Vrijeme je da krenemo dalje. Kao što već znamo, kompletnu jonsku jednačinu treba "očistiti". Potrebno je ukloniti one čestice koje su prisutne i na desnoj i na lijevoj strani jednačine. Ove čestice se ponekad nazivaju "joni posmatrači"; ne učestvuju u reakciji.
U principu, u ovom dijelu nema ništa komplikovano. Samo trebate biti oprezni i shvatiti da se u nekim slučajevima puna i kratka jednačina mogu poklapati (za više detalja pogledajte primjer 9).
Primjer 5. Napišite potpunu i kratku ionsku jednačinu koja opisuje interakciju silicijumske kiseline i kalijevog hidroksida u vodenom rastvoru.
Rješenje. Počnimo, naravno, s molekularnom jednadžbom:
H 2 SiO 3 + 2KOH = K 2 SiO 3 + 2H 2 O.
Silicijumska kiselina je jedan od rijetkih primjera netopivih kiselina; napisano u molekularnom obliku. KOH i K 2 SiO 3 su zapisani u ionskom obliku. H 2 O, naravno, pišemo u molekularnom obliku:
H 2 SiO 3 + 2K++ 2OH - = 2K++ SiO 3 2- + 2H 2 O.
Vidimo da se joni kalijuma ne menjaju tokom reakcije. Ove čestice ne učestvuju u procesu, moramo ih ukloniti iz jednačine. Dobijamo željenu kratku ionsku jednačinu:
H 2 SiO 3 + 2OH - \u003d SiO 3 2- + 2H 2 O.
Kao što vidite, proces se svodi na interakciju silicijumske kiseline sa OH - jonima. Ioni kalija u ovom slučaju ne igraju nikakvu ulogu: mogli bismo zamijeniti KOH sa natrijum hidroksidom ili cezijum hidroksidom, a isti proces bi se odvijao u reakcionoj tikvici.
Primjer 6. Bakar (II) oksid je otopljen u sumpornoj kiselini. Napišite pune i kratke ionske jednačine za ovu reakciju.
Rješenje. Bazni oksidi reaguju sa kiselinama i formiraju so i vodu:
H 2 SO 4 + CuO \u003d CuSO 4 + H 2 O.
Odgovarajuće jonske jednačine su date u nastavku. Mislim da je u ovom slučaju nepotrebno bilo šta komentarisati.
2H++ SO 4 2-+ CuO = Cu 2+ + SO 4 2-+ H2O
2H + + CuO = Cu 2+ + H 2 O
Primjer 7. Koristite ionske jednadžbe da opišete interakciju cinka sa klorovodičnom kiselinom.
Rješenje. Metali koji se nalaze u nizu napona lijevo od vodika reagiraju s kiselinama oslobađanjem vodika (sada ne raspravljamo o specifičnim svojstvima oksidirajućih kiselina):
Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2.
Potpuna jonska jednadžba se može napisati bez poteškoća:
Zn+2H++ 2Cl-= Zn2+ + 2Cl-+H2.
Nažalost, prilikom prelaska na kratku jednačinu u zadacima ovog tipa učenici često griješe. Na primjer, uzmite cink iz dva dijela jednačine. Ovo je velika greška! Na lijevoj strani nalazi se jednostavna supstanca, nenabijeni atomi cinka. Na desnoj strani vidimo jone cinka. To su potpuno različiti objekti! Postoje još fantastičnije opcije. Na primjer, H+ ioni su precrtani na lijevoj strani, a H 2 molekuli su precrtani na desnoj. Ovo je motivisano činjenicom da su oba vodonik. Ali onda, slijedeći ovu logiku, može se, na primjer, smatrati da su H 2 , HCOH i CH 4 "jedno te isto", jer sve te tvari sadrže vodonik. Pogledajte kako apsurdno može biti!
Naravno, u ovom primjeru možemo (i trebali bismo!) izbrisati samo kloridne ione. Dobijamo konačan odgovor:
Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2 .
Za razliku od svih gore navedenih primjera, ova reakcija je redoks (tokom ovog procesa mijenjaju se oksidacijska stanja). Za nas je to, međutim, potpuno neprincipijelno: opći algoritam za pisanje ionskih jednačina i ovdje nastavlja raditi.
Primjer 8. Bakar je stavljen u vodeni rastvor srebrovog nitrata. Opišite procese koji se odvijaju u otopini.
