Իոնափոխանակման ռեակցիաների հավասարումների կազմում: Իոն-մոլեկուլային հավասարումներ

Էլեկտրոլիտային լուծույթներում ռեակցիաներ են տեղի ունենում հիդրացված իոնների միջև, այդ իսկ պատճառով դրանք կոչվում են իոնային ռեակցիաներ։ Նրանց ուղղությամբ կարևոր է ռեակցիայի արտադրանքներում քիմիական կապի բնույթն ու ամրությունը: Սովորաբար, էլեկտրոլիտային լուծույթներում փոխանակումը հանգեցնում է ավելի ամուր քիմիական կապ ունեցող միացության ձևավորմանը: Այսպիսով, երբ բարիումի քլորիդի աղերի BaCl 2 և կալիումի սուլֆատ K 2 SO 4 լուծույթները փոխազդում են, խառնուրդը կպարունակի չորս տեսակի հիդրացված իոններ Ba 2 + (H 2 O)n, Cl - (H 2 O)m, K + ( H 2 O) p, SO 2 -4 (H 2 O)q, որոնց միջև ռեակցիան տեղի կունենա համաձայն հավասարման.

BaCl 2 +K 2 SO 4 =BaSO 4 +2КCl

Բարիումի սուլֆատը նստեցվելու է նստվածքի տեսքով, որի բյուրեղներում Ba 2+ և SO 2-4 իոնների միջև քիմիական կապն ավելի ամուր է, քան դրանք խոնավացնող ջրի մոլեկուլների հետ կապը։ K+-ի և Cl-ի իոնների միջև կապը միայն փոքր-ինչ գերազանցում է նրանց հիդրացիոն էներգիաների գումարը, ուստի այդ իոնների բախումը չի հանգեցնի նստվածքի առաջացման:

Ուստի կարող ենք անել հետևյալ եզրակացությունը. Փոխանակման ռեակցիաները տեղի են ունենում այնպիսի իոնների փոխազդեցության ժամանակ, որոնց միջև կապող էներգիան ռեակցիայի արտադրանքում շատ ավելի մեծ է, քան դրանց խոնավացման էներգիաների գումարը։

Իոնափոխանակման ռեակցիաները նկարագրվում են իոնային հավասարումներով։ Քիչ լուծվող, ցնդող և փոքր-ինչ տարանջատված միացությունները գրված են մոլեկուլային տեսքով։ Եթե ​​էլեկտրոլիտային լուծույթների փոխազդեցության ժամանակ միացությունների նշված տեսակներից ոչ մեկը չի ձևավորվում, դա նշանակում է, որ գործնականում ոչ մի ռեակցիա տեղի չի ունենում:

Քիչ լուծելի միացությունների առաջացում

Օրինակ, նատրիումի կարբոնատի և բարիումի քլորիդի փոխազդեցությունը մոլեկուլային հավասարման տեսքով կգրվի հետևյալ կերպ.

Na 2 CO 3 + BaCl 2 = BaCO 3 + 2NaCl կամ ձևով.

2Na + +CO 2- 3 +Ba 2+ +2Сl - = BaCO 3 + 2Na + +2Сl -

Միայն Ba 2+ և CO-2 իոններն են արձագանքել, մնացած իոնների վիճակը չի փոխվել, ուստի կարճ իոնային հավասարումը կունենա հետևյալ ձևը.

CO 2- 3 +Ba 2+ =BaCO 3

Ցնդող նյութերի առաջացում

Կալցիումի կարբոնատի և աղաթթվի փոխազդեցության մոլեկուլային հավասարումը կգրվի հետևյալ կերպ.

CaCO 3 + 2 HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2

Ռեակցիայի արգասիքներից մեկը՝ ածխաթթու գազ CO 2-ը, գազի ձևով դուրս է եկել ռեակցիայի ոլորտից։ Ընդլայնված իոնային հավասարումը հետևյալն է.

CaCO 3 +2H + +2Cl - = Ca 2+ +2Cl - +H 2 O + CO 2

Ռեակցիայի արդյունքը նկարագրվում է հետևյալ կարճ իոնային հավասարմամբ.

CaCO 3 +2H + =Ca 2+ +H 2 O + CO 2

Մի փոքր տարանջատված միացության առաջացում

Նման ռեակցիայի օրինակ է ցանկացած չեզոքացման ռեակցիա, որի արդյունքում առաջանում է ջուր՝ մի փոքր տարանջատված միացություն.

