Как составить ионное уравнение кратко - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Статьи

Основное общее образование

Линия УМК В. В. Лунина. Химия (8-9)

Химия

Ионные уравнения

Ионные уравнения — неотъемлемая часть сложной и интересной химической науки. Такие уравнения позволяют наглядно увидеть, какие ионы вступают в химические превращения. В виде ионов записывают вещества, которые подвергаются электролитической диссоциации. Разберем историю вопроса, алгоритм составления ионных уравнений и примеры задач.

06 июня 2019

ИСТОРИЯ ВОПРОСА

Еще древние алхимики, проводя нехитрые химические реакции в поисках философского камня и записывая в толстые фолианты результаты своих исследований, использовали определенные знаки для химических веществ. У каждого ученого была своя система, что неудивительно: каждый хотел защитить свои тайные знания от происков завистников и конкурентов. И лишь в VIII веке появляются единые обозначения для некоторых элементов.

В 1615 году Жан Бегун в своей книге «Начала химии», что по праву считается одним из первых учебников в этом разделе естествознания, предложил использовать условные обозначения для записи химических уравнений. И лишь в 1814 году шведский химик Йонс Якоб Берцелиус создал систему химических символов на основе одной или двух первых букв латинского названия элемента, подобную той, с которой ученики знакомятся на уроках.

В восьмом классе (параграф 12, учебник «Химия. 8 класс» под редакцией В.В. Еремина) ребята научились составлять молекулярные уравнения реакций, где и реагенты, и продукты реакций представлены в виде молекул.

Однако это упрощенный взгляд на химические превращения. И об этом задумывались ученые уже в XVIII веке.

Аррениус в результате своих экспериментов выяснил, что растворы некоторых веществ проводят электрический ток. И доказал, что вещества, обладающие электропроводностью, в растворах находятся в виде ионов: положительно заряженных катионов и отрицательно заряженных анионов. И именно эти заряженные частицы вступают в реакции.

ЧТО ТАКОЕ ИОННЫЕ УРАВНЕНИЯ

Ионные уравнения реакций — это химические равенства, в которых вещества, вступающие в реакцию, и продукты реакций обозначены в виде диссоциированных ионов. Уравнения данного типа подходят для записи химических реакций замещения и обмена в растворах.

Ионные уравнения — неотъемлемая часть сложной и интересной химической науки. Такие уравнения позволяют наглядно увидеть, какие ионы вступают в химические превращения. В виде ионов записывают вещества, которые подвергаются электролитической диссоциации (тема подробно разбирается в параграфе 10, учебник «Химия. 9 класс» под редакцией В.В. Еремина). В виде молекул записывают газы, вещества, выпадающие в осадок, и слабые электролиты, которые практически не диссоциируют. Газы обозначаются стрелкой вверх (↑), субстанции, выпадающие в осадок, стрелкой вниз (↓).

Химия. 8 класс. Учебник

Учебник написан преподавателями химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Отличительными особенностями книги являются простота и наглядность изложения материала, высокий научный уровень, большое количество иллюстраций, экспериментов и занимательных опытов, что позволяет использовать ее в классах и школах с углубленным изучением естественно-научных предметов.

Купить

ОСОБЕННОСТИ ИОННЫХ УРАВНЕНИЙ

1. Реакции ионного обмена, в отличие от окислительно-восстановительных реакций, протекают без нарушения валентности веществ, вступающих в химические превращения.

— окислительно-восстановительная реакция

— реакция ионного обмена

2. Реакции между ионами протекают при условии образования в ходе реакции плохорастворимого осадка, выделения летучего газа или образования слабых электролитов.

CuCl₂ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + 2NaCl

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂↑+ H₂O

Удивительно, что реакции обмена могут проходить даже с нерастворимыми солями слабых кислот. В этом случае сильная кислота вытесняет слабую из ее солей. В качестве примера можно привести сокращенное ионное уравнение разведения карбоната кальция в сильных кислотах.

АЛГОРИТМ СОСТАВЛЕНИЯ ИОННОГО УРАВНЕНИЯ

Записываем молекулярное уравнение химического процесса.

H₂SO₄ + KOH = K₂SO₄ + H₂O
Балансируем молекулярное уравнение с помощью коэффициентов.

Чтобы правильно сбалансировать равенство, нужно вспомнить закон сохранения массы веществ (параграф 12, «Химия. 8 класс» под редакцией В.В. Еремина), согласно которому в ходе химических превращений новые атомы не появляются, а старые не разрушаются. Т.е. число атомов в продуктах реакции равно числу атомов в исходных веществах. Помним, что водород и кислород уравниваем в последнюю очередь.

H₂SO₄ + 2KOH = K₂SO₄ + 2H₂O
Определяем, какие вещества в химической реакции диссоциируют, т.е. распадаются на ионы.

Записываем в виде ионов:
- растворимые соли;
- сильные кислоты (H₂SO₄, HNO₃, HCl и др.);
- растворимые в воде основания.
Записываем в виде молекул:
- нерастворимые соли;
- слабые кислоты, щелочи, вода;
- оксиды;
- газы;
- простые вещества;
- большинство органических соединений.
Если есть сомнения в растворимости реагента или продукта реакции, можно проверить по специальной таблице, которая является справочным материалом, ей можно пользоваться на различных экзаменах.

В таблице, помимо растворимости соединений, представлены также заряды катионов и анионов, участвующих в реакциях.
Определяем многоатомные ионы.

Это необходимо сделать, т.к. данные соединения не разлагаются на отдельные атомы и имеют свой заряд. Чаще всего в химических превращениях участвуют следующие многоатомные ионы:
Записываем равенство таким образом, чтобы все диссоциирующие субстанции были представлены в виде катионов и анионов.

Проверяем, чтобы уравнение было сбалансировано, т.е. количество различных атомов в частях с реагентами и продуктами реакции совпадало.

На данном этапе мы получили полное ионное уравнение.
Вычеркиваем идентичные ионы в обеих частях равенства, т.е. катионы и анионы с одинаковыми нижними индексами и зарядами, и переписываем равенство без данных ионов.

2H + 2OH = 2H₂O

Проверяем, чтобы количество атомов элементов совпадало в правой и левой частях уравнения. Таким образом получаем краткое ионное уравнение.

ПРИМЕРЫ

Задача 1

Выясните, произойдет ли химическое взаимодействие между растворами гидроксида калия и хлорида аммония. (Записать для реакции молекулярное, полное ионное и сокращенное ионное уравнение.)

Записываем молекулярное уравнение, проверяем коэффициенты.

KOH + NH₄Cl = KCl + NH₄OH

Помним, что гидроксид аммония — нестабильное соединение и разлагается на аммиак и воду.

Записываем окончательное уравнение:

KOH (p) + NH₄Cl (p) = KCl (p) + NH₃↑+ H₂O

NB! Благодаря летучести и резкому раздражающему запаху 3%-й раствор NH₃ называется «нашатырный спирт» и используется в медицине.
Подсматривая в таблицу растворимости, помечаем полное ионное уравнение, не забывая о зарядах ионов.
Вычеркивая идентичные катионы и анионы в обеих частях реакции, составляем краткое ионное уравнение.
Делаем вывод: химическая реакция между гидроксидом калия и хлоридом аммония протекает с образованием воды и выделением аммиака — летучего газа с резким запахом.

Задача 2

А сейчас выполним задание из учебника «Химия. 9 класс» под редакцией В.В. Еремина.

Налейте в пробирку 1 мл раствора карбоната натрия и аккуратно прилейте к нему пару капелек соляной кислоты.

Что происходит?

Составьте уравнение реакции, напишите полное и сокращенное ионные уравнения.

Записываем реакцию в молекулярном виде, расставляем коэффициенты, если это необходимо.

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂
Подсматривая в таблицу растворимости, записываем полное ионное уравнение, не забывая отмечать заряды ионов.
Вычеркивая одинаковые катионы и анионы в правой и левой частях равенства, составляем краткое ионное уравнение.

Вопрос «Что происходит?» остался без ответа. К сожалению, в домашних условиях этот опыт осуществить трудновато, так как стиральной содой уже давно никто не пользуется, да и соляную кислоту в аптеке уже не продают. Но примерно такой же визуальный эффект можно наблюдать, если смешать раствор пищевой соды с раствором уксусной кислоты.

#ADVERTISING_INSERT#

Источник

Ионные химические реакции

02-Фев-2014 | комментария 3 | Лолита Окольнова

Ионные реакции — реакции между ионами в растворе

Давайте разберем основные ионные химические реакции неорганической и некоторые реакции органической химии.

