Уравнение на йонна реакция на Zn hcl. Уравнение на реакцията HCl Zn, ORR, съкратено-йонно уравнение

24.11.202227.05.2017

Време е да продължиш напред. Както вече знаем, пълното йонно уравнение трябва да бъде изчистено. Необходимо е да се премахнат онези частици, които присъстват както от дясната, така и от лявата страна на уравнението. Тези частици понякога се наричат "йони-наблюдатели"; те не участват в реакцията.

По принцип в тази част няма нищо сложно. Просто трябва да сте внимателни и да осъзнаете, че в някои случаи пълните и кратките уравнения може да съвпадат (за повече подробности вижте пример 9).

Пример 5. Напишете пълни и кратки йонни уравнения, описващи взаимодействието на силициева киселина и калиев хидроксид във воден разтвор.

Решение. Да започнем естествено с молекулярното уравнение:

H 2 SiO 3 + 2KOH = K 2 SiO 3 + 2H 2 O.

Силициевата киселина е един от редките примери за неразтворими киселини; Записваме го в молекулярна форма. Записваме KOH и K 2 SiO 3 в йонна форма. Естествено, ние пишем H 2 O в молекулярна форма:

H2SiO3+ 2K++ 2OH - = 2K++ SiO 3 2- + 2H 2 O.

Виждаме, че калиевите йони не се променят по време на реакцията. Тези частици не участват в процеса, трябва да ги премахнем от уравнението. Получаваме желаното кратко йонно уравнение:

H 2 SiO 3 + 2OH - = SiO 3 2- + 2H 2 O.

Както можете да видите, процесът се свежда до взаимодействието на силициева киселина с ОН - йони. Калиевите йони не играят никаква роля в този случай: можем да заменим КОН с натриев хидроксид или цезиев хидроксид и същият процес ще се случи в реакционната колба.

Пример 6. Медният (II) оксид се разтваря в сярна киселина. Напишете пълно и кратко йонно уравнение за тази реакция.

Решение. Основните оксиди реагират с киселини, за да образуват сол и вода:

H 2 SO 4 + CuO = CuSO 4 + H 2 O.

Съответните йонни уравнения са дадени по-долу. Мисля, че е излишно да коментираме каквото и да било в случая.

2H++ SO 4 2-+ CuO = Cu 2+ + SO 4 2-+H2O

2H + + CuO = Cu 2+ + H 2 O

Пример 7. Използвайки йонни уравнения, опишете взаимодействието на цинка със солната киселина.

Решение. Металите, разположени в серията напрежения вляво от водорода, реагират с киселини, за да освободят водород (ние не обсъждаме специфичните свойства на окислителните киселини):

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2.

Пълното йонно уравнение може да бъде написано лесно:

Zn + 2H + + 2Cl -= Zn 2+ + 2Cl -+H2.

За съжаление при преминаване към кратко уравнение в задачи от този тип учениците често допускат грешки. Например, те премахват цинка от двете страни на уравнението. Това е голяма грешка! От лявата страна има просто вещество, незаредени цинкови атоми. От дясната страна виждаме цинкови йони. Това са напълно различни обекти! Има още по-фантастични опции. Например, H+ йони са зачеркнати от лявата страна, а H2 молекулите са зачеркнати от дясната страна. Това се мотивира от факта, че и двете са водород. Но тогава, следвайки тази логика, можем например да приемем, че H 2, HCOH и CH 4 са „едно и също нещо“, тъй като всички тези вещества съдържат водород. Вижте колко абсурдно може да стане!

Естествено, в този пример можем (и трябва!) да изтрием само хлорни йони. Получаваме окончателния отговор:

Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2 .

За разлика от всички примери, обсъдени по-горе, тази реакция е редокс (по време на този процес настъпва промяна в степента на окисление). За нас обаче това е напълно безпринципно: общият алгоритъм за писане на йонни уравнения продължава да работи и тук.

Пример 8. Медта се поставя във воден разтвор на сребърен нитрат. Опишете процесите, протичащи в разтвора.

Решение. По-активните метали (тези отляво в серията напрежения) изместват по-малко активните от разтворите на техните соли. Медта е разположена в серията на напрежение вляво от среброто, следователно измества Ag от солевия разтвор:

Сu + 2AgNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2Ag↓.

Пълните и кратки йонни уравнения са дадени по-долу:

Cu 0 + 2Ag + + 2НЕ 3 -= Cu 2+ + 2НЕ 3 -+ 2Ag↓ 0 ,

Cu 0 + 2Ag + = Cu 2+ + 2Ag↓ 0 .

