнти перед молекулами дорівнюють коефіцієнтам перед іонами) | Cu2++SO4 2-+2Na++2OH-=Cu(OH)2↓ + 2Na++SO4 2- |
5. Знайти однакові іони та скоротити їх | Cu2++SO42-+2Na++2OH-=Cu(OH)2↓+ 2Na++SO4 2- |
6. Записати скороченеіонне рівняння | Cu2+ + 2OH - = Cu(OH)2↓ |
Як такі реакції відбуваються насправді, розглянемо спочатку на прикладі реакцій, що супроводжуються виділенням осаду.
2) Лабораторна робота№ 1 «Реакції, що йдуть з утворенням нерозчинних (малорозчинних) речовин»
Обладнання та реактиви:розчини CaCl2, AgNO3, BaCl2 та Na2SO4, піпетка, пробіркотримач, чисті пробірки.
а) До пробірки з розчином CaCl2, закріпленої в пробіркотримачі, додайте кілька крапель AgNO3.
Що спостерігаєте? Запишіть молекулярне рівняння хімічної реакції
- При виконанні лабораторних дослідів дотримуйтесь основних правил техніки безпеки
- Зливаючи розчини CaCl2 та AgNO3, ми спостерігаємо утворення осаду AgCl, у розчині залишається Ca(NO3)2
2AgNO3 + CaCl2 = Ca(NO3)2 + 2AgCl?
Молекулярне (емпіричне) рівняння
- Обидві вихідні солі – сильні електроліти, що повністю дисоціюють у воді
Одна з отриманих солей також залишається в розчині дисоційованої на іони Ca2+ і NO3-, а от AgCl – нерозчинна сполука, яка не дисоціює у воді, тому її переписуємо в молекулярному вигляді.
- Отже, рівняння реакції між CaCl2 та AgNO3 можна записати так:
2Ag+ + 2NO3- + Ca2+ + 2Cl - = Ca2+ + 2NO3- + 2AgCl?
Повне іонне рівняння
- Що сталося при зливанні розчинів? Іони Ag+ і Cl- з'єдналися та утворили AgCl, що випав в осад.
- Іони ж Ca2+ і NO3- у реакції не брали участь, вони залишилися такими, якими були і до зливання розчинів, отже, ми можемо виключити їх позначення з лівої та правої частин повного іонного рівняння. Що залишилось?
2Ag+ + 2Cl - = 2AgCl?
- Або, скорочуючи коефіцієнти,
Ag + + Cl - = AgCl?
Скорочене іонне рівняння
- Це рівняння показує, що суть даної реакції зводиться до взаємодії Ag+ та Cl-, в результаті якого утворюється осад AgCl. При цьому зовсім не важливо, до складу яких електролітів входили ці іони до реакції: аналогічну взаємодію можна спостерігати і між NaCl та AgNO3, AgNO3 та AlCl3 тощо – суть усіх цих реакцій зводитиметься до взаємодії Ag+ та Cl – з утворенням AgCl?
б) Розгляньте реакцію іонного обміну між BaCl2 та Na2SO4
- Запропонуйте, використовуючи таблицю розчинності, формули електролітів, реакції між якими зводяться до взаємодії Ba2+ + SO4- = BaSO4?
в) розчини яких речовин потрібно взяти, щоб у розчині здійснилася реакція між Ca2+ + CO3- = CaCO3
- Складіть молекулярні рівняння запропонованих реакцій, запишіть скорочене іонне рівняння, що відображає їх суть.
- Освіта при реакції нерозчинної або малорозчинної сполуки використовують для виявлення в розчині того чи іншого іону: так розчинні солі срібла використовують для виявлення Cl-, Br-, I-… - іонів, оскільки з цими аніонами Ag+ утворює нерозчинні опади, і навпаки , Розчинні солі, що містять Cl-, Br-, I-… - іони, використовують для розпізнавання Ag+ в розчині.
- Такі реакції прийнято називати якісними, Т. е. реакціями, за допомогою яких можна виявити той чи інший іон.