Rješenje. Aktivniji metali (koji stoje lijevo u nizu napona) istiskuju manje aktivne iz otopina njihovih soli. Bakar je u naponskom nizu lijevo od srebra, stoga istiskuje Ag iz otopine soli:
Su + 2AgNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 2Ag ↓.
Pune i kratke jonske jednadžbe su date u nastavku:
Cu 0 + 2Ag + + 2NO 3 -= Cu 2+ + 2NO 3 -+ 2Ag↓ 0 ,
Cu 0 + 2Ag + = Cu 2+ + 2Ag↓ 0.
Primjer 9. Napišite ionske jednadžbe koje opisuju interakciju vodenih otopina barij hidroksida i sumporne kiseline.
Rješenje. Ovo je dobro poznata reakcija neutralizacije, molekularna jednačina se može napisati bez poteškoća:
Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O.
Potpuna jonska jednačina:
Ba 2+ + 2OH - + 2H + + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O.
Vrijeme je da napravimo kratku jednačinu, a ovdje se ispostavlja zanimljiv detalj: nema se, zapravo, ništa smanjiti. Ne opažamo identične čestice na desnoj i lijevoj strani jednačine. sta da radim? Tražite grešku? Ne, tu nema greške. Situacija na koju smo naišli je netipična, ali sasvim prihvatljiva. Ovde nema jona posmatrača; sve čestice sudjeluju u reakciji: kada se spoje barij i sulfatni anion, nastaje talog barij sulfata, a kada H+ i OH ioni interaguju, nastaje slab elektrolit (voda).
"Ali, pusti me!" - uzvikneš ti. - "Kako da napišemo kratku jonsku jednačinu?"
Nema šanse! Možete reći da je kratka jednačina ista kao i puna, možete ponovo napisati prethodnu jednačinu, ali značenje reakcije se neće promijeniti od ovoga. Nadajmo se da će vas kompajleri USE opcija spasiti od takvih "klizavih" pitanja, ali, u principu, trebali biste biti spremni za svaki scenario.
Vrijeme je da počnete raditi sami. Predlažem da izvršite sljedeće zadatke:
Vježba 6. Napišite molekularne i ionske jednadžbe (potpune i kratke) za sljedeće reakcije:
- Ba(OH) 2 + HNO 3 =
- Fe + HBr =
- Zn + CuSO 4 \u003d
- SO 2 + KOH =
Kako riješiti zadatak 31 na ispitu iz hemije
U principu, algoritam za rješavanje ovog problema već smo analizirali. Jedini problem je što je zadatak na ispitu formuliran pomalo...neobično. Biće vam predstavljena lista nekoliko supstanci. Morat ćete odabrati dva spoja između kojih je moguća reakcija, napraviti molekularnu i ionsku jednačinu. Na primjer, zadatak se može formulirati na sljedeći način:
Primjer 10. Dostupni su vodeni rastvori natrijum hidroksida, barijum hidroksida, kalijum sulfata, natrijum hlorida i kalijum nitrata. Odaberite dvije tvari koje mogu reagirati jedna s drugom; napišite molekularnu jednačinu za reakciju, kao i punu i kratku ionsku jednačinu.
Rješenje. Prisjećajući se svojstava glavnih klasa anorganskih spojeva, dolazimo do zaključka da je jedina moguća reakcija interakcija vodenih otopina barijevog hidroksida i kalijevog sulfata:
Ba(OH) 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2KOH.
Potpuna jonska jednačina:
Ba 2+ + 2OH- + 2K++ SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2K+ + 2OH-.
Kratka ionska jednadžba:
Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 ↓.
Usput, obratite pažnju na zanimljivu stvar: kratke jonske jednadžbe su se pokazale identičnim u ovom primjeru i primjeru 1 iz prvog dijela ovog članka. Na prvi pogled ovo izgleda čudno: potpuno različite tvari reagiraju, ali rezultat je isti. Zapravo, ovdje nema ničeg čudnog: ionske jednadžbe pomažu da se sagleda suština reakcije, koja se može sakriti ispod različitih školjki.
I jedan trenutak. Pokušajmo uzeti druge tvari sa predložene liste i napraviti jonske jednadžbe. Pa, na primjer, razmotrite interakciju kalijevog nitrata i natrijum hlorida. Napišimo molekularnu jednačinu:
KNO 3 + NaCl = NaNO 3 + KCl.