Пример 9. Напишете йонни уравнения, описващи взаимодействието на водни разтвори на бариев хидроксид и сярна киселина.

Решение. Говорим за реакция на неутрализация, която е добре известна на всички; молекулярното уравнение може да бъде написано без затруднения:

Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O.

Пълно йонно уравнение:

Ba 2+ + 2OH - + 2H + + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O.

Дойде моментът да съставим кратко уравнение и тук става ясна една интересна подробност: всъщност няма какво да се редуцира. Ние не наблюдаваме идентични частици от дясната и лявата страна на уравнението. Какво да правя? Търсите грешка? Не, тук няма грешка. Ситуацията, която попаднахме е нетипична, но съвсем приемлива. Тук няма наблюдателни йони; всички частици участват в реакцията: когато бариеви йони и сулфатен анион се комбинират, се образува утайка от бариев сулфат, а когато H + и OH - йони взаимодействат, се образува слаб електролит (вода).

— Но, позволете ми! - възкликвате вие. - „Как можем да напишем кратко йонно уравнение?“

Няма начин! Можете да кажете, че краткото уравнение съвпада с пълното, можете да пренапишете предишното уравнение отново, но значението на реакцията няма да се промени. Да се надяваме, че компилаторите на опциите за Единен държавен изпит ще ви спестят от такива „хлъзгави“ въпроси, но по принцип трябва да сте подготвени за всеки сценарий.

Време е да започнете да работите сами. Предлагам ви да изпълните следните задачи:

Упражнение 6. Напишете молекулни и йонни уравнения (пълни и кратки) за следните реакции:

Ba(OH) 2 + HNO 3 =
Fe + HBr =
Zn + CuSO 4 =
SO2 + KOH =

Как да решите задача 31 на единния държавен изпит по химия

По принцип вече обсъдихме алгоритъма за решаване на този проблем. Единственият проблем е, че задачата за Единния държавен изпит е формулирана някак... необичайно. Ще ви бъде предложен списък с няколко вещества. Ще трябва да изберете две съединения, между които е възможна реакция, да напишете молекулни и йонни уравнения. Например задачата може да се формулира по следния начин:

Пример 10. Предлагат се водни разтвори на натриев хидроксид, бариев хидроксид, калиев сулфат, натриев хлорид и калиев нитрат. Изберете две вещества, които могат да реагират едно с друго; напишете молекулното уравнение за реакцията, както и пълните и кратките йонни уравнения.

Решение. Спомняйки си свойствата на основните класове неорганични съединения, стигаме до извода, че единствената възможна реакция е взаимодействието на водни разтвори на бариев хидроксид и калиев сулфат:

Ba(OH) 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2KOH.

Пълно йонно уравнение:

Ба 2+ + 2OH- + 2K++ SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2K+ + 2OH-.

Кратко йонно уравнение:

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓.

Между другото, обърнете внимание на един интересен момент: кратките йонни уравнения се оказаха идентични в този пример и в пример 1 от първата част на тази статия. На пръв поглед това изглежда странно: напълно различни вещества реагират, но резултатът е един и същ. Всъщност тук няма нищо странно: йонните уравнения помагат да се види същността на реакцията, която може да бъде скрита под различни черупки.

И един момент. Нека се опитаме да вземем други вещества от предложения списък и да създадем йонни уравнения. Е, например, помислете за взаимодействието на калиев нитрат и натриев хлорид. Нека напишем молекулярното уравнение:

KNO 3 + NaCl = NaNO 3 + KCl.

Дотук всичко изглежда достатъчно правдоподобно и преминаваме към пълното йонно уравнение:

K + + NO 3 - + Na + + Cl - = Na + + NO 3 - + K + + Cl - .

Започваме да премахваме ненужното и откриваме една неприятна подробност: ВСИЧКО в това уравнение е „допълнително“. Намираме всички частици, присъстващи от лявата страна от дясната страна. Какво означава това? Възможно ли е това? Да, може би в този случай просто няма реакция; частиците, които първоначално са присъствали в разтвора, ще останат в него. Никаква реакция!

Виждате ли, ние спокойно написахме глупости в молекулярното уравнение, но не успяхме да „излъжем“ краткото йонно уравнение. Това е точно този случай, когато формулите се оказват по-умни от нас! Запомнете: ако, когато пишете кратко йонно уравнение, стигнете до необходимостта да премахнете всички вещества, това означава, че или сте направили грешка и се опитвате да „намалите“ нещо излишно, или тази реакция изобщо не е възможна.