(Таблиця «Якісні реакції на іони», див. додаток 6)
3) Лабораторний досвід №2 «Реакції з утворенням газоподібних речовин»
Обладнання та реактиви:розчини K2CO3 та H2SO4, піпетка, пробіркотримач, чисті пробірки.
а) Відеодосвід «Реакції іонного обміну, що протікають із виділенням газу»
Подивіться відеодосвід, складіть та запишіть молекулярне, повне та скорочене іонне рівняння реакції.
б) Проведіть аналогічну реакцію між K2CO3 та H2SO4, складіть та запишіть молекулярне та скорочене іонне рівняння реакції.
в) Запропонуйте речовини, розчини яких можна взяти для здійснення реакції між 2H+ + SO32- = H2O + SO2?
4) Лабораторний досвід № 3 "Реакції, що йдуть з утворенням слабкого електроліту"
Обладнання та реактиви:розчини NaOH та H2SO4, CuSO4, піпетка, пробіркотримач, чисті пробірки, фенолфталеїн
а) У пробірку прилийте 1-2 мл розчину NaOH, додайте 2-3 краплі фенолфталеїну. Налийте H2SO4 до повного знебарвлення розчину.
Чому розчин знебарвився? Як називаються реакції між кислотами та основами, в результаті яких утворюється сіль та вода?
б) Подивіться відеодосвід «Реакція нейтралізації», складіть молекулярне та скорочене іонне рівняння для продемонстрованої вам реакції
- Реакція нейтралізації може протікати не тільки між кислотами та лугами, а й між кислотами та нерозчинними основами. Для підтвердження проведемо наступний досвід.
в) Отримайте свіжоосаджений Cu(OH)2, використовуючи видані вам реактиви. Які? Розділіть отриманий осад на 3 рівні пробірки, додайте по 1-2 мл різних кислот. Що спостерігаєте?
Складіть та запишіть молекулярне, повне та скорочене іонне рівняння однієї з проведених реакцій. У чому її суть? Чи можна стверджувати, що скорочений запис відображає суть усіх трьох реакцій, незалежно від того, яка кислота вступала в реакцію?
5) Лабораторний досвід № 4 «Зворотна взаємодія між іонами»
Обладнання та реактиви:розчини KNO3 і NaCl, піпетка, пробіркотримач, чисті пробірки, фенолфталеїн
У пробірку з KNO3 додайте 2-3 краплі фенолфталеїну, налийте 1-2 мл розчину NaCl. Що спостерігаєте? Складіть молекулярне та повне іонне рівняння реакції.
Які іони знаходились у розчині? Які іони знаходяться в одержаному розчині? Про що свідчить відсутність видимих ефектів реакції?
Як називаються такі реакції?
V. Узагальнення
- Отже, ми розглянули реакції, що протікають у розчинах електролітів з утворенням осаду, газу або малодисоціюючої речовини: розчини електролітів містять іони, отже реакції в розчинах електролітів зводяться до реакцій між іонами. Сформулюйте визначення поняття "реакції іонного обміну"(Реакції між іонами в розчинах електролітів, що протікають з виділенням осаду, газу або води)
VI. Закріплення початкових знань ( самостійна робота, різнорівнева).
Варіант 1. Для слабих учнів.
1) Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4
2) NaOH + HCl = NaCl + H2O
Варіант 2. Для середніх учнів.
Написати реакцію іонного обміну (повне та скорочене іонне рівняння)
1) СуSO4 + NaOH =
Варіант 3. Для найсильніших учнів.
Написати реакцію іонного обміну (повне та скорочене іонне рівняння)
1) Карбонат калію + фосфорна кислота =
2) Хлорид барію + сірчана кислота =
VII. Домашнє завдання§ 44 упр.1 стор.167
З якими речовинами може реагувати фосфорна кислота, утворюючи: а) газ; б) воду; в) осад?
Запишіть рівняння реакцій у молекулярному, повному та скороченому іонному видах.
