Det är dags att gå vidare. Som vi redan vet måste den fullständiga joniska ekvationen rensas upp. Det är nödvändigt att ta bort de partiklar som finns på både höger och vänster sida av ekvationen. Dessa partiklar kallas ibland "observatörjoner"; de deltar inte i reaktionen.
I princip är det inget komplicerat i denna del. Du behöver bara vara försiktig och inse att i vissa fall kan de fullständiga och korta ekvationerna sammanfalla (för mer information, se exempel 9).
Exempel 5. Skriv kompletta och korta joniska ekvationer som beskriver interaktionen mellan kiselsyra och kaliumhydroxid i en vattenlösning.
Lösning. Låt oss börja, naturligtvis, med den molekylära ekvationen:
H2SiO3 + 2KOH = K2SiO3 + 2H2O.
Kiselsyra är ett av de sällsynta exemplen på olösliga syror; Vi skriver det i molekylär form. Vi skriver KOH och K 2 SiO 3 i jonform. Naturligtvis skriver vi H 2 O i molekylär form:
H2SiO3+ 2K++ 2OH- = 2K++ SiO32- + 2H2O.
Vi ser att kaliumjoner inte förändras under reaktionen. Dessa partiklar deltar inte i processen, vi måste ta bort dem från ekvationen. Vi får den önskade korta joniska ekvationen:
H2SiO3 + 2OH- = SiO32- + 2H2O.
Som du kan se kommer processen ner på interaktionen av kiselsyra med OH - joner. Kaliumjoner spelar ingen roll i detta fall: vi skulle kunna ersätta KOH med natriumhydroxid eller cesiumhydroxid, och samma process skulle inträffa i reaktionskolven.
Exempel 6. Koppar(II)oxid löstes i svavelsyra. Skriv en fullständig och kort jonisk ekvation för denna reaktion.
Lösning. Basiska oxider reagerar med syror och bildar salt och vatten:
H2SO4 + CuO = CuSO4 + H2O.
Motsvarande joniska ekvationer ges nedan. Jag tycker att det är onödigt att kommentera något i det här fallet.
2H++ SO 4 2-+ CuO = Cu2++ SO 4 2-+H2O
2H + + CuO = Cu2+ + H2O
Exempel 7. Använd joniska ekvationer och beskriv interaktionen mellan zink och saltsyra.
Lösning. Metaller som finns i spänningsserien till vänster om väte reagerar med syror för att frigöra väte (vi diskuterar inte de specifika egenskaperna hos oxiderande syror):
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2.
Den fullständiga joniska ekvationen kan enkelt skrivas:
Zn + 2H++ 2Cl -= Zn2++ 2Cl -+H2.
Tyvärr gör eleverna ofta misstag när de går över till en kort ekvation i uppgifter av denna typ. Till exempel tar de bort zink från två sidor av ekvationen. Detta är ett stort misstag! På vänster sida finns ett enkelt ämne, oladdade zinkatomer. På höger sida ser vi zinkjoner. Det här är helt olika föremål! Det finns ännu fler fantastiska alternativ. Till exempel är H+-joner överstrukna på vänster sida, och H2-molekyler är överstrukna på höger sida. Detta motiveras av det faktum att båda är väte. Men sedan, efter denna logik, kan vi till exempel anta att H 2, HCOH och CH 4 är "samma sak", eftersom alla dessa ämnen innehåller väte. Se hur absurt det kan bli!
Naturligtvis kan (och bör!) vi i detta exempel bara radera klorjoner. Vi får det slutgiltiga svaret:
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2.
Till skillnad från alla exempel som diskuterats ovan är denna reaktion redox (under denna process sker en förändring i oxidationstillstånd). För oss är detta dock helt principlöst: den allmänna algoritmen för att skriva joniska ekvationer fortsätter att fungera här.
Exempel 8. Koppar placerades i en vattenlösning av silvernitrat. Beskriv de processer som sker i lösningen.
Lösning. Mer aktiva metaller (de till vänster i spänningsserien) förskjuter mindre aktiva från lösningar av deras salter. Koppar ligger i spänningsserien till vänster om silver, därför förskjuter den Ag från saltlösningen:
Сu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag↓.
De fullständiga och korta joniska ekvationerna ges nedan:
Cu O + 2 Ag + + 2NO 3 -= Cu2++ 2NO 3 -+ 2Ag↓ 0 ,
Cu 0 + 2Ag + = Cu 2+ + 2Ag↓ 0 .
Exempel 9. Skriv joniska ekvationer som beskriver växelverkan mellan vattenlösningar av bariumhydroxid och svavelsyra.
Lösning. Vi talar om en neutraliseringsreaktion som är välkänd för alla; molekylekvationen kan skrivas utan svårighet:
Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4 ↓ + 2H2O.
Full jonisk ekvation:
Ba2+ + 2OH - + 2H + + SO42- = BaSO4 ↓ + 2H2O.
Det är dags att göra upp en kort ekvation, och här blir en intressant detalj tydlig: det finns faktiskt inget att reducera. Vi observerar inte identiska partiklar på höger och vänster sida av ekvationen. Vad ska man göra? Letar du efter ett misstag? Nej, det är inget fel här. Situationen vi mötte är atypisk, men ganska acceptabel. Det finns inga observatörjoner här; alla partiklar deltar i reaktionen: när bariumjoner och sulfatanjon kombineras bildas en fällning av bariumsulfat, och när H + och OH - joner samverkar bildas en svag elektrolyt (vatten).
"Men låt mig!" - utbrister du. - "Hur kan vi skriva en kort jonisk ekvation?"
Aldrig! Du kan säga att den korta ekvationen sammanfaller med den fullständiga, du kan skriva om den föregående ekvationen igen, men innebörden av reaktionen kommer inte att förändras. Låt oss hoppas att kompilatorerna för Unified State Exam-alternativen kommer att rädda dig från sådana "hala" frågor, men i princip bör du vara beredd på alla scenarier.
Det är dags att börja arbeta på egen hand. Jag föreslår att du slutför följande uppgifter:
Övning 6. Skriv molekylära och joniska ekvationer (fullständiga och korta) för följande reaktioner:
- Ba(OH)2 + HNO3 =
- Fe + HBr =
- Zn + CuS04 =
- SO2 + KOH =
Så här löser du uppgift 31 på Unified State Exam i kemi
I princip har vi redan diskuterat algoritmen för att lösa detta problem. Det enda problemet är att Unified State Exam-uppgiften är formulerad något ... ovanligt. Du kommer att erbjudas en lista över flera ämnen. Du kommer att behöva välja två föreningar mellan vilka en reaktion är möjlig, skriv molekylära och joniska ekvationer. Uppgiften kan till exempel formuleras på följande sätt:
Exempel 10. Vattenlösningar av natriumhydroxid, bariumhydroxid, kaliumsulfat, natriumklorid och kaliumnitrat finns tillgängliga. Välj två ämnen som kan reagera med varandra; skriv molekylekvationen för reaktionen, samt de fullständiga och korta joniska ekvationerna.
Lösning. Genom att komma ihåg egenskaperna hos huvudklasserna av oorganiska föreningar kommer vi till slutsatsen att den enda möjliga reaktionen är interaktionen mellan vattenlösningar av bariumhydroxid och kaliumsulfat:
Ba(OH)2 + K2SO4 = BaSO4 ↓ + 2KOH.
Full jonisk ekvation:
Ba 2++ 2OH- + 2K++ SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2K+ + 2OH-.
Kort jonisk ekvation:
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓.
Var förresten uppmärksam på en intressant punkt: de korta joniska ekvationerna visade sig vara identiska i detta exempel och i exempel 1 från den första delen av denna artikel. Vid första anblicken verkar detta konstigt: helt olika ämnen reagerar, men resultatet är detsamma. I själva verket är det inget konstigt här: joniska ekvationer hjälper till att se essensen av reaktionen, som kan döljas under olika skal.
Och ett ögonblick. Låt oss försöka ta andra ämnen från den föreslagna listan och skapa joniska ekvationer. Tja, till exempel, överväga interaktionen mellan kaliumnitrat och natriumklorid. Låt oss skriva molekylekvationen:
KNO3 + NaCl = NaNO3 + KCl.
Än så länge ser allt rimligt ut, och vi går vidare till den fullständiga joniska ekvationen:
K + + NO 3 - + Na + + Cl - = Na + + NO 3 - + K + + Cl - .
Vi börjar ta bort det onödiga och upptäcker en obehaglig detalj: ALLT i denna ekvation är "extra". Vi hittar alla partiklar som finns på vänster sida på höger sida. Vad betyder det här? Är detta möjligt? Ja, kanske, det finns helt enkelt ingen reaktion i det här fallet; partiklar som ursprungligen fanns i lösningen kommer att förbli i den. Ingen reaktion!
Du förstår, vi skrev lugnt nonsens i den molekylära ekvationen, men vi kunde inte "lura" den korta joniska ekvationen. Detta är just fallet när formler visar sig vara smartare än oss! Kom ihåg: om du, när du skriver en kort jonisk ekvation, kommer till behovet av att ta bort alla ämnen, betyder det att du antingen gjorde ett misstag och försöker "minska" något överflödigt, eller så är denna reaktion inte möjlig alls.
Exempel 11. Natriumkarbonat, kaliumsulfat, cesiumbromid, saltsyra, natriumnitrat. Från listan som tillhandahålls, välj två ämnen som kan reagera med varandra, skriv reaktionens molekylära ekvation, samt de fullständiga och korta joniska ekvationerna.
Lösning. Listan nedan innehåller 4 salter och en syra. Salter kan endast reagera med varandra om en fällning bildas under reaktionen, men inget av de listade salterna kan bilda en fällning i reaktion med ett annat salt från denna lista (kontrollera detta med hjälp av löslighetstabellen!) En syra kan reagera med ett salt endast när saltet bildas av en svagare syra. Svavelsyra, salpetersyra och bromvätesyra kan inte ersättas av inverkan av HCl. Det enda rimliga alternativet är växelverkan mellan saltsyra och natriumkarbonat.
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2
Observera: istället för formeln H 2 CO 3, som i teorin borde ha bildats under reaktionen, skriver vi H 2 O och CO 2. Detta är korrekt, eftersom kolsyra är extremt instabil även vid rumstemperatur och lätt sönderfaller till vatten och koldioxid.
När vi skriver den fullständiga joniska ekvationen tar vi hänsyn till att koldioxid inte är en elektrolyt:
2Na + + CO3 2- + 2H + + 2Cl- = 2Na + + 2Cl - + H2O + CO2.
Om vi tar bort överskottet får vi en kort jonisk ekvation:
CO32- + 2H+ = H2O + CO2.
Experimentera lite nu! Försök, som vi gjorde i föregående problem, att skapa joniska ekvationer för omöjliga reaktioner. Ta till exempel natriumkarbonat och kaliumsulfat eller cesiumbromid och natriumnitrat. Se till att den korta joniska ekvationen är "tom" igen.
- Låt oss titta på ytterligare 6 exempel på att lösa USE-31-uppgifter,
- vi kommer att diskutera hur man skriver joniska ekvationer i fallet med komplexa redoxreaktioner,
- Låt oss ge exempel på joniska ekvationer som involverar organiska föreningar,
- Låt oss beröra jonbytesreaktioner som inträffar i ett icke-vattenhaltigt medium.
Zink (Zn) är ett kemiskt grundämne som tillhör gruppen alkaliska jordartsmetaller. I Mendeleevs periodiska system är det nummer 30, vilket betyder att laddningen av atomkärnan, antalet elektroner och protoner också är 30. Zink är i den sekundära gruppen II av IV-perioden. Genom gruppnumret kan du bestämma antalet atomer som är på dess valens eller externa energinivå - respektive 2.
Zink som en typisk alkalimetall
Zink är en typisk representant för metaller; i sitt normala tillstånd har det en blågrå färg; det oxiderar lätt i luft och får en oxidfilm (ZnO) på ytan.
Som en typisk amfotär metall interagerar zink med atmosfäriskt syre: 2Zn+O2=2ZnO - utan temperatur, med bildandet av en oxidfilm. Vid upphettning bildas ett vitt pulver.
Oxiden själv reagerar med syror och bildar salt och vatten:
2ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O.
Med sura lösningar. Om zinken är av vanlig renhet, är reaktionsekvationen HCl Zn nedan.
Zn+2HCl= ZnCl2+H2 - molekylära ekvationen för reaktionen.
Zn (laddning 0) + 2H (laddning +) + 2Cl (laddning -) = Zn (laddning +2) + 2Cl (laddning -) + 2H (laddning 0) - fullständig Zn HCl jonreaktionsekvation.
Zn + 2H(+) = Zn(2+) +H2 - S.I.U. (förkortad jonreaktionsekvation).
Reaktion av zink med saltsyra
Denna reaktionsekvation för HCl Zn är av redoxtyp. Detta kan bevisas av det faktum att laddningen av Zn och H2 förändrades under reaktionen, en kvalitativ manifestation av reaktionen observerades och närvaron av ett oxidationsmedel och ett reduktionsmedel observerades.
I detta fall är H2 ett oxidationsmedel, eftersom c. O. väte innan reaktionens start var "+", och efter att det blev "0". Han deltog i reduktionsprocessen och donerade 2 elektroner.
Zn är ett reduktionsmedel, det deltar i oxidation, accepterar 2 elektroner, vilket ökar c.o. (oxidationstillstånd).
Det är också en ersättningsreaktion. Det involverade 2 ämnen, en enkel Zn och en komplex - HCl. Som ett resultat av reaktionen bildades 2 nya ämnen, såväl som en enkel - H2 och en komplex - ZnCl2. Eftersom Zn finns i aktivitetsserien av metaller före H2, förträngde det det från ämnet som reagerade med det.
Zink (Zn) är ett kemiskt grundämne som tillhör gruppen alkaliska jordartsmetaller. I Mendeleevs periodiska system är det nummer 30, vilket betyder att laddningen av atomkärnan, antalet elektroner och protoner också är 30. Zink är i den sekundära gruppen II av IV-perioden. Genom gruppnumret kan du bestämma antalet atomer som är på dess valens eller externa energinivå - respektive 2.
Zink som en typisk alkalimetall
Zink är en typisk representant för metaller; i sitt normala tillstånd har det en blågrå färg; det oxiderar lätt i luft och får en oxidfilm (ZnO) på ytan.
Som en typisk amfotär metall interagerar zink med atmosfäriskt syre: 2Zn+O2=2ZnO - utan temperatur, med bildandet av en oxidfilm. Vid upphettning bildas ett vitt pulver.
Oxiden själv reagerar med syror och bildar salt och vatten:
2ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O.
Med sura lösningar. Om zinken är av vanlig renhet, är reaktionsekvationen HCl Zn nedan.
Zn+2HCl= ZnCl2+H2 - molekylära ekvationen för reaktionen.
Zn (laddning 0) + 2H (laddning +) + 2Cl (laddning -) = Zn (laddning +2) + 2Cl (laddning -) + 2H (laddning 0) - fullständig Zn HCl jonreaktionsekvation.
Zn + 2H(+) = Zn(2+) +H2 - S.I.U. (förkortad jonreaktionsekvation).
Reaktion av zink med saltsyra
Denna reaktionsekvation för HCl Zn är av redoxtyp. Detta kan bevisas av det faktum att laddningen av Zn och H2 förändrades under reaktionen, en kvalitativ manifestation av reaktionen observerades och närvaron av ett oxidationsmedel och ett reduktionsmedel observerades.
I detta fall är H2 ett oxidationsmedel, eftersom c. O. väte innan reaktionens start var "+", och efter att det blev "0". Han deltog i reduktionsprocessen och donerade 2 elektroner.
Zn är ett reduktionsmedel, det deltar i oxidation, accepterar 2 elektroner, vilket ökar c.o. (oxidationstillstånd).
Det är också en ersättningsreaktion. Det involverade 2 ämnen, en enkel Zn och en komplex - HCl. Som ett resultat av reaktionen bildades 2 nya ämnen, såväl som en enkel - H2 och en komplex - ZnCl2. Eftersom Zn finns i aktivitetsserien av metaller före H2, förträngde det det från ämnet som reagerade med det.
