Ионно-молекулярные уравнения реакции
Ионно-молекулярные уравнения реакции
Теория электролитической диссоциации признает, что все реакции в водных растворах электролитов являются реакциями между ионами. Поэтому уравнения реакции для этих процессов, записанные в молекулярной форме, не отражают истинного состояния веществ в растворах. Кроме записи уравнений реакций, в молекулярном виде существует ионная (ионно-молекулярная) форма представления уравнений реакций между электролитами в водных растворах. В ионно-молекулярных уравнениях реакций вещества малорастворимые, малодиссоциирован-ные и газообразные записываются в виде молекул, а сильные электролиты — в виде ионов, на которые они диссоциируют. Например, при взаимодействии растворов хлорида меди (II) и гидроксида натрия образуется осадок гидроксида меди (II):
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2| + 2NaCl.
В ионно-молекулярном виде уравнение этой реакции записывается следующим образом:
Cu2+ + 2С1" + 2Na+ + 20НГ = Cu(OH)2i + 2Na+ + 2СГ.
Концентрации ионов натрия и хлора в процессе реакции остаются неизменными, поэтому из уравнения реакции их можно исключить.
Поскольку реакции между ионами в растворе представляют собой пример химического равновесия, к ним применим принцип смещения равновесия Jle Шателье. В соответствии с этим принципом равновесие может сместиться, если какое-либо вещество будет удаляться из сферы реакции по мере ее протекания. Удаление вещества может быть осуществлено в трех случаях: 1) образование малорастворимого осадка; 2) выделение газообразного вещества; 3) образование малодиссоциированного соединения.
При взаимодействии раствора (NH4)2S с соляной кислотой образуется газообразный сероводород и равновесие реакции смещается вправо:
(NH4)2S + 2НС1 - 2NH4C1 + H2ST, 2NH4+ + S2" + 2H4" + 2СГ = 2NH4+ + 2СГ + H2Sf
или
2H+ + S2" = H2Sf.
Примером реакции, равновесие которой смещено в сторону образования малодиссоциированного соединения, может служить взаимодействие между растворами азотной кислоты и гидроксида натрия:
HN03 + NaOH - NaN03 + Н20, Н+ + N03" + Na+ + ОН" = Na+ + NO3- + Н20
или
Н+ + ОН" - Н20.
Реакция с образованием малорастворимого соединения была рассмотрена выше.
Нередко приходится встречаться с такими процессами, в которых осуществляется не один из трех рассмотренных типов обменных реакций, а та или иная их комбинация. Так, при взаимодействии раствора сульфита калия с серной кислотой одновременно происходит и образование малодиссоциированного вещества — воды, и выделения газообразного продукта:
K2S03 + H2S04 = K2S04 + S02T + H20,
2K+ + S032" + 2Н+ + S042' - 2K+ + S042" + S02t + H20 или
2H+ + S032~ — S02t + H20.
А при взаимодействии раствора гидроксида бария с
серной кислотой одновременно образуются и осадок, и слабый электролит:
Ва(ОН)2 + H2S04 = BaS04i + 2Н20, ' Ва2+ + 20Н" + 2Н* + S042' » BaS04i + 2Н20.
Некоторые реакции протекают с образованием двух труднорастворимых веществ:
CuS04 + BaS = BaS04| + CuSj,
Cu2+ + S042" + Ba2* + S2" = BaS04l + CuSi.
В ряде обменных процессов малодиссоциированные или труднорастворимые соединения находятся как среди исходных, так и конечных продуктов реакции:
nh4oh + н+ + С1- ?± nh4+ + сг + н2о.
Вследствие образования труднорастворимых соединений в отдельных случаях возможно вытеснение сильной кислоты из соединений слабой, например:
Си24" + 2СГ + H2S « CuSJ + 2Н* + 2СГ, Cu2+ + H2S-CuSi +2Н+.
Таким образом, рассмотренные выше примеры подтверждают общую закономерность: все реакции обмена в растворах электролитов протекают в сторону уменьшения числа свободных ионов. |