Часть И. ОБЩАЯ ХИМИЯ

Раздел 5. РОЗЧИНИ.ТЕОРІЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ

§ 5.11. Реакции ионного обмена

Согласно теории электролитической диссоциации все реакции в водных растворах электролитов являются реакциями между ионами. Они называются ионными реакциями, а уравнения этих реакций - ионными уравнениями. Они проще, чем уравнения реакций, записанных в молекулярной форме, и имеют общий характер.

При составлении ионных уравнений реакций следует руководствоваться тем, что вещества малодисоційовані, малорастворимые (те, что выпадают в осадок) и газуваті записываются в молекулярной форме. Знак 4, который стоит у формулы вещества, означает, что это вещество выходит из сферы реакции в виде осадка, знак Т означает, что вещество удаляется из сферы реакции в виде газа. Сильные электролиты, как полностью дисоційовані, записывают в виде ионов. Сумма электрических зарядов в левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов в правой части.

Чтобы закрепить эти положения, рассмотрим два примера.

Пример 1. Напишите уравнения реакций между растворами хлорида железа(III) и гидроксида натрия в молекулярной и ионной формах.

Разобьем решение задачи на четыре этапа.

1. Запишем уравнение реакции в молекулярной форме:

FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃ + 3NaCl.

2. Перепишем это уравнение, изобразив вещества, хорошо диссоциируют, в виде ионов, а те, что выходят из сферы реакции, - в виде молекул:

Fe³⁺ + 3Сl^- + 3Na⁺ + ЗОН^- = Fe(OH)₃↓+ 3Na⁺ + 3Cl^- . Это ионное уравнение реакции.

3. Исключим из обоих частей ионного уравнения одинаковые ионы, т.е. ионы, которые не принимают участия в реакции (они подчеркнуты):

4. Запишем уравнение реакции в окончательном виде:

Fe³⁺ + ЗОН^- = Fe(OH)₃ ↓.

Это сокращенное ионное уравнение реакции. Как виднoс этого уравнения, суть реакции сводится к взаимодействию ионов Fe₃⁺ и ОН^- , в результате чего образуется осадок Fe(OH)₃. При этом совсем не имеет значение, в состав которых электролитов входили эти ионы до их взаимодействия.

Пример 2. Напишите уравнения реакций между растворами хлорида калия и нитрата натрия.

Поскольку продукты взаимодействия хорошо растворимые в воде и не выходят из сферы реакции, то данная реакция обратима.

Как и в примере 1, записываем по этапами:

1. КСl + NaNO₃ ⇆ KNO₃ + NaCl.

2. К⁺ + Сl^- + Na⁺ + N)₃^- ⇆ К⁺ + N)₃^- + Na⁺ + Сl^-.

Уравнения для следующих этапов написать нельзя, поскольку с точки зрения теории электролитической диссоциации реакция не происходит. Однако если выпаривать этот раствор, то будут возникать новые химические связи между ионами и образуется смесь четырех солей: КСl, NaNO₃, NaCl, KNO₃.

Ионными уравнениями можно изображать любые реакции, происходящие в растворах между электролитами. Если во время таких реакций заряды ионов не меняются (не изменяется степень окисления), то они называются ионообменными.