Очень часто в различных заданиях по химии просят написать не только химические уравнения в молекулярной форме, но и в ионной (полные и сокращенные). Как уже было замечено, ионные химические реакции идут в растворах. Зачастую, вещества распадаются на ионы именно в воде.

Полное ионное уравнение химической реакции: все соединения — электролиты, переписываем в ионном виде с учетом коэффициентов:

2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O — молекулярное уравнение реакции

2Na⁺ +2OH^— +2H⁺ + SO^-2 = 2Na⁺ + SO₄^-2 + 2H₂O — полное ионное уравнение реакции

Сокращенное ионное уравнение химической реакции: сокращаем одинаковые составляющие:

2Na⁺ +2OH^— +2H⁺ + SO^-2 = 2Na⁺ + SO₄^-2 + 2H₂O

OH^— + H⁺ = H₂O — сокращенное ионное уравнение реакции

По результатам этого сокращения одинаковых ионов видно, какие ионы образовали то, что нерастворимо или малорастворимо — газообразные продукты или реагенты, осадки или малодиссоциирующие вещества.

Не раскладывают на ионы в ионных химических реакциях вещества:

1. нерастворимые в воде соединения (или малорастворимые) (см. ТАБЛИЦЫ);

Ca(NO3)2 + 2NaOH = Ca(OH)2↓ + 2NaNO3

Сa²⁺ + 2NO₃^— + 2Na⁺ +2OH^—= Ca(OH)2 + 2Na⁺ +2NO₃^— — полное ионное уравнение реакции

Сa²⁺ + 2OH^—= Ca(OH)2 — сокращенное ионное уравнение реакции

2. газообразные вещества, например, O₂, Cl₂, NO и т.д.:

Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S

2Na⁺ + S^-2 + 2H⁺ +2Cl^— = 2Na⁺ + 2Cl^— + H2S — полное ионное уравнение реакции

S^-2 + 2H⁺ = H2S — сокращенное ионное уравнение реакции

3. малодиссоциирующие вещества (H2O, NH4OH);

реакция нейтрализации

OH^— + H⁺ = H₂O — сокращенное ионное уравнение реакции

4. оксиды (все: и образованные металлами, и неметаллами);

2AgNO3 + 2NaOH = Ag2O + 2NaNO3 + H2O

2Ag⁺ + 2NO₃^— + 2Na⁺ + 2OH^—= Ag2O + 2NO₃^— + 2Na⁺ + H2O — полное ионное уравнение реакции

2Ag⁺ + 2OH^—= Ag2O + H2O — сокращенное ионное уравнение реакции

5. органические вещества (органические кислоты относят к малодиссоциирующим веществам)

CH₃COOH + NaOH = CH₃COONa + H₂O

CH₃COOH + Na⁺ + OH^—= CH₃COO^—+ Na⁺ + H2O — полное ионное уравнение реакции

CH₃COOH + OH^—= CH₃COO^—+ H2O — сокращенное ионное уравнение реакции

Зачастую ионные химические реакции — это реакции обмена.

Если все участвующие в реакции вещества находятся в виде ионов, то связывание их с образованием нового вещества не происходит, поэтому реакция в этом случае практически не осуществима.

Отличительной особенностью химических реакций ионного обмена от окислительно-восстановительных реакций является то, что они протекают без изменения степеней окисления, участвующих в реакции частиц.

в ЕГЭ это вопрос А23 — Реакции ионного обмена
в ГИА (ОГЭ) это А8 — Реакции ионного обмена

Обсуждение: «Ионные химические реакции»

(Правила комментирования)

Источник

Загрузить PDF

Ионные уравнения являются неотъемлемой частью химии. В них представлены лишь те компоненты, которые изменяются в ходе химической реакции. Чаще всего ионные уравнения используют для описания окислительно-восстановительных реакций, реакций обмена и нейтрализации.^[1] Чтобы записать ионное уравнение, необходимо выполнить три основных шага: сбалансировать молекулярное уравнение химической реакции, перевести его в полное ионное уравнение (то есть записать компоненты в том виде, в каком они существуют в растворе) и, наконец, записать краткое ионное уравнение.

1
Поймите разницу между молекулярными и ионными соединениями. Для записи ионного уравнения первым делом следует определить участвующие в реакции ионные соединения. Ионными называют те вещества, которые в водных растворах диссоциируют (распадаются) на заряженные ионы.^[2] Молекулярные соединения не распадаются на ионы. Они состоят из двух неметаллических элементов, и иногда их называют ковалентными соединениями.^[3]
- Ионные соединения могут возникать между металлом и неметаллом, металлом и многоатомными ионами, либо между несколькими многоатомными ионами.
- Если вы сомневаетесь, к какой группе принадлежит то или иное соединение, посмотрите на свойства составляющих его элементов в таблице Менделеева.^[4]
2
Определите растворимость соединения. Не все ионные соединения растворяются в водных растворах, то есть не все из них диссоциируют на отдельные ионы. Прежде чем приступить к записи уравнения, следует найти растворимость каждого соединения. Ниже приведены краткие правила растворимости. Более подробные сведения и исключения из правил можно найти в таблице растворимости.^[5]
- Следуйте правилам в том порядке, в котором они приведены ниже:
- все соли Na⁺, K⁺ и NH₄⁺ растворяются;
- все соли NO₃^—, C₂H₃O₂^—, ClO₃^— и ClO₄^— растворимы;
- все соли Ag⁺, Pb²⁺ и Hg₂²⁺ нерастворимы;
- все соли Cl^—, Br^— и I^— растворяются;
- соли CO₃^2-, O^2-, S^2-, OH^—, PO₄^3-, CrO₄^2-, Cr₂O₇^2- и SO₃^2- нерастворимы (за некоторыми исключениями);
- соли SO₄^2- растворимы (за некоторыми исключениями).
3
Определите катион и анион соединения. Катионами называют положительно заряженные ионы (обычно это металлы). Анионы имеют отрицательный заряд, как правило это ионы неметаллов. Некоторые неметаллы могут образовывать не только анионы, но и катионы, в то время как атомы металлов всегда выступают в роли катионов.^[6]
- Например, в соединении NaCl (поваренная соль) Na является положительно заряженным катионом, поскольку это металл, а Cl представляет собой отрицательно заряженный анион, так как это неметалл.
4
Определите участвующие в реакции многоатомные (сложные) ионы. Такие ионы представляют собой заряженные молекулы, между атомами которых существует такая сильная связь, что они не диссоциируют при химических реакциях.^[7] Необходимо выявить многоатомные ионы, поскольку они обладают своим зарядом и не распадаются на отдельные атомы. Многоатомные ионы могут иметь как положительный, так и отрицательный заряд.
- При изучении общего курса химии вам, скорее всего, понадобится запомнить некоторые из наиболее распространенных многоатомных ионов.
- К наиболее распространенным многоатомным ионам относятся CO₃^2-, NO₃^—, NO₂^—, SO₄^2-, SO₃^2-, ClO₄^— и ClO₃^—.^[8]
- Существует множество других многоатомных ионов, которые можно найти в учебнике химии или интернете.^[9]
Реклама

1
Сбалансируйте полное молекулярное уравнение. Прежде чем приступить к записи ионного уравнения, следует сбалансировать исходное молекулярное уравнение. Для этого необходимо расставить соответствующие коэффициенты перед соединениями, так чтобы число атомов каждого элемента в левой части равнялось их количеству в правой части уравнения.
- Запишите число атомов каждого элемента по обе стороны уравнения.
- Добавьте перед элементами (кроме кислорода и водорода) коэффициенты, так чтобы количество атомов каждого элемента в левой и правой части уравнения было одинаковым.
- Сбалансируйте атомы водорода.
- Сбалансируйте атомы кислорода.
- Пересчитайте количество атомов каждого элемента по обе стороны уравнения и убедитесь, что оно одинаково.
- Например, после балансировки уравнения Cr + NiCl₂ —> CrCl₃ + Ni получаем 2Cr + 3NiCl₂ —> 2CrCl₃ + 3Ni.
2
Определите, в каком состоянии находится каждое вещество, которое участвует в реакции. Часто об этом можно судить по условию задачи. Есть определенные правила, которые помогают определить, в каком состоянии находится элемент или соединение.^[10]
- Если в условии задачи не указано состояние того или иного элемента, используйте для его определения таблицу Менделеева.
- Если в условии сказано, что соединение находится в растворе, отметьте это (р-р).
- Если в уравнение входит вода, определите по таблице растворимости, диссоциирует ли данное ионное соединение.^[11] В случае высокой растворимости соединение диссоциирует в воде (р-р). Если соединение имеет низкую растворимость, оно останется в твердом виде (тв).
- Если в реакции не участвует вода, ионное соединение останется в твердом виде (тв).
- Если в задаче фигурирует кислота или основание, они будут растворены в воде (р-р).
- В качестве примера рассмотрим реакцию 2Cr + 3NiCl₂ —> 2CrCl₃ + 3Ni. В чистом виде элементы Cr и Ni находятся в твердой фазе. NiCl₂ и CrCl₃ представляют собой растворимые ионные соединения, то есть они находятся в растворе. Таким образом, данное уравнение можно переписать в следующем виде: 2Cr_(тв) + 3NiCl_2(р-р) —> 2CrCl_3(р-р) + 3Ni_(тв).
3
Определите, какие соединения диссоциируют (разделяются на катионы и анионы) в растворе. При диссоциации соединение распадается на положительный (катион) и отрицательный (анион) компоненты. Эти компоненты затем войдут в ионное уравнение химической реакции.
- Не диссоциируют твердые тела, жидкости, газы, молекулярные соединения, ионные соединения с низкой растворимостью, многоатомные ионы и слабые кислоты.
- Полностью диссоциируют ионные соединения с высокой растворимостью (используйте таблицу растворимости) и сильные кислоты (HCl_(р-р), HBr_(р-р), HI_(р-р), H₂SO_4(р-р), HClO_4(р-р) и HNO_3(р-р)).^[12]
- Учтите, что хотя многоатомные ионы не диссоциируют, они могут входить в состав ионного соединения и отделиться от него в растворе.
4
Посчитайте заряд каждого диссоциировавшего иона. При этом помните, что металлы образуют положительно заряженные катионы, а атомы неметаллов превращаются в отрицательные анионы. Определите заряды элементов по таблице Менделеева. Необходимо также сбалансировать все заряды в нейтральных соединениях.
- В приведенном выше примере NiCl₂ диссоциирует на Ni²⁺ и Cl^—, а CrCl₃ распадается на Cr³⁺ и Cl^—.
- Ион никеля имеет заряд 2+, поскольку он соединен с двумя ионами хлора, каждый из которых имеет единичный отрицательный заряд. При этом один ион Ni должен сбалансировать два отрицательно заряженных иона Cl. Ион Cr имеет заряд 3+, так как он должен нейтрализовать три отрицательно заряженных иона Cl.
- Помните о том, что многоатомные ионы имеют свои собственные заряды.^[13]
5
Перепишите уравнение так, чтобы все растворимые соединения были разделены на отдельные ионы. Все что диссоциирует или ионизируется (например, сильные кислоты) распадется на два отдельных иона. При этом вещество останется в растворенном состоянии (р-р). Проверьте, чтобы уравнение было сбалансировано.
- Твердые вещества, жидкости, газы, слабые кислоты и ионные соединения с низкой растворимостью не изменят своего состояния и не разделятся на ионы. Оставьте их в прежнем виде.
- Молекулярные соединения просто рассеются в растворе, и их состояние изменится на растворенное (р-р). Есть три молекулярных соединения, которые не перейдут в состояние (р-р), это CH_4(г), C₃H_8(г) и C₈H_18(ж).
- Для рассматриваемой реакции полное ионное уравнение запишется в следующем виде: 2Cr_(тв) + 3Ni²⁺_(р-р) + 6Cl^—_(р-р) —> 2Cr³⁺_(р-р) + 6Cl^—_(р-р) + 3Ni_(тв). Если хлор не входит в состав соединения, он распадается на отдельные атомы, поэтому мы умножили количество ионов Cl на 6 с обеих сторон уравнения.
6
Сократите одинаковые ионы в левой и правой части уравнения. Можно вычеркнуть лишь те ионы, которые полностью идентичны с обеих сторон уравнения (имеют одинаковые заряды, нижние индексы и так далее). Перепишите уравнение без этих ионов.
- В нашем примере обе части уравнения содержат 6 ионов Cl^—, которые можно вычеркнуть. Таким образом, получаем краткое ионное уравнение: 2Cr_(тв) + 3Ni²⁺_(р-р) —> 2Cr³⁺_(р-р) + 3Ni_(тв).
- Проверьте результат. Суммарные заряды левой и правой частей ионного уравнения должны быть равны.
Реклама

Советы

Приучите себя всегда записывать агрегатное состояние всех компонентов во всех уравнениях химических реакций.

Об этой статье

Эту страницу просматривали 72 262 раза.

Была ли эта статья полезной?

Источник