Пример 11. Натриев карбонат, калиев сулфат, цезиев бромид, солна киселина, натриев нитрат. От предоставения списък изберете две вещества, които могат да реагират едно с друго, напишете молекулното уравнение на реакцията, както и пълните и кратки йонни уравнения.

Решение. Списъкът по-долу съдържа 4 соли и една киселина. Солите могат да реагират една с друга само ако се образува утайка по време на реакцията, но никоя от изброените соли не може да образува утайка при реакция с друга сол от този списък (проверете този факт, като използвате таблицата за разтворимост!) Киселина може да реагира със сол само когато солта е образувана от по-слаба киселина. Сярната, азотната и бромоводородната киселина не могат да бъдат изместени от действието на HCl. Единственият разумен вариант е взаимодействието на солна киселина с натриев карбонат.

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2

Моля, обърнете внимание: вместо формулата H 2 CO 3, която на теория би трябвало да се образува по време на реакцията, пишем H 2 O и CO 2. Това е правилно, тъй като въглеродната киселина е изключително нестабилна дори при стайна температура и лесно се разлага на вода и въглероден диоксид.

Когато пишем пълното йонно уравнение, вземаме предвид, че въглеродният диоксид не е електролит:

2Na + + CO 3 2- + 2H + + 2Cl - = 2Na + + 2Cl - + H 2 O + CO 2.

Премахвайки излишъка, получаваме кратко йонно уравнение:

CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2.

Сега експериментирайте малко! Опитайте се, както направихме в предишния проблем, да създадете йонни уравнения за невъзможни реакции. Вземете например натриев карбонат и калиев сулфат или цезиев бромид и натриев нитрат. Уверете се, че краткото йонно уравнение отново е "празно".

Нека да разгледаме още 6 примера за решаване на задачи USE-31,
ще обсъдим как да пишем йонни уравнения в случай на сложни редокс реакции,
Нека дадем примери за йонни уравнения, включващи органични съединения,
Нека се спрем на йонообменните реакции, протичащи в неводна среда.

Цинкът (Zn) е химичен елемент, принадлежащ към групата на алкалоземните метали. В периодичната таблица на Менделеев той е номер 30, което означава, че зарядът на атомното ядро, броят на електроните и протоните също е 30. Цинкът е във вторична група II на IV период. По номера на групата можете да определите броя на атомите, които са на нейното валентно или външно енергийно ниво - съответно 2.

Цинкът като типичен алкален метал

Цинкът е типичен представител на металите, в нормално състояние има синкаво-сив цвят, лесно се окислява във въздуха, придобивайки оксиден филм (ZnO) на повърхността.

Като типичен амфотерен метал, цинкът взаимодейства с атмосферния кислород: 2Zn+O2=2ZnO - без температура, с образуване на оксиден филм. При нагряване се образува бял прах.

Самият оксид реагира с киселини, за да образува сол и вода:

2ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O.

С киселинни разтвори. Ако цинкът е с обикновена чистота, тогава уравнението на реакцията е HCl Zn по-долу.

Zn+2HCl= ZnCl2+H2 - молекулно уравнение на реакцията.

Zn (заряд 0) + 2H (заряд +) + 2Cl (заряд -) = Zn (заряд +2) + 2Cl (заряд -) + 2H (заряд 0) - пълно уравнение на йонната реакция на Zn HCl.

Zn + 2H(+) = Zn(2+) +H2 - S.I.U. (съкратено уравнение на йонна реакция).

Взаимодействие на цинк със солна киселина

Това уравнение на реакцията за HCl Zn е от редокс тип. Това може да се докаже от факта, че зарядът на Zn и H2 се променя по време на реакцията, наблюдава се качествена проява на реакцията и се наблюдава наличието на окислител и редуциращ агент.

В този случай Н2 е окислител, тъй като c. О. водород преди началото на реакцията беше "+", а след това стана "0". Той участва в процеса на редукция, дарявайки 2 електрона.

Zn е редуциращ агент, участва в окислението, като приема 2 електрона, повишава к.о. (степен на окисление).

Това също е реакция на заместване. Включва 2 вещества, прост Zn и сложен - HCl. В резултат на реакцията се образуват 2 нови вещества, както и едно просто - H2 и едно сложно - ZnCl2. Тъй като Zn се намира в серията активност на металите преди H2, той го измества от веществото, което реагира с него.