NaOH+HCl=NaCl+H 2 O

Na + +OH-+H + +Cl - = Na + +Cl - +H 2 O

OH-+H+=H 2 O

Համառոտ իոնային հավասարումից հետևում է, որ պրոցեսն արտահայտվում է H+ և OH- իոնների փոխազդեցությամբ։

Բոլոր երեք տեսակի ռեակցիաները շարունակվում են անդառնալիորեն մինչև ավարտը:

Եթե ​​միաձուլեք, օրինակ, նատրիումի քլորիդի և կալցիումի նիտրատի լուծույթները, ապա, ինչպես ցույց է տալիս իոնային հավասարումը, ոչ մի ռեակցիա չի առաջանա, քանի որ նստվածք, գազ կամ ցածր դիսոցացվող միացություն չի առաջանում.

Օգտագործելով լուծելիության աղյուսակը՝ մենք պարզում ենք, որ AgNO 3, KCl, KNO 3 լուծելի միացություններ են, AgCl՝ չլուծվող նյութ։

Ռեակցիայի իոնային հավասարումը կազմում ենք՝ հաշվի առնելով միացությունների լուծելիությունը.

Հակիրճ իոնային հավասարումը բացահայտում է տեղի ունեցող քիմիական փոխակերպման էությունը: Երևում է, որ ռեակցիային իրականում մասնակցել են միայն Ag+ և Cl- իոնները։ Մնացած իոնները մնացին անփոփոխ:

Օրինակ 2. Կազմե՛ք մոլեկուլային և իոնային հավասարումներ՝ ա) երկաթի (III) քլորիդի և կալիումի հիդրօքսիդի միջև ռեակցիայի համար. բ) կալիումի սուլֆատ և ցինկի յոդիդ.

ա) Մենք կազմում ենք FeCl 3-ի և KOH-ի ռեակցիայի մոլեկուլային հավասարումը.

Օգտագործելով լուծելիության աղյուսակը, մենք պարզում ենք, որ ստացված միացություններից միայն երկաթի հիդրօքսիդը Fe(OH) 3-ն է անլուծելի: Մենք կազմում ենք ռեակցիայի իոնային հավասարումը.

Իոնային հավասարումը ցույց է տալիս, որ մոլեկուլային հավասարման 3-ի գործակիցները հավասարապես վերաբերում են իոններին։ Սա իոնային հավասարումներ գրելու ընդհանուր կանոն է։ Ներկայացնենք ռեակցիայի հավասարումը կարճ իոնային ձևով.

Այս հավասարումը ցույց է տալիս, որ ռեակցիային մասնակցել են միայն Fe3+ և OH- իոնները։

բ) Երկրորդ ռեակցիայի համար ստեղծենք մոլեկուլային հավասարում.

K 2 SO 4 + ZnI 2 = 2KI + ZnSO 4

Լուծելիության աղյուսակից հետևում է, որ սկզբնական և ստացված միացությունները լուծելի են, հետևաբար ռեակցիան շրջելի է և չի հասնում ավարտին։ Իրոք, այստեղ նստվածք, գազային միացություն կամ թեթևակի տարանջատված միացություն չի առաջանում։ Եկեք ստեղծենք ռեակցիայի ամբողջական իոնային հավասարում.

2K + +SO 2- 4 +Zn 2+ +2I - + 2K + + 2I - +Zn 2+ +SO 2- 4

Օրինակ 3. Օգտագործելով իոնային հավասարումը` Cu 2+ +S 2- -= CuS, ստեղծեք ռեակցիայի մոլեկուլային հավասարումը:

Իոնային հավասարումը ցույց է տալիս, որ հավասարման ձախ կողմում պետք է լինեն Cu 2+ և S 2- իոններ պարունակող միացությունների մոլեկուլներ։ Այս նյութերը պետք է լուծելի լինեն ջրի մեջ։

Ըստ լուծելիության աղյուսակի՝ մենք կընտրենք երկու լուծելի միացություններ, որոնք ներառում են Cu 2+ կատիոնը և S 2- անիոնը։ Եկեք ստեղծենք մոլեկուլային հավասարում այս միացությունների միջև ռեակցիայի համար.

CuSO 4 + Na 2 S CuS + Na 2 SO 4

Ջրի մեջ լուծվելիս ոչ բոլոր նյութերն ունեն էլեկտրական հոսանք անցկացնելու հատկություն։ Այդ միացությունները՝ ջուր լուծումներորոնք ընդունակ են էլեկտրական հոսանք վարել կոչվում են էլեկտրոլիտներ. Էլեկտրոլիտները հոսանք են անցկացնում այսպես կոչված իոնային հաղորդունակության շնորհիվ, որն ունեն իոնային կառուցվածք ունեցող շատ միացություններ (աղեր, թթուներ, հիմքեր): Կան նյութեր, որոնք ունեն բարձր բևեռային կապեր, բայց լուծույթում դրանք ենթարկվում են թերի իոնացման (օրինակ՝ սնդիկի քլորիդ II)՝ դրանք թույլ էլեկտրոլիտներ են։ Ջրում լուծված շատ օրգանական միացություններ (ածխաջրեր, սպիրտներ) չեն քայքայվում իոնների, այլ պահպանում են իրենց մոլեկուլային կառուցվածքը։ Նման նյութերը էլեկտրական հոսանք չեն վարում և կոչվում են ոչ էլեկտրոլիտներ.