Do sada, sve izgleda dovoljno uvjerljivo, i prelazimo na punu ionsku jednačinu:
K + + NO 3 - + Na + + Cl - \u003d Na + + NO 3 - + K + + Cl -.
Počinjemo uklanjati višak i nalazimo neugodan detalj: SVE u ovoj jednadžbi je "suvišno". Sve čestice koje su prisutne na lijevoj strani nalazimo na desnoj. Šta to znači? Moguće je? Da, možda, samo u ovom slučaju ne dolazi do reakcije; čestice koje su prvobitno bile prisutne u rastvoru će ostati u njemu. Nema reakcije!
Vidite, u molekularnoj jednačini smo tiho pisali gluposti, ali nismo uspjeli "prevariti" kratku jonsku jednačinu. To je slučaj kada su formule pametnije od nas! Zapamtite: ako prilikom pisanja kratke ionske jednadžbe dođete do potrebe da uklonite sve tvari, to znači da ste ili pogriješili i pokušavate "smanjiti" nešto suvišno, ili je ova reakcija općenito nemoguća.
Primjer 11. Natrijum karbonat, kalijum sulfat, cezijum bromid, hlorovodonična kiselina, natrijum nitrat. Sa predložene liste izaberite dve supstance koje mogu da reaguju jedna na drugu, napišite molekularnu jednačinu reakcije, kao i punu i kratku ionsku jednačinu.
Rješenje. Na gornjoj listi nalaze se 4 soli i jedna kiselina. Soli mogu međusobno reagovati samo ako se tokom reakcije formira precipitat, ali nijedna od navedenih soli nije u stanju da formira talog u reakciji sa drugom soli sa ove liste (proverite ovu činjenicu pomoću tabele rastvorljivosti!) Kiselina je u stanju da formira talog u reakciji sa drugom soli sa ove liste (proverite ovu činjenicu pomoću tabele rastvorljivosti!). da reaguje sa solju samo kada je so formirana slabijom kiselinom. Sumporna, dušična i bromovodična kiselina ne mogu se istisnuti djelovanjem HCl. Jedina razumna opcija je interakcija hlorovodonične kiseline sa natrijum karbonatom.
Na 2 CO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2
Napominjemo: umjesto formule H 2 CO 3, koja je teoretski trebala nastati tokom reakcije, pišemo H 2 O i CO 2. To je tačno, jer je ugljična kiselina izuzetno nestabilna čak i na sobnoj temperaturi i lako se razlaže na vodu i ugljični dioksid.
Prilikom pisanja pune ionske jednadžbe, uzimamo u obzir da ugljični dioksid nije elektrolit:
2Na + + CO 3 2- + 2H + + 2Cl - \u003d 2Na + + 2Cl - + H 2 O + CO 2.
Uklonimo višak, dobijemo kratku ionsku jednačinu:
CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2.
Sada malo eksperimentirajte! Pokušajte, kao što smo radili u prethodnom zadatku, da napišete ionske jednačine za nemoguće reakcije. Uzmite, na primjer, natrijum karbonat i kalijum sulfat, ili cezijum bromid i natrijum nitrat. Provjerite je li kratka jonska jednačina ponovo "prazna".
- razmotrite još 6 primjera rješavanja USE-31 zadataka,
- razgovarati o tome kako napisati ionske jednadžbe za složene redoks reakcije,
- dajemo primjere ionskih jednadžbi koje uključuju organska jedinjenja,
- Dotaknimo se reakcija ionske izmjene koje se odvijaju u nevodenom mediju.
Cink (Zn) je hemijski element koji pripada grupi zemnoalkalnih metala. U periodnom sistemu Mendeljejev se nalazi na broju 30, što znači da je naelektrisanje atomskog jezgra, broj elektrona i protona takođe 30. Cink se nalazi na strani II grupe IV perioda. Po broju grupe možete odrediti broj atoma koji se nalaze na njenoj valentnoj ili vanjskoj energetskoj razini - respektivno, 2.
Cink kao tipičan alkalni metal
Cink je tipičan predstavnik metala, u normalnom stanju ima plavkasto-sivu boju, lako se oksidira na zraku, na površini dobiva oksidni film (ZnO).
Kao tipičan amfoterni metal, cink stupa u interakciju s atmosferskim kisikom: 2Zn + O2 = 2ZnO - bez temperature, uz stvaranje oksidnog filma. Kada se zagreje, formira se beli prah.
Sam oksid reaguje sa kiselinama i formira sol i vodu:
2ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O.
sa kiselim rastvorima. Ako je cink uobičajene čistoće, onda je jednadžba reakcije za HCl Zn ispod.
Zn+2HCl= ZnCl2+H2 - jednadžba molekularne reakcije.
Zn (naelektrisanje 0) + 2H (naelektrisanje +) + 2Cl (naelektrisanje -) = Zn (naelektrisanje +2) + 2Cl (naelektrisanje -) + 2H (naelektrisanje 0) - kompletna jednačina ionske reakcije Zn HCl.
Zn + 2H(+) = Zn(2+) +H2 - S.I.U. (skraćena jednačina jonske reakcije).
Reakcija cinka sa hlorovodoničnom kiselinom
Ova jednačina reakcije HCl Zn pripada redoks tipu. To se može dokazati činjenicom da se tokom reakcije promijenio naboj Zn i H2, uočena je kvalitativna manifestacija reakcije, a uočeno je i prisustvo oksidirajućeg agensa i redukcionog agensa.
U ovom slučaju, H2 je oksidant, budući da c. O. vodonik prije početka reakcije bio je "+", a nakon toga postao je "0". Učestvovao je u procesu redukcije, dajući 2 elektrona.
Zn je redukcijski agens, učestvuje u oksidaciji, prihvata 2 elektrona, povećavajući s.d. (stepen oksidacije).
To je također reakcija zamjene. U njemu su učestvovale 2 supstance, prosti Zn i složeni - HCl. Kao rezultat reakcije nastale su 2 nove tvari, kao i jedna jednostavna - H2 i jedna složena - ZnCl2. Budući da se Zn nalazi u nizu aktivnosti metala prije H2, istisnuo ga je iz tvari koja je s njim reagirala.
Cink (Zn) je hemijski element koji pripada grupi zemnoalkalnih metala. U periodnom sistemu Mendeljejev se nalazi na broju 30, što znači da je naelektrisanje atomskog jezgra, broj elektrona i protona takođe 30. Cink se nalazi na strani II grupe IV perioda. Po broju grupe možete odrediti broj atoma koji se nalaze na njenoj valentnoj ili vanjskoj energetskoj razini - respektivno, 2.
Cink kao tipičan alkalni metal
Cink je tipičan predstavnik metala, u normalnom stanju ima plavkasto-sivu boju, lako se oksidira na zraku, na površini dobiva oksidni film (ZnO).
Kao tipičan amfoterni metal, cink stupa u interakciju s atmosferskim kisikom: 2Zn + O2 = 2ZnO - bez temperature, uz stvaranje oksidnog filma. Kada se zagreje, formira se beli prah.
Sam oksid reaguje sa kiselinama i formira sol i vodu:
2ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O.
sa kiselim rastvorima. Ako je cink uobičajene čistoće, onda je jednadžba reakcije za HCl Zn ispod.
Zn+2HCl= ZnCl2+H2 - jednadžba molekularne reakcije.
Zn (naelektrisanje 0) + 2H (naelektrisanje +) + 2Cl (naelektrisanje -) = Zn (naelektrisanje +2) + 2Cl (naelektrisanje -) + 2H (naelektrisanje 0) - kompletna jednačina ionske reakcije Zn HCl.
Zn + 2H(+) = Zn(2+) +H2 - S.I.U. (skraćena jednačina jonske reakcije).
Reakcija cinka sa hlorovodoničnom kiselinom
Ova jednačina reakcije HCl Zn pripada redoks tipu. To se može dokazati činjenicom da se tokom reakcije promijenio naboj Zn i H2, uočena je kvalitativna manifestacija reakcije, a uočeno je i prisustvo oksidirajućeg agensa i redukcionog agensa.
U ovom slučaju, H2 je oksidant, budući da c. O. vodonik prije početka reakcije bio je "+", a nakon toga postao je "0". Učestvovao je u procesu redukcije, dajući 2 elektrona.
Zn je redukcijski agens, učestvuje u oksidaciji, prihvata 2 elektrona, povećavajući s.d. (stepen oksidacije).
To je također reakcija zamjene. U njemu su učestvovale 2 supstance, prosti Zn i složeni - HCl. Kao rezultat reakcije nastale su 2 nove tvari, kao i jedna jednostavna - H2 i jedna složena - ZnCl2. Budući da se Zn nalazi u nizu aktivnosti metala prije H2, istisnuo ga je iz tvari koja je s njim reagirala.
