Реакции ионного обмена

Для того чтобы между веществами прошла реакция, необходимо разорвать или ослабить старые связи в молекулах, а потом образуются новые. Особенностью реакций в растворах является то, что при помещении в полярный растворитель многие вещества подвергаются диссоциации, т.е. старые связи уже разорваны, и реакции обмена между ионами протекают с большой скоростью. Энергия активации таких процессов близка к нулю. Такие реакции идут до конца (необратимые) в тех случаях, когда в результате реакции образуется более устойчивое соединение. Обычно, выделяют четыре случая, когда реакции в растворе проходят до конца.

Диссоциации на ионы подвергаются только сильные электролиты. Различают молекулярное уравнение, где все соединения находятся в виде молекул; молекулярно-ионное – в таком состоянии соединения находятся в растворе и краткое ионное уравнение, которое отражает саму суть, происходящую в ионообменной реакции.

Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S – молекулярное уравнение;

2Na⁺ + S^2- + 2H⁺ + 2Cl^- = 2Na⁺ + 2Cl^- + H₂S – полное молекулярно-ионное;

S^2- + 2H⁺ = H₂S – краткое ионное уравнение.

1. Образование осадка.

BaCl₂+Na₂SO₄ BaSO₄¯+2NaCl

Ba BaSO_4(к)

Поскольку BaSO₄ выпадает в осадок, который не участвует в обратной реакции, то равновесие сильно смещено вправо.

При взаимодействии нитрата свинца с йодидом калия образуются кристаллы нерастворимого йодида свинца, но для получения такого опыта нужно соблюсти определенные условия

При взаимодействии сульфата меди(II) с гидроксидом калия образуется осадок нерастворимого гидроксида меди(II).

2. Выделение газа.

Na₂CO₃+H₂SO₄ Na₂SO₄+H₂O+CO₂­

CO + 2H⁺ H₂O + CO₂­

Разложение пероксида водорода, особенно в присутствии катализатора бурно протекает до конца с выделением кислорода. Этот опыт будет более эффектным, если катализатор смешать с моющим средством, а потом добавить пероксид водорода.

Этот опыт получил название «зубная паста для слона».

3. Образование слабого электролита.

2КСN + H₂SO₄ 2HCN + K₂SO₄

2CN^‑ + 2H⁺ 2HCN

4. Образование комплексного иона.

ZnCl₂+4NH₃ [Zn(NH₃)₄]Cl₂

Zn²⁺ + 4NH₃ [Zn(NH₃)₄]²⁺

Пример. Какая из приведенных реакций не относится к реакциям ионного обмена?

1) Ba(NO₃)₂+ Na₂SO₄ = BaSO₄+ 2NaNO₃

2) KOH + HCl = KCl + H₂O

3) 2KMnO₄= K₂MnO₄+ MnO₂+ O₂

4) Li₂SO₃+ 2HNO₃= 2LiNO₃+ H₂O + SO₂

Ионообменные реакции протекают без изменения степени окисления. Только в 3-ей реакции происходит изменение степеней окисления элементов.