Ահա մի քանի սկզբունքներ, որոնք կարող են օգտագործվել՝ որոշելու, թե կոնկրետ միացությունը ուժեղ կամ թույլ էլեկտրոլիտ է.

1. Թթուներ . Ամենատարածված ուժեղ թթուները ներառում են HCl, HBr, HI, HNO 3, H 2 SO 4, HClO 4: Գրեթե բոլոր մյուս թթուները թույլ էլեկտրոլիտներ են:
2. Հիմքեր. Ամենատարածված ուժեղ հիմքերը ալկալային և հողալկալիական մետաղների հիդրօքսիդներն են (բացառությամբ Be-ի): Թույլ էլեկտրոլիտ – NH 3.
3. Աղ. Ամենատարածված աղերը՝ իոնային միացությունները, ուժեղ էլեկտրոլիտներ են։ Բացառություն են կազմում հիմնականում ծանր մետաղների աղերը։

Էլեկտրոլիտիկ տարանջատման տեսություն

Էլեկտրոլիտները, ինչպես ուժեղ, այնպես էլ թույլ և նույնիսկ շատ նոսրացած, չեն ենթարկվում Ռաուլի օրենքըԵվ . Ունենալով էլեկտրական վարելու ունակություն՝ լուծիչի գոլորշիների ճնշումը և էլեկտրոլիտային լուծույթների հալման կետը կլինի ավելի ցածր, իսկ եռման կետը՝ ավելի բարձր՝ համեմատած մաքուր լուծիչի նմանատիպ արժեքների հետ։ 1887 թվականին Ս. Արրենիուսը, ուսումնասիրելով այդ շեղումները, հանգեց էլեկտրոլիտիկ դիսոցիացիայի տեսության ստեղծմանը։

Էլեկտրոլիտիկ դիսոցացիաենթադրում է, որ լուծույթում էլեկտրոլիտի մոլեկուլները տրոհվում են դրական և բացասական լիցքավորված իոնների, որոնք, համապատասխանաբար, կոչվում են կատիոններ և անիոններ։

Տեսությունը առաջ է քաշում հետևյալ պոստուլատները.

1. Լուծույթներում էլեկտրոլիտները բաժանվում են իոնների, այսինքն. տարանջատել. Որքան ավելի նոսրացված է էլեկտրոլիտի լուծույթը, այնքան մեծ է նրա տարանջատման աստիճանը:
2. Դիսոցացիան շրջելի և հավասարակշռված երևույթ է։
3. Լուծիչների մոլեկուլները փոխազդում են անսահման թույլ (այսինքն՝ լուծույթները մոտ են իդեալականին):

Տարբեր էլեկտրոլիտներ ունեն տարանջատման տարբեր աստիճաններ, ինչը կախված է ոչ միայն բուն էլեկտրոլիտի բնույթից, այլև լուծիչի բնույթից, ինչպես նաև էլեկտրոլիտի կոնցենտրացիայից և ջերմաստիճանից:

Տարանջատման աստիճանը α , ցույց է տալիս, թե քանի մոլեկուլ է nտրոհվել է իոնների՝ համեմատած լուծված մոլեկուլների ընդհանուր քանակի հետ Ն:

α = n/Ն

α = 0 դիսոցման բացակայության դեպքում, α = 1 էլեկտրոլիտի ամբողջական տարանջատմամբ:

Դիսոցացիայի աստիճանի տեսակետից, ըստ ամրության, էլեկտրոլիտները բաժանվում են ուժեղ (α > 0,7), միջին ուժի (0,3 > α > 0,7), թույլ (α).< 0,3).

Ավելի ճիշտ, էլեկտրոլիտների տարանջատման գործընթացը բնութագրվում է տարանջատման հաստատուն, անկախ լուծույթի կոնցենտրացիայից: Եթե ​​պատկերացնենք էլեկտրոլիտների տարանջատման գործընթացը ընդհանուր ձևով.

A a B b ↔ aA — + bB +

K = a b /

Համար թույլ էլեկտրոլիտներյուրաքանչյուր իոնի կոնցենտրացիան հավասար է α-ի արտադրյալին C էլեկտրոլիտի ընդհանուր կոնցենտրացիայի միջոցով, ուստի դիսոցման հաստատունի արտահայտությունը կարող է փոխակերպվել.

K = α 2 C/(1-α)

Համար նոսր լուծույթներ(1-α) =1, ապա

K = α2C

Այստեղից գտնելը դժվար չէ տարանջատման աստիճանը

Իոն-մոլեկուլային հավասարումներ

Դիտարկենք ուժեղ հիմքով ուժեղ թթվի չեզոքացման օրինակ, օրինակ.

HCl + NaOH = NaCl + HOH

Գործընթացը ներկայացված է որպես մոլեկուլային հավասարում. Հայտնի է, որ և՛ սկզբնական նյութերը, և՛ ռեակցիայի արգասիքները լուծույթում ամբողջությամբ իոնացված են։ Հետևաբար, եկեք գործընթացը ներկայացնենք ձևով ամբողջական իոնային հավասարում:

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + HOH

Հավասարման ձախ և աջ կողմերում նույնական իոնները «նվազեցնելուց» հետո մենք ստանում ենք կրճատված իոնային հավասարում.

H + + OH - = HOH

Մենք տեսնում ենք, որ չեզոքացման գործընթացը հանգում է H +-ի և OH-ի համակցմանը և ջրի ձևավորմանը:

Իոնային հավասարումներ կազմելիս պետք է հիշել, որ իոնային ձևով գրվում են միայն ուժեղ էլեկտրոլիտներ։ Թույլ էլեկտրոլիտները, պինդ մարմինները և գազերը գրված են իրենց մոլեկուլային տեսքով:

Տեղադրման գործընթացը կրճատվում է միայն Ag + և I - փոխազդեցության և ջրում չլուծվող AgI-ի ձևավորման վրա:

Պարզելու համար, թե արդյոք մեզ հետաքրքրող նյութը կարող է լուծվել ջրի մեջ, մենք պետք է օգտագործենք անլուծելիության աղյուսակը:

Դիտարկենք ռեակցիայի երրորդ տեսակը, որի արդյունքում առաջանում է ցնդող միացություն։ Սրանք ռեակցիաներ են, որոնք ներառում են կարբոնատներ, սուլֆիտներ կամ սուլֆիդներ թթուներով: Օրինակ՝

Իոնային միացությունների որոշ լուծույթներ խառնելիս նրանց միջև փոխազդեցություն կարող է տեղի չունենալ, օրինակ

Այսպիսով, ամփոփելու համար մենք նշում ենք, որ քիմիական փոխակերպումներդիտվում է, երբ բավարարվում է հետևյալ պայմաններից մեկը.

• Ոչ էլեկտրոլիտի ձևավորում. Ջուրը կարող է հանդես գալ որպես ոչ էլեկտրոլիտ:
• Նստվածքի առաջացում.
• Գազի բացթողում.
• Թույլ էլեկտրոլիտի ձևավորումօրինակ քացախաթթու.
• Մեկ կամ մի քանի էլեկտրոնների փոխանցում:Սա իրականացվում է ռեդոքս ռեակցիաներում:
• Մեկ կամ մի քանիսի առաջացում կամ խզում:

Կատեգորիաներ,

Հրահանգներ

Դիտարկենք քիչ լուծվող միացության առաջացման օրինակ:

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

Կամ իոնային տարբերակ.

2Na+ +SO42- +Ba2++ 2Cl- = BaSO4 + 2Na+ + 2Cl-

Իոնային հավասարումներ լուծելիս պետք է պահպանել հետևյալ կանոնները.

Երկու մասերից նույնական իոնները բացառված են.

Պետք է հիշել, որ հավասարման ձախ կողմի էլեկտրական լիցքերի գումարը պետք է հավասար լինի հավասարման աջ կողմի էլեկտրական լիցքերի գումարին։

Գրե՛ք հետևյալ նյութերի ջրային լուծույթների փոխազդեցության իոնային հավասարումներ՝ ա) HCl և NaOH. բ) AgNO3 և NaCl; գ) K2CO3 և H2SO4; դ) CH3COOH և NaOH:

Լուծում. Գրե՛ք այս նյութերի փոխազդեցության հավասարումները մոլեկուլային ձևով.

ա) HCl + NaOH = NaCl + H2O

բ) AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3

գ) K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + CO2 + H2O

դ) CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

Նկատի ունեցեք, որ այս նյութերի փոխազդեցությունը հնարավոր է, քանի որ արդյունքը իոնների միացումն է կամ թույլ (H2O), կամ քիչ լուծվող նյութի (AgCl), կամ գազի (CO2) ձևավորմամբ:

Հավասարության ձախ և աջ կողմերից բացառելով նույնական իոնները (ա տարբերակի դեպքում)՝ իոններ և բ)՝ նատրիումի իոններ և -իոններ, գ) դեպքում՝ կալիումի իոններ և սուլֆատ իոններ), դ) - նատրիումի իոններ, դուք լուծում եք այս իոնային հավասարումները.

ա) H+ + OH- = H2O

բ) Ag+ + Cl- = AgCl

գ) CO32- + 2H+ = CO2 + H2O

դ) CH3COOH + OH- = CH3COO- + H2O

Շատ հաճախ անկախ և թեստային աշխատանքում կան առաջադրանքներ, որոնք ներառում են ռեակցիայի հավասարումների լուծում: Այնուամենայնիվ, առանց որոշակի գիտելիքների, հմտությունների և կարողությունների, նույնիսկ ամենապարզ քիմիական նյութը հավասարումներմի գրիր.

Հրահանգներ

Առաջին հերթին պետք է ուսումնասիրել հիմնական օրգանական և անօրգանական միացությունները։ Որպես վերջին միջոց, դուք կարող եք ունենալ համապատասխան խաբեության թերթիկ ձեր առջև, որը կարող է օգնել առաջադրանքի ընթացքում: Մարզվելուց հետո անհրաժեշտ գիտելիքներն ու հմտությունները դեռ կպահվեն ձեր հիշողության մեջ։

Հիմնական նյութը ծածկույթն է, ինչպես նաև յուրաքանչյուր միացության ստացման մեթոդները։ Սովորաբար դրանք ներկայացվում են ընդհանուր գծագրերի տեսքով, օրինակ՝ 1. + հիմք = աղ + ջուր
2. թթվային օքսիդ + հիմք = աղ + ջուր
3. հիմնական օքսիդ + թթու = աղ + ջուր
4. մետաղ + (նոսրացված) թթու = աղ + ջրածին
5. լուծվող աղ + լուծվող աղ = չլուծվող աղ + լուծվող աղ
6. լուծվող աղ + = չլուծվող հիմք + լուծվող աղ
Ձեր աչքի առաջ ունենալով աղերի լուծելիության աղյուսակ և, ինչպես նաև խաբեբա թերթիկներ, կարող եք որոշել դրանք հավասարումներռեակցիաներ. Կարևոր է միայն ունենալ նման սխեմաների ամբողջական ցանկ, ինչպես նաև տեղեկություններ օրգանական և անօրգանական միացությունների տարբեր դասերի բանաձևերի և անվանումների մասին:

Հավասարումն ինքնին ավարտվելուց հետո անհրաժեշտ է ստուգել քիմիական բանաձևերի ճիշտ ուղղագրությունը: Թթուները, աղերը և հիմքերը հեշտությամբ ստուգվում են լուծելիության աղյուսակի միջոցով, որը ցույց է տալիս թթվային մնացորդների և մետաղական իոնների լիցքերը: Կարևոր է հիշել, որ ցանկացած մեկը պետք է ընդհանուր առմամբ էլեկտրականորեն չեզոք լինի, այսինքն՝ դրական լիցքերի քանակը պետք է համընկնի բացասականների քանակի հետ: Այս դեպքում անհրաժեշտ է հաշվի առնել այն ցուցանիշները, որոնք բազմապատկվում են համապատասխան վճարներով։

Եթե ​​այս փուլն անցել է, և դուք վստահ եք ուղղագրության ճիշտության մեջ հավասարումներքիմիական ռեակցիաներ, ապա այժմ կարող եք ապահով կերպով սահմանել գործակիցները: Քիմիական հավասարումը ներկայացված է պայմանական նշումով ռեակցիաներօգտագործելով քիմիական նշաններ, ինդեքսներ և գործակիցներ: Առաջադրանքի այս փուլում դուք պետք է հետևեք կանոններին. Գործակիցը դրվում է քիմիական բանաձևի դիմաց և վերաբերում է նյութը կազմող բոլոր տարրերին:
Ցուցանիշը տեղադրված է քիմիական տարրից հետո մի փոքր ավելի ցածր, և վերաբերում է միայն նրանից ձախ կողմում գտնվող քիմիական տարրին։
Եթե ​​մի խումբ (օրինակ՝ թթվային մնացորդ կամ հիդրօքսիլ խումբ) գտնվում է փակագծերում, ապա պետք է հասկանալ, որ երկու հարակից ցուցանիշները (փակագծից առաջ և հետո) բազմապատկվում են։
Քիմիական տարրի ատոմները հաշվելիս գործակիցը բազմապատկվում է (ոչ ավելացված!) ցուցանիշով։

Այնուհետև յուրաքանչյուր քիմիական տարրի քանակությունը հաշվարկվում է այնպես, որ սկզբնական նյութերում ընդգրկված տարրերի ընդհանուր թիվը համընկնի արտադրանքներում ձևավորված միացություններում ներառված ատոմների քանակի հետ։ ռեակցիաներ. Վերլուծելով և կիրառելով վերը նշված կանոնները, դուք կարող եք սովորել լուծել հավասարումներռեակցիաներ, որոնք ներառված են նյութերի շղթաներում:

Երբ որևէ ուժեղ թթու չեզոքացվում է որևէ ուժեղ հիմքով, ձևավորված ջրի յուրաքանչյուր մոլի համար մոտավորապես ջերմություն է արձակվում.

Սա հուշում է, որ նման ռեակցիաները կրճատվում են մեկ գործընթացի: Այս գործընթացի համար մենք կստանանք հավասարում, եթե ավելի մանրամասն դիտարկենք տրված ռեակցիաներից մեկը, օրինակ՝ առաջինը։ Եկեք վերաշարադրենք դրա հավասարումը, գրելով ուժեղ էլեկտրոլիտներ իոնային տեսքով, քանի որ դրանք լուծույթում գոյություն ունեն իոնների տեսքով, իսկ թույլ էլեկտրոլիտները մոլեկուլային տեսքով, քանի որ դրանք լուծույթում են հիմնականում մոլեկուլների տեսքով (ջուրը շատ թույլ էլեկտրոլիտ է, տե՛ս. § 90):

Ստացված հավասարումը դիտարկելով՝ տեսնում ենք, որ ռեակցիայի ընթացքում իոնները փոփոխություններ չեն կրել։ Ուստի մենք նորից կվերագրենք հավասարումը` վերացնելով այդ իոնները հավասարման երկու կողմերից: Մենք ստանում ենք.

Այսպիսով, ցանկացած ուժեղ թթվի չեզոքացման ռեակցիաները ցանկացած ուժեղ հիմքով հանգում են նույն գործընթացին` ջրածնի իոններից և հիդրօքսիդի իոններից ջրի մոլեկուլների առաջացում: Հասկանալի է, որ այդ ռեակցիաների ջերմային ազդեցությունները նույնպես պետք է լինեն նույնը։

Խստորեն ասած՝ իոններից ջրի առաջացման ռեակցիան շրջելի է, ինչը կարելի է արտահայտել հավասարմամբ.

Սակայն, ինչպես կտեսնենք ստորև, ջուրը շատ թույլ էլեկտրոլիտ է և աննշան չափով տարանջատվում է: Այլ կերպ ասած, ջրի մոլեկուլների և իոնների միջև հավասարակշռությունը կտրուկ փոխվում է դեպի մոլեկուլների ձևավորում: Հետևաբար, գործնականում ուժեղ հիմքով ուժեղ թթվի չեզոքացման ռեակցիան ավարտվում է:

Արծաթի ցանկացած աղի լուծույթը աղաթթվի կամ դրա ցանկացած աղի լուծույթի հետ խառնելիս միշտ առաջանում է արծաթի քլորիդի բնորոշ սպիտակ պանրային նստվածք.

Նման ռեակցիաները նույնպես հանգում են մեկ գործընթացի. Նրա իոն-մոլեկուլային հավասարումը ստանալու համար, օրինակ, առաջին ռեակցիայի հավասարումը վերաշարադրում ենք՝ գրելով ուժեղ էլեկտրոլիտներ, ինչպես նախորդ օրինակում՝ իոնային տեսքով, իսկ նստվածքի նյութը՝ մոլեկուլային տեսքով.

Ինչպես երեւում է, ռեակցիայի ընթացքում իոնները փոփոխության չեն ենթարկվում։ Հետևաբար, մենք բացառում ենք դրանք և նորից գրում ենք հավասարումը.

Սա դիտարկվող գործընթացի իոն-մոլեկուլային հավասարումն է։

Այստեղ պետք է նաև նկատի ունենալ, որ արծաթի քլորիդի նստվածքը հավասարակշռության մեջ է լուծված իոնների հետ, ուստի վերջին հավասարմամբ արտահայտված գործընթացը շրջելի է.

Այնուամենայնիվ, արծաթի քլորիդի ցածր լուծելիության պատճառով այս հավասարակշռությունը շատ ուժեղ է շարժվում դեպի աջ: Հետեւաբար, կարելի է ենթադրել, որ իոններից առաջացման ռեակցիան գրեթե ավարտված է։

Նստվածքի առաջացումը միշտ նկատվում է, երբ մեկ լուծույթում կան զգալի կոնցենտրացիաներ և իոններ: Ուստի արծաթի իոնների օգնությամբ հնարավոր է հայտնաբերել իոնների առկայությունը լուծույթում և, ընդհակառակը, քլորիդ իոնների օգնությամբ՝ արծաթի իոնների առկայությունը; Իոնը կարող է ծառայել որպես ռեակտիվ իոնի վրա, իսկ իոնը՝ իոնի վրա։

Ապագայում մենք լայնորեն կօգտագործենք էլեկտրոլիտների հետ կապված ռեակցիաների համար գրելու հավասարումների իոն-մոլեկուլային ձևը:

Իոն-մոլեկուլային հավասարումներ կազմելու համար դուք պետք է իմանաք, թե որ աղերն են լուծելի ջրի մեջ և որոնք են գործնականում անլուծելի: Ջրի մեջ ամենակարևոր աղերի լուծելիության ընդհանուր բնութագրերը տրված են Աղյուսակում: 15.

Աղյուսակ 15. Ջրի մեջ կարևորագույն աղերի լուծելիությունը

Իոն-մոլեկուլային հավասարումները օգնում են հասկանալ էլեկտրոլիտների միջև ռեակցիաների բնութագրերը: Որպես օրինակ դիտարկենք մի քանի ռեակցիաներ, որոնք տեղի են ունենում թույլ թթուների և հիմքերի մասնակցությամբ։

Ինչպես արդեն նշվեց, ցանկացած ուժեղ թթվի չեզոքացումը ցանկացած ուժեղ բազայի կողմից ուղեկցվում է նույն ջերմային ազդեցությամբ, քանի որ այն հանգում է նույն գործընթացին` ջրածնի իոններից և հիդրօքսիդի իոններից ջրի մոլեկուլների ձևավորմանը:

Սակայն ուժեղ թթուն թույլ հիմքով կամ թույլ թթուն ուժեղ կամ թույլ հիմքով չեզոքացնելիս ջերմային ազդեցությունները տարբեր են: Նման ռեակցիաների համար գրենք իոն-մոլեկուլային հավասարումներ։

Թույլ թթվի (քացախաթթու) չեզոքացում ուժեղ հիմքով (նատրիումի հիդրօքսիդ).

Այստեղ ուժեղ էլեկտրոլիտներն են նատրիումի հիդրօքսիդը և ստացված աղը, իսկ թույլ էլեկտրոլիտները՝ թթուն և ջուրը.

Ինչպես երևում է, ռեակցիայի ընթացքում փոփոխության չեն ենթարկվում միայն նատրիումի իոնները։ Հետևաբար, իոն-մոլեկուլային հավասարումն ունի հետևյալ ձևը.

Ուժեղ թթվի (ազոտի) չեզոքացում թույլ հիմքով (ամոնիումի հիդրօքսիդ).

Այստեղ մենք պետք է գրենք թթուն և ստացված աղը իոնների տեսքով, իսկ ամոնիումի հիդրօքսիդը և ջուրը մոլեկուլների տեսքով.

Իոնները փոփոխության չեն ենթարկվում։ Բաց թողնելով դրանք, մենք ստանում ենք իոն-մոլեկուլային հավասարումը.

Թույլ թթվի (քացախաթթու) չեզոքացում թույլ հիմքով (ամոնիումի հիդրօքսիդ).

Այս ռեակցիայի ժամանակ բոլոր նյութերը, բացի գոյացածներից, թույլ էլեկտրոլիտներ են: Հետևաբար, հավասարման իոն-մոլեկուլային ձևն ունի հետևյալ տեսքը.

Ստացված իոն-մոլեկուլային հավասարումները միմյանց հետ համեմատելով՝ տեսնում ենք, որ դրանք բոլորը տարբեր են։ Ուստի պարզ է, որ դիտարկվող ռեակցիաների ջերմությունները նույնպես տարբեր են։

Ինչպես արդեն նշվեց, ուժեղ հիմքերով ուժեղ թթուների չեզոքացման ռեակցիաները, որոնց ընթացքում ջրածնի իոնները և հիդրօքսիդի իոնները միանում են ջրի մոլեկուլ առաջացնելով, անցնում են գրեթե ավարտին: Չեզոքացման ռեակցիաները, որոնցում մեկնարկային նյութերից առնվազն մեկը թույլ էլեկտրոլիտ է, և որոնցում թույլ կապված նյութերի մոլեկուլները առկա են ոչ միայն իոն-մոլեկուլային հավասարման աջ, այլև ձախ կողմում, չեն ավարտվում: .

Նրանք հասնում են հավասարակշռության մի վիճակի, երբ աղը գոյակցում է թթվի և հիմքի հետ, որից առաջացել է: Ուստի ավելի ճիշտ է նման ռեակցիաների հավասարումները գրել որպես շրջելի ռեակցիաներ։

Հավասարակշռել ամբողջական մոլեկուլային հավասարումը:Նախքան իոնային հավասարումը գրելը, սկզբնական մոլեկուլային հավասարումը պետք է հավասարակշռված լինի: Դրա համար անհրաժեշտ է միացությունների դիմաց տեղադրել համապատասխան գործակիցներ, որպեսզի ձախ կողմում գտնվող յուրաքանչյուր տարրի ատոմների թիվը հավասար լինի հավասարման աջ կողմում գտնվող նրանց թվին։

• Գրե՛ք յուրաքանչյուր տարրի ատոմների թիվը հավասարման երկու կողմերում:
• Տարրերի դիմաց (բացառությամբ թթվածնի և ջրածնի) ավելացրեք գործակիցներ, որպեսզի յուրաքանչյուր տարրի ատոմների թիվը հավասարման ձախ և աջ կողմերում լինի նույնը:
• Հավասարակշռել ջրածնի ատոմները:
• Հավասարակշռել թթվածնի ատոմները:
• Հաշվեք յուրաքանչյուր տարրի ատոմների թիվը հավասարման երկու կողմերում և համոզվեք, որ այն նույնն է:
• Օրինակ, Cr + NiCl 2 --> CrCl 3 + Ni հավասարումը հավասարակշռելուց հետո ստանում ենք 2Cr + 3NiCl 2 --> 2CrCl 3 + 3Ni:

Որոշեք ռեակցիային մասնակցող յուրաքանչյուր նյութի վիճակը:Սա հաճախ կարելի է դատել խնդրի պայմաններով: Կան որոշակի կանոններ, որոնք օգնում են որոշել, թե ինչ վիճակում է տարրը կամ կապը:

Որոշեք, թե լուծույթում որ միացություններն են տարանջատվում (բաժանվում կատիոնների և անիոնների):Դիսոցացման ժամանակ միացությունը բաժանվում է դրական (կատիոն) և բացասական (անիոն) բաղադրիչների։ Այդ բաղադրիչներն այնուհետև կմտնեն քիմիական ռեակցիայի իոնային հավասարման մեջ:

Հաշվե՛ք յուրաքանչյուր տարանջատված իոնի լիցքը:Հիշեք, որ մետաղները ձևավորում են դրական լիցքավորված կատիոններ, իսկ ոչ մետաղների ատոմները վերածվում են բացասական անիոնների։ Պարբերական աղյուսակի միջոցով որոշե՛ք տարրերի լիցքերը: Անհրաժեշտ է նաև հավասարակշռել բոլոր լիցքերը չեզոք միացություններում:

Վերագրեք հավասարումը այնպես, որ բոլոր լուծվող միացությունները բաժանվեն առանձին իոնների:Այն ամենը, ինչ տարանջատվում կամ իոնացվում է (օրինակ՝ ուժեղ թթուները) կբաժանվի երկու առանձին իոնների: Այս դեպքում նյութը կմնա լուծարված վիճակում ( rr). Ստուգեք, որ հավասարումը հավասարակշռված է:

• Պինդները, հեղուկները, գազերը, թույլ թթուները և ցածր լուծելիություն ունեցող իոնային միացությունները չեն փոխի իրենց վիճակը և չեն բաժանվի իոնների։ Թողեք դրանք այնպես, ինչպես կան:
• Մոլեկուլային միացությունները պարզապես կցրվեն լուծույթի մեջ և նրանց վիճակը կփոխվի լուծվածի ( rr). Կան երեք մոլեկուլային միացություններ, որոնք Ոչվիճակ կանցնի ( rr), սա CH 4 ( Գ) , C 3 H 8 ( Գ) և C8H18( և) .
• Քննարկվող ռեակցիայի համար ամբողջական իոնային հավասարումը գրվելու է հետևյալ ձևով՝ 2Cr ( հեռուստացույց) + 3Ni 2+ ( rr) + 6Cl - ( rr) --> 2Cr 3+ ( rr) + 6Cl - ( rr) + 3Ni ( հեռուստացույց) . Եթե ​​քլորը միացության մաս չէ, այն բաժանվում է առանձին ատոմների, ուստի մենք հավասարման երկու կողմերում Cl իոնների թիվը բազմապատկեցինք 6-ով:

Միավորել նույն իոնները հավասարման ձախ և աջ կողմերում:Դուք կարող եք հատել միայն այն իոնները, որոնք լիովին նույնական են հավասարման երկու կողմերում (ունեն նույն լիցքերը, ցուցիչները և այլն): Նորից գրեք հավասարումը առանց այս իոնների:

• Մեր օրինակում հավասարման երկու կողմերն էլ պարունակում են 6 Cl-իոններ, որոնք կարելի է հատել: Այսպիսով, մենք ստանում ենք կարճ իոնային հավասարում. 2Cr ( հեռուստացույց) + 3Ni 2+ ( rr) --> 2Cr 3+ ( rr) + 3Ni ( հեռուստացույց) .
• Ստուգեք արդյունքը. Իոնային հավասարման ձախ և աջ կողմերի ընդհանուր լիցքերը պետք է հավասար լինեն: