Tam və qısaldılmış ion tənlikləri onlayn. Elektrolit məhlulları

>> Kimya: İon tənlikləri

İon tənlikləri

Əvvəlki kimya dərslərindən bildiyiniz kimi, kimyəvi reaksiyaların əksəriyyəti məhlullarda baş verir. Və bütün elektrolit məhlullarına ionlar daxil olduğundan deyə bilərik ki, elektrolit məhlullarındakı reaksiyalar ionlar arasındakı reaksiyalara qədər azalır.

İonlar arasında baş verən bu reaksiyalara ion reaksiyaları deyilir. İon tənlikləri isə məhz bu reaksiyaların tənlikləridir.

Bir qayda olaraq, ion reaksiya tənlikləri molekulyar tənliklərdən əldə edilir, lakin bu, aşağıdakı qaydalara uyğun olaraq baş verir:

Birincisi, zəif elektrolitlərin düsturları, həmçinin həll olunmayan və az həll olunan maddələr, qazlar, oksidlər və s. ionlar kimi qeydə alınmır, bu qaydanın istisnası HSO−4 ionudur, sonra isə seyreltilmiş formadadır.

İkincisi, güclü turşuların, qələvilərin, həmçinin suda həll olunan duzların düsturları adətən ionlar şəklində təqdim olunur. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, əhəng suyu istifadə edilərsə, Ca(OH)2 kimi bir formula ionlar şəklində təqdim olunur. Əgər tərkibində həll olunmayan Ca(OH)2 hissəcikləri olan əhəng südü istifadə edilərsə, o zaman ionlar şəklində formula da yazılmır.

İon tənlikləri tərtib edərkən, bir qayda olaraq, tam ion və qısaldılmış, yəni qısa ion reaksiya tənliklərindən istifadə olunur. Qısaldılmış forması olan ion tənliyini nəzərə alsaq, onda ionları müşahidə etmirik, yəni tam ion tənliyinin hər iki hissəsində onlar yoxdur.

Molekulyar, tam və qısaldılmış ion tənliklərinin necə yazıldığına dair nümunələrə baxaq:

Buna görə də yadda saxlamaq lazımdır ki, ion tənlikləri tərtib edilərkən parçalanmayan maddələrin, həmçinin həll olunmayan və qaz halında olan maddələrin düsturları adətən molekulyar formada yazılır.

Həmçinin, yadda saxlamaq lazımdır ki, əgər maddə çökərsə, belə bir formulun yanında aşağıya doğru ox (↓) çəkilir. Yaxşı, reaksiya zamanı qazlı bir maddə buraxıldıqda, düsturun yanında yuxarı ox () kimi bir işarə olmalıdır.

Bir nümunə ilə daha yaxından nəzər salaq. Natrium sulfat Na2SO4 məhlulu olsa və ona barium xlorid BaCl2 məhlulu əlavə etsək (şək. 132), barium sulfat BaSO4-dən ağ çöküntü əmələ gətirdiyimizi görərik.

Natrium sulfat və barium xlorid arasındakı qarşılıqlı əlaqəni göstərən şəkilə diqqətlə baxın:

İndi reaksiyanın molekulyar tənliyini yazaq:

Yaxşı, indi bu tənliyi yenidən yazaq, burada güclü elektrolitlər ionlar şəklində təsvir ediləcək və kürədən çıxan reaksiyalar molekullar şəklində təqdim ediləcək:

Reaksiya üçün tam ion tənliyini yazdıq.

İndi bərabərliyin bir və digər hissəsindən eyni ionları, yəni 2Na+ və 2Cl reaksiyasında iştirak etməyən ionları çıxarmağa çalışaq, onda reaksiyanın qısaldılmış ion tənliyini alacağıq ki, bu da belə görünür. bu:

Bu tənlikdən görürük ki, bu reaksiyanın bütün mahiyyəti barium ionları Ba2+ və sulfat ionlarının qarşılıqlı təsirinə düşür.

və nəticədə reaksiyadan əvvəl bu ionların hansı elektrolitlərdə olmasından asılı olmayaraq belə, BaSO4 çöküntüsü əmələ gəlir.

İon tənliklərini necə həll etmək olar

Və nəhayət, dərsimizi ümumiləşdirək və ion tənliklərinin necə həll olunacağını müəyyən edək. Siz və mən artıq bilirik ki, elektrolit məhlullarında ionlar arasında baş verən bütün reaksiyalar ion reaksiyalarıdır. Bu reaksiyalar adətən ion tənlikləri ilə həll edilir və ya təsvir edilir.

Həm də yadda saxlamaq lazımdır ki, uçucu, çətin həll olunan və ya bir qədər dissosiasiya olunan bütün birləşmələr molekulyar formada həll tapırlar. Həm də unutmamalıyıq ki, elektrolit məhlullarının qarşılıqlı təsiri zamanı yuxarıda göstərilən birləşmələrin heç biri əmələ gəlmədikdə, bu, reaksiyaların praktiki olaraq baş verməməsi deməkdir.

İon tənliklərinin həlli qaydaları

Aydın bir nümunə üçün, az həll olunan bir birləşmənin əmələ gəlməsini götürək, məsələn:

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

İon şəklində bu ifadə belə görünəcək:

2Na+ +SO42- + Ba2+ + 2Cl- = BaSO4 + 2Na+ + 2Cl-

Madam ki, siz və mən müşahidə edirik ki, yalnız barium ionları və sulfat ionları reaksiya verib, qalan ionlar isə reaksiya verməyib və vəziyyətləri dəyişməz qalıb. Buradan belə çıxır ki, biz bu tənliyi sadələşdirib qısaldılmış formada yaza bilərik:

Ba2+ + SO42- = BaSO4

İndi ion tənliklərini həll edərkən nə etməli olduğumuzu xatırlayaq:

Birincisi, tənliyin hər iki tərəfindən eyni ionları aradan qaldırmaq lazımdır;

İkincisi, unutmamalıyıq ki, tənliyin elektrik yüklərinin cəmi həm sağ tərəfində, həm də sol tərəfində eyni olmalıdır.

İon mübadiləsi reaksiyaları elektrolitlər arasında sulu məhlullarda onları əmələ gətirən elementlərin oksidləşmə dərəcələrində dəyişiklik olmadan baş verən reaksiyalardır.

Elektrolitlər (duzlar, turşular və əsaslar) arasında reaksiya üçün zəruri şərt bir az dissosiasiya edən bir maddənin (su, zəif turşu, ammonium hidroksid), çöküntü və ya qazın əmələ gəlməsidir.

Suyun əmələ gəlməsi ilə nəticələnən reaksiyanı nəzərdən keçirək. Belə reaksiyalara hər hansı bir turşu ilə hər hansı əsas arasındakı bütün reaksiyalar daxildir. Məsələn, azot turşusunun kalium hidroksidlə qarşılıqlı təsiri:

HNO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O (1)

Başlanğıc materialları, yəni. azot turşusu və kalium hidroksid, eləcə də məhsullardan biri, yəni kalium nitrat güclü elektrolitlərdir, yəni. V sulu məhlul onlar demək olar ki, yalnız ionlar şəklində mövcuddur. Yaranan su zəif elektrolitlərə aiddir, yəni. praktiki olaraq ionlara parçalanmır. Beləliklə, yuxarıdakı tənliyi sulu məhluldakı maddələrin həqiqi vəziyyətini göstərməklə daha dəqiq şəkildə yenidən yazmaq olar, yəni. ionlar şəklində:

H + + NO 3 − + K + + OH ‑ = K + + NO 3 − + H 2 O (2)

(2) tənliyindən göründüyü kimi, həm reaksiyadan əvvəl, həm də sonra məhlulda NO 3 - və K + ionları mövcuddur. Başqa sözlə, mahiyyətcə nitrat ionları və kalium ionları reaksiyada ümumiyyətlə iştirak etməmişdir. Reaksiya yalnız H + və OH - hissəciklərinin su molekullarına birləşməsi səbəbindən baş verdi. Beləliklə, (2) tənliyində eyni ionların cəbri reduksiyasını həyata keçirərək:

H + + NO 3 − + K + + OH ‑ = K + + NO 3 − + H 2 O

alacağıq:

H + + OH ‑ = H 2 O (3)

(3) formasının tənlikləri deyilir qısaldılmış ion tənlikləri, tip (2) - tam ion tənlikləri, və növü (1) - molekulyar reaksiya tənlikləri.

Əslində, reaksiyanın ion tənliyi onun mahiyyətini maksimum dərəcədə əks etdirir, məhz onun baş verməsini mümkün edir. Qeyd etmək lazımdır ki, bir çox müxtəlif reaksiyalar bir qısaldılmış ion tənliyinə uyğun gələ bilər. Həqiqətən, məsələn, azot turşusunu deyil, xlorid turşusunu götürsək və kalium hidroksid əvəzinə, məsələn, barium hidroksidindən istifadə etsək, reaksiyanın aşağıdakı molekulyar tənliyinə sahib oluruq:

2HCl+ Ba(OH) 2 = BaCl 2 + 2H 2 O

Xlorid turşusu, barium hidroksid və barium xlorid güclü elektrolitlərdir, yəni məhlulda ilk növbədə ionlar şəklində mövcuddur. Su, yuxarıda müzakirə edildiyi kimi, zəif elektrolitdir, yəni məhlulda demək olar ki, yalnız molekullar şəklində mövcuddur. Beləliklə, tam ion tənliyi Bu reaksiya belə görünəcək:

2H + + 2Cl − + Ba 2+ + 2OH − = Ba 2+ + 2Cl − + 2H 2 O

Sol və sağdakı eyni ionları ləğv edək və əldə edək:

2H + + 2OH − = 2H 2 O

Həm sol, həm də sağ tərəfləri 2-yə bölərək, əldə edirik:

H + + OH − = H 2 O,

Qəbul edildi qısaldılmış ion tənliyi azot turşusu və kalium hidroksidinin qarşılıqlı təsiri üçün qısaldılmış ion tənliyi ilə tamamilə üst-üstə düşür.

İon şəklində ion tənlikləri tərtib edərkən yalnız düsturları yazın:

1) güclü turşular (HCl, HBr, HI, H 2 SO 4, HNO 3, HClO 4) (güclü turşuların siyahısını öyrənmək lazımdır!)

2) güclü əsaslar (qələvi (ALM) və qələvi torpaq metallarının (ALM) hidroksidləri)

3) həll olunan duzlar

Düsturlar molekulyar formada yazılır:

1) Su H 2 O

2) Zəif turşular (H 2 S, H 2 CO 3, HF, HCN, CH 3 COOH (və digərləri, demək olar ki, hamısı üzvi))

3) Zəif əsaslar (NH 4 OH və qələvi metal və qələvi metal istisna olmaqla, demək olar ki, bütün metal hidroksidlər)

4) Az həll olunan duzlar (↓) (“Holluq cədvəlində M” və ya “H”).

5) Oksidlər (və elektrolit olmayan digər maddələr)

Dəmir (III) hidroksid və sulfat turşusu arasındakı tənliyi yazmağa çalışaq. Molekulyar formada onların qarşılıqlı təsir tənliyi aşağıdakı kimi yazılır:

2Fe(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

Dəmir (III) hidroksid həlledicilik cədvəlindəki "H" işarəsinə uyğundur, bu da onun həll olunmaması haqqında məlumat verir, yəni. ion tənliyində tam olaraq yazılmalıdır, yəni. kimi Fe(OH) 3 . Kükürd turşusu O, həll olunur və güclü elektrolitlərə aiddir, yəni məhlulda əsasən dissosiasiya olunmuş vəziyyətdə olur. Dəmir (III) sulfat, demək olar ki, bütün digər duzlar kimi, güclü elektrolitdir və suda həll olunduğu üçün ion tənliyində ion kimi yazılmalıdır. Yuxarıda göstərilənlərin hamısını nəzərə alaraq, aşağıdakı formanın tam ion tənliyini əldə edirik:

2Fe(OH) 3 + 6H + + 3SO 4 2- = 2Fe 3+ + 3SO 4 2- + 6H 2 O

Sol və sağdakı sulfat ionlarını azaldaraq, əldə edirik:

2Fe(OH) 3 + 6H + = 2Fe 3+ + 6H 2 O

Tənliyin hər iki tərəfini 2-yə bölməklə qısaldılmış ion tənliyini alırıq:

Fe(OH) 3 + 3H + = Fe 3+ + 3H 2 O

İndi çöküntü əmələ gətirən ion mübadiləsi reaksiyasına baxaq. Məsələn, iki həll olunan duzun qarşılıqlı təsiri:

Hər üç duz - natrium karbonat, kalsium xlorid, natrium xlorid və kalsium karbonat (bəli, bu da) - güclü elektrolitlərdir və kalsium karbonatdan başqa hamısı suda həll olunur, yəni. Bu reaksiyada ionlar şəklində iştirak edirlər:

2Na + + CO 3 2- + Ca 2+ + 2Cl − = CaCO 3 ↓+ 2Na + + 2Cl −

Bu tənlikdə sol və sağdakı eyni ionları ləğv etməklə qısaldılmış ion tənliyini alırıq:

CO 3 2- + Ca 2+ = CaCO 3 ↓

Son tənlik natrium karbonat və kalsium xlorid məhlullarının qarşılıqlı təsirinin səbəbini əks etdirir. Kalsium ionları və karbonat ionları neytral kalsium karbonat molekullarına birləşərək, bir-biri ilə birləşdikdə ion quruluşlu CaCO 3 çöküntüsünün kiçik kristallarını əmələ gətirir.

Vacib Qeyd Vahid Dövlət İmtahanından keçmək kimya üzrə Duz1-in duz2 ilə reaksiyasının davam etməsi üçün ion reaksiyalarının (reaksiya məhsullarında qaz, çöküntü və ya su) baş verməsi üçün əsas tələblərə əlavə olaraq, bu cür reaksiyalar başqa bir tələbə tabedir - ilkin duzlar həll olunan olmalıdır. . Yəni, məsələn, CuS + Fe(NO 3) 2 ≠ FeS + Cu(NO 3) 2 baxmayaraq reaksiya yoxdurFeS – potensial olaraq çöküntü əmələ gətirə bilər, çünki həll olunmayan. Reaksiyanın davam etməməsinin səbəbi başlanğıc duzlardan birinin həll olunmamasıdır (CuS). Lakin, məsələn, Na 2 CO 3 + CaCl 2 = CaCO 3 ↓+ 2NaCl kalsium karbonat həll olunmur və başlanğıc duzları həll olunduğu üçün baş verir. Eyni şey duzların əsaslarla qarşılıqlı təsirinə də aiddir. İon mübadiləsi reaksiyalarının baş verməsi üçün əsas tələblərə əlavə olaraq, bir duzun əsasla reaksiya verməsi üçün onların hər ikisinin həll olması lazımdır. Beləliklə: Cu(OH) 2 + Na 2 S – sızmaz, çünkiCu(OH) 2 potensial məhsul olsa da, həll olunmurCuS çöküntü olacaq. İşdə arasında reaksiya varNaOH vəCu(NO 3) 2 davam edir, buna görə də hər iki başlanğıc maddə həll olunur və çöküntü verirCu(OH) 2: 2NaOH + Cu(NO 3) 2 = Cu(OH) 2 ↓+ 2NaNO 3 Diqqət! Heç bir halda başlanğıc maddələrin həll olma tələbini duz1 + duz2 və duz + əsas reaksiyalarından kənara çıxarmamalısınız. Məsələn, turşularla bu tələb lazım deyil. Xüsusilə, bütün həll olunan turşular bütün karbonatlarla, o cümlədən həll olunmayanlarla yaxşı reaksiya verir. Başqa sözlə: 1) Duz1 + duz2 - reaksiya orijinal duzlar həll olduqda baş verir, lakin məhsullarda çöküntü varsa 2) Duz + metal hidroksid - reaksiya başlanğıc maddələr həll olduqda baş verir və məhsullar çöküntü və ya ammonium hidroksid ehtiva edir.

İon mübadiləsi reaksiyalarının baş verməsi üçün üçüncü şərti - qazın əmələ gəlməsini nəzərdən keçirək. Düzünü desək, yalnız ion mübadiləsi nəticəsində qaz əmələ gəlməsi yalnız nadir hallarda, məsələn, hidrogen sulfid qazının əmələ gəlməsi zamanı mümkündür:

K 2 S + 2HBr = 2KBr + H 2 S

Əksər digər hallarda qaz ion mübadiləsi reaksiyasının məhsullarından birinin parçalanması nəticəsində əmələ gəlir. Məsələn, Vahid Dövlət İmtahanının bir hissəsi kimi əmin olmalısınız ki, qazın əmələ gəlməsi ilə qeyri-sabitlik səbəbindən H 2 CO 3, NH 4 OH və H 2 SO 3 kimi məhsullar parçalanır:

H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2

NH 4 OH = H 2 O + NH 3

H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2

Başqa sözlə, ion mübadiləsi karbon turşusu, ammonium hidroksid və ya kükürd turşusu istehsal edərsə, ion mübadiləsi reaksiyası qaz halında bir məhsulun əmələ gəlməsi ilə davam edir:

Qazların əmələ gəlməsinə səbəb olan yuxarıda göstərilən bütün reaksiyalar üçün ion tənliklərini yazaq. 1) Reaksiya üçün:

K 2 S + 2HBr = 2KBr + H 2 S

Kalium sulfid və kalium bromid ion şəklində yazılacaq, çünki həll olunan duzlar, həmçinin hidrobrom turşularıdır, çünki güclü turşulara aiddir. Hidrogen sulfid, zəif həll olunan qaz olmaqla, ionlara zəif dissosiasiya olunur, molekulyar formada yazılacaqdır:

2K + + S 2- + 2H + + 2Br — = 2K + + 2Br — + H 2 S

Eyni ionları azaltmaqla əldə edirik:

S 2- + 2H + = H 2 S

2) Tənlik üçün:

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2

İon şəklində Na 2 CO 3, Na 2 SO 4 çox həll olunan duzlar və H 2 SO 4 güclü turşu kimi yazılacaq. Su zəif dissosiasiya olunan bir maddədir və CO 2 ümumiyyətlə elektrolit deyil, buna görə də onların düsturları molekulyar formada yazılacaqdır:

2Na + + CO 3 2- + 2H + + SO 4 2- = 2Na + + SO 4 2 + H 2 O + CO 2

CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2

3) tənlik üçün:

NH 4 NO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O + NH 3

Su və ammonyak molekulları tam şəkildə, NH 4 NO 3, KNO 3 və KOH isə ion şəklində yazılacaq, çünki bütün nitratlar yüksək həll olunan duzlardır və KOH qələvi metal hidroksiddir, yəni. güclü baza:

NH 4 + + NO 3 − + K + + OH − = K + + NO 3 − + H 2 O + NH 3

NH 4 + + OH − = H 2 O + NH 3

Tənlik üçün:

Na 2 SO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + SO 2

Tam və qısaldılmış tənlik belə görünəcək:

2Na + + SO 3 2- + 2H + + 2Cl − = 2Na + + 2Cl − + H 2 O + SO 2

Tam molekulyar tənliyi tarazlayın.İon tənliyini yazmazdan əvvəl ilkin molekulyar tənlik tarazlaşdırılmalıdır. Bunun üçün birləşmələrin qarşısına müvafiq əmsalları yerləşdirmək lazımdır ki, sol tərəfdəki hər bir elementin atomlarının sayı tənliyin sağ tərəfindəki onların sayına bərabər olsun.

• Tənliyin hər iki tərəfinə hər bir elementin atomlarının sayını yazın.
• Elementlərin qarşısına (oksigen və hidrogen istisna olmaqla) əmsallar əlavə edin ki, tənliyin sol və sağ tərəflərindəki hər bir elementin atomlarının sayı eyni olsun.
• Hidrogen atomlarını tarazlayın.
• Oksigen atomlarını tarazlayın.
• Tənliyin hər iki tərəfindəki hər bir elementin atomlarının sayını sayın və eyni olduğundan əmin olun.
• Məsələn, Cr + NiCl 2 --> CrCl 3 + Ni tənliyini tarazlaşdırdıqdan sonra 2Cr + 3NiCl 2 --> 2CrCl 3 + 3Ni alırıq.

Reaksiyada iştirak edən hər bir maddənin vəziyyətini müəyyənləşdirin. Bu, çox vaxt problemin şərtlərinə görə qiymətləndirilə bilər. Elementin və ya əlaqənin hansı vəziyyətdə olduğunu müəyyən etməyə kömək edən müəyyən qaydalar var.

Məhlulda hansı birləşmələrin dissosiasiya edildiyini (kationlara və anionlara ayrıldığını) müəyyən edin. Dissosiasiya zamanı birləşmə müsbət (kation) və mənfi (anion) komponentlərə parçalanır. Bu komponentlər daha sonra kimyəvi reaksiyanın ion tənliyinə daxil olacaqlar.

Hər bir dissosiasiya olunmuş ionun yükünü hesablayın. Unutmayın ki, metallar müsbət yüklü kationlar əmələ gətirir, qeyri-metal atomları isə mənfi anionlara çevrilir. Dövri cədvəldən istifadə edərək elementlərin yüklərini təyin edin. Neytral birləşmələrdə bütün yükləri tarazlaşdırmaq da lazımdır.

Tənliyi yenidən yazın ki, bütün həll olunan birləşmələr fərdi ionlara ayrılsın. Ayrılan və ya ionlaşan hər şey (məsələn, güclü turşular) iki ayrı iona parçalanacaq. Bu halda, maddə həll olunmuş vəziyyətdə qalacaq ( rr). Tənliyin balanslaşdırılmış olduğunu yoxlayın.

• Bərk maddələr, mayelər, qazlar, zəif turşular və aşağı həll olunan ion birləşmələri öz hallarını dəyişməyəcək və ionlara ayrılmayacaqlar. Onları olduğu kimi buraxın.
• Molekulyar birləşmələr sadəcə məhlulun içinə dağılacaq və onların vəziyyəti həll olunmuş halına dəyişəcək ( rr). Üç molekulyar birləşmə var yox vəziyyətə düşəcək ( rr), bu CH 4( G), C 3 H 8 ( G) və C8H18( və) .
• Baxılan reaksiya üçün tam ion tənliyi aşağıdakı formada yazılacaq: 2Cr ( televizor) + 3Ni 2+ ( rr) + 6Cl - ( rr) --> 2Cr 3+ ( rr) + 6Cl - ( rr) + 3Ni ( televizor) . Xlor birləşmənin bir hissəsi deyilsə, fərdi atomlara parçalanır, buna görə də tənliyin hər iki tərəfində Cl ionlarının sayını 6-ya vurduq.

Tənliyin sol və sağ tərəflərində eyni ionları birləşdirin. Yalnız tənliyin hər iki tərəfində tamamilə eyni olan ionları kəsə bilərsiniz (eyni yüklərə, alt işarələrə və s.). Bu ionlar olmadan tənliyi yenidən yazın.

• Bizim nümunəmizdə tənliyin hər iki tərəfində üzərindən xətt çəkilə bilən 6 Cl - ionu var. Beləliklə, qısa bir ion tənliyi əldə edirik: 2Cr ( televizor) + 3Ni 2+ ( rr) --> 2Cr 3+ ( rr) + 3Ni ( televizor) .
• Nəticəni yoxlayın. İon tənliyinin sol və sağ tərəflərinin ümumi yükləri bərabər olmalıdır.

Hər hansı bir güclü turşu hər hansı bir güclü əsas tərəfindən zərərsizləşdirildikdə, əmələ gələn hər bir mol su üçün təxminən istilik ayrılır:

Bu, belə reaksiyaların bir prosesə qədər azaldığını göstərir. Verilmiş reaksiyalardan birini, məsələn, birincisini daha ətraflı nəzərdən keçirsək, bu proses üçün bir tənlik əldə edəcəyik. Güclü elektrolitləri ion şəklində yazaraq onun tənliyini yenidən yazaq, çünki onlar məhlulda ion şəklində, zəif elektrolitlər isə molekulyar formada mövcuddur, çünki onlar məhlulda əsasən molekullar şəklindədir (su çox zəif elektrolitdir, bax. § 90):

Yaranan tənliyi nəzərə alsaq, reaksiya zamanı ionların dəyişməyə məruz qalmadığını görürük. Buna görə də, tənliyin hər iki tərəfindən bu ionları aradan qaldıraraq tənliyi yenidən yazacağıq. Biz əldə edirik:

Beləliklə, hər hansı güclü turşunun istənilən güclü əsasla neytrallaşdırılması reaksiyaları eyni prosesə - hidrogen ionlarından və hidroksid ionlarından su molekullarının əmələ gəlməsinə gəlir. Aydındır ki istilik effektləri bu reaksiyalar da eyni olmalıdır.

Düzgün desək, ionlardan suyun əmələ gəlməsi reaksiyası geri çevrilir, bu tənliklə ifadə edilə bilər.

Bununla belə, aşağıda görəcəyimiz kimi, su çox zəif elektrolitdir və yalnız əhəmiyyətsiz dərəcədə dissosiasiya olunur. Başqa sözlə, su molekulları ilə ionlar arasındakı tarazlıq güclü şəkildə molekulların əmələ gəlməsinə doğru dəyişir. Buna görə də praktikada güclü turşunun güclü baza ilə neytrallaşdırılması reaksiyası sona çatır.

Hər hansı bir gümüş duzunun bir məhlulunu xlor turşusu ilə və ya onun hər hansı bir duzunun məhlulu ilə qarışdırarkən həmişə gümüş xloridin xarakterik ağ pendirli çöküntüsü əmələ gəlir:

Bu cür reaksiyalar da bir prosesə düşür. Onun ion-molekulyar tənliyini əldə etmək üçün, məsələn, birinci reaksiyanın tənliyini əvvəlki misaldakı kimi güclü elektrolitləri ion şəklində, çöküntüdəki maddəni isə molekulyar formada yazaraq yenidən yazırıq:

Göründüyü kimi, reaksiya zamanı ionlar dəyişikliyə uğramır. Buna görə də onları istisna edirik və tənliyi yenidən yazırıq:

Bu, nəzərdən keçirilən prosesin ion-molekulyar tənliyidir.

Burada onu da nəzərə almalıyıq ki, gümüş xlorid çöküntüsü məhluldakı ionlarla tarazlıqdadır, belə ki, sonuncu tənliklə ifadə olunan proses geri çevrilə bilər:

Lakin gümüş xloridin aşağı həll olması səbəbindən bu tarazlıq çox güclü şəkildə sağa sürüşür. Buna görə də ionlardan əmələ gəlmə reaksiyasının demək olar ki, tamamlandığını güman edə bilərik.

Bir məhlulda əhəmiyyətli konsentrasiyalar və ionlar olduqda çöküntü əmələ gəlməsi həmişə müşahidə olunacaq. Buna görə də gümüş ionlarının köməyi ilə məhlulda ionların mövcudluğunu və əksinə, xlorid ionlarının köməyi ilə - gümüş ionlarının mövcudluğunu aşkar etmək mümkündür; Bir ion bir ionda reaktiv kimi xidmət edə bilər və bir ion bir ion üzərində reaktiv kimi xidmət edə bilər.

Gələcəkdə elektrolitlərin iştirak etdiyi reaksiyalar üçün tənliklərin yazılmasının ion-molekulyar formasından geniş istifadə edəcəyik.

İon-molekulyar tənlikləri tərtib etmək üçün hansı duzların suda, hansının isə praktiki olaraq həll olunmadığını bilmək lazımdır. Ümumi xüsusiyyətlərƏn vacib duzların suda həllolma qabiliyyəti Cədvəldə verilmişdir. 15.

Cədvəl 15. Ən vacib duzların suda həllolma qabiliyyəti

İon-molekulyar tənliklər elektrolitlər arasındakı reaksiyaların xüsusiyyətlərini anlamağa kömək edir. Nümunə olaraq zəif turşuların və əsasların iştirakı ilə baş verən bir neçə reaksiyaya baxaq.

Artıq qeyd edildiyi kimi, hər hansı bir güclü turşunun hər hansı bir güclü əsas tərəfindən zərərsizləşdirilməsi eyni istilik effekti ilə müşayiət olunur, çünki o, eyni prosesə - hidrogen ionlarından və hidroksid ionlarından su molekullarının əmələ gəlməsinə gəlir.

Lakin zəif əsaslı güclü turşu və ya güclü və ya zəif əsaslı zəif turşu zərərsizləşdirildikdə istilik effektləri fərqli olur. Belə reaksiyalar üçün ion-molekulyar tənliklər yazaq.

Zəif turşunun (sirkə turşusunun) güclü əsasla (natrium hidroksid) neytrallaşdırılması:

Burada güclü elektrolitlər natrium hidroksid və yaranan duz, zəif olanlar isə turşu və sudur:

Göründüyü kimi, reaksiya zamanı yalnız natrium ionları dəyişikliyə məruz qalmır. Beləliklə, ion-molekulyar tənlik aşağıdakı formaya malikdir:

Güclü turşunun (azotun) zəif əsasla (ammonium hidroksid) neytrallaşdırılması:

Burada turşu və yaranan duzu ionlar şəklində, ammonium hidroksid və suyu isə molekullar şəklində yazmalıyıq:

İonlar dəyişikliyə məruz qalmır. Onları buraxaraq ion-molekulyar tənliyi əldə edirik:

Zəif bir turşunun (sirkə turşusunun) zəif əsasla (ammonium hidroksid) neytrallaşdırılması:

Bu reaksiyada əmələ gələnlərdən başqa bütün maddələr zəif elektrolitlərdir. Beləliklə, tənliyin ion-molekulyar forması belə görünür:

Alınan ion-molekulyar tənlikləri bir-biri ilə müqayisə etdikdə onların hamısının fərqli olduğunu görürük. Buna görə də aydın olur ki, nəzərdən keçirilən reaksiyaların istilikləri də müxtəlifdir.

Artıq qeyd edildiyi kimi, güclü turşuların neytrallaşma reaksiyaları güclü səbəblər, bu müddət ərzində hidrogen ionları və hidroksid ionları birləşərək su molekulunu əmələ gətirir, demək olar ki, tamamlanmağa davam edir. Başlanğıc maddələrdən ən azı birinin zəif elektrolit olduğu və zəif əlaqəli maddələrin molekullarının ion-molekulyar tənliyin yalnız sağında deyil, həm də sol tərəfində olduğu neytrallaşma reaksiyaları tamamlanmağa davam etmir. .

Onlar tarazlıq vəziyyətinə çatırlar ki, orada duz əmələ gəldiyi turşu və baza ilə birlikdə mövcuddur. Buna görə də belə reaksiyaların tənliklərini geri dönən reaksiyalar kimi yazmaq daha düzgündür.

Elektrolit məhlullarında hidratlanmış ionlar arasında reaksiyalar baş verir, buna görə də onlara ion reaksiyaları deyilir. onlara doğru vacibdir reaksiya məhsullarında kimyəvi əlaqənin təbiətinə və gücünə malikdir. Tipik olaraq, elektrolit məhlullarında mübadilə daha güclü kimyəvi bağa malik birləşmənin əmələ gəlməsi ilə nəticələnir. Beləliklə, barium xlorid duzlarının BaCl 2 və kalium sulfat K 2 SO 4 məhlulları qarşılıqlı təsirə girdikdə, qarışıqda dörd növ hidratlı ion Ba 2 + (H 2 O) n, Cl - (H 2 O) m, K + ( H 2 O) p, SO 2 -4 (H 2 O)q, bunların arasında reaksiya tənliyə uyğun olaraq baş verəcəkdir:

BaCl 2 +K 2 SO 4 =BaSO 4 +2КCl

Barium sulfat kristallarında çöküntü şəklində çökəcək. kimyəvi bağ Ba 2+ və SO 2- 4 ionları arasında nəmləndirici su molekulları ilə əlaqədən daha güclüdür. K+ və Cl - ionları arasındakı əlaqə onların nəmləndirici enerjilərinin cəmini bir qədər üstələyir, ona görə də bu ionların toqquşması çöküntünün əmələ gəlməsinə səbəb olmayacaq.

Buna görə də, edə bilər növbəti çıxış. Mübadilə reaksiyaları bu cür ionların qarşılıqlı təsiri zamanı baş verir, reaksiya məhsulunda aralarındakı bağlanma enerjisi onların nəmləndirici enerjilərinin cəmindən qat-qat çoxdur.

İon mübadiləsi reaksiyaları ion tənlikləri ilə təsvir olunur. Az həll olunan, uçucu və az dissosiasiya olunan birləşmələr molekulyar formada yazılır. Əgər elektrolit məhlullarının qarşılıqlı təsiri zamanı göstərilən birləşmələrin heç biri əmələ gəlmirsə, bu, demək olar ki, heç bir reaksiyanın baş verməməsi deməkdir.

Az həll olunan birləşmələrin əmələ gəlməsi

Məsələn, molekulyar tənlik şəklində natrium karbonat və barium xlorid arasındakı qarşılıqlı təsir aşağıdakı kimi yazılacaq:

Na 2 CO 3 + BaCl 2 = BaCO 3 + 2NaCl və ya formada:

2Na + +CO 2- 3 +Ba 2+ +2Сl - = BaCO 3 + 2Na + +2Сl -

Yalnız Ba 2+ və CO -2 ionları reaksiya verdi, qalan ionların vəziyyəti dəyişmədi, buna görə də qısa ion tənliyi formasını alacaq:

CO 2- 3 +Ba 2+ =BaCO 3

Uçucu maddələrin əmələ gəlməsi

Kalsium karbonat və xlor turşusunun qarşılıqlı təsirinin molekulyar tənliyi aşağıdakı kimi yazılacaqdır:

CaCO 3 +2HCl=CaCl 2 +H 2 O+CO 2

Reaksiya məhsullarından biri - karbon qazı CO 2 - qaz şəklində reaksiya sferasından ayrıldı. Genişlənmiş ion tənliyi:

CaCO 3 +2H + +2Cl - = Ca 2+ +2Cl - +H 2 O+CO 2

Reaksiya nəticəsi aşağıdakı qısa ion tənliyi ilə təsvir edilir:

CaCO 3 +2H + =Ca 2+ +H 2 O+CO 2

Bir az dissosiasiya olunmuş birləşmənin əmələ gəlməsi

Belə bir reaksiyaya misal olaraq suyun, bir az dissosiasiya olunmuş birləşmənin əmələ gəlməsi ilə nəticələnən hər hansı neytrallaşma reaksiyasını göstərmək olar:

NaOH+HCl=NaCl+H 2 O

Na + +OH-+H + +Cl - = Na + +Cl - +H 2 O

OH-+H+=H 2 O

Qısa ion tənliyindən belə nəticə çıxır ki, proses H+ və OH- ionlarının qarşılıqlı təsirində ifadə olunur.

Hər üç reaksiya növü geri dönməz şəkildə tamamlanır.

Məsələn, natrium xlorid və kalsium nitrat məhlullarını birləşdirsəniz, ion tənliyindən göründüyü kimi, heç bir reaksiya baş verməyəcək, çünki çöküntü, qaz və ya aşağı dissosiasiya edən birləşmə əmələ gəlmir:

Həlledicilik cədvəlindən istifadə edərək müəyyən edirik ki, AgNO 3, KCl, KNO 3 həll olunan birləşmələr, AgCl həll olunmayan maddədir.

Birləşmələrin həllolma qabiliyyətini nəzərə alaraq reaksiya üçün ion tənliyini yaradırıq:

Qısa ion tənliyi baş verən kimyəvi çevrilmənin mahiyyətini açır. Reaksiyada faktiki olaraq yalnız Ag+ və Cl - ionlarının iştirak etdiyini görmək olar. Qalan ionlar dəyişməz qaldı.

Nümunə 2. Aşağıdakılar arasındakı reaksiya üçün molekulyar və ion tənliyini qurun: a) dəmir (III) xlorid və kalium hidroksid; b) kalium sulfat və sink yodid.

a) FeCl 3 və KOH arasındakı reaksiya üçün molekulyar tənliyi tərtib edirik:

Həlledicilik cədvəlindən istifadə edərək, yaranan birləşmələrdən yalnız dəmir hidroksid Fe(OH) 3-ün həll olunmadığını müəyyən edirik. Reaksiyanın ion tənliyini tərtib edirik:

İon tənliyi göstərir ki, molekulyar tənlikdə 3-ün əmsalları belədir bərabər ionlara aiddir. Bu ümumi qayda ion tənliklərinin tərtib edilməsi. Reaksiya tənliyini qısa ion şəklində təqdim edək:

Bu tənlik reaksiyada yalnız Fe3+ və OH- ionlarının iştirak etdiyini göstərir.

b) İkinci reaksiya üçün molekulyar tənlik yaradaq:

K 2 SO 4 + ZnI 2 = 2KI + ZnSO 4

Çözünürlük cədvəlindən belə çıxır ki, başlanğıc və nəticədə olan birləşmələr həll olunur, buna görə də reaksiya geri çevrilir və sona çatmır. Həqiqətən də burada nə çöküntü, nə qazlı birləşmə, nə də bir qədər dissosiasiya olunmuş birləşmə əmələ gəlmir. Reaksiya üçün tam ion tənliyini yaradaq:

2K + +SO 2- 4 +Zn 2+ +2I - + 2K + + 2I - +Zn 2+ +SO 2- 4

Misal 3. İon tənliyindən istifadə edərək: Cu 2+ +S 2- -= CuS, reaksiya üçün molekulyar tənlik yaradın.

İon tənliyi göstərir ki, tənliyin sol tərəfində Cu 2+ və S 2- ionları olan birləşmələrin molekulları olmalıdır. Bu maddələr suda həll olmalıdır.

Çözünürlük cədvəlinə əsasən, Cu 2+ kation və S 2-anion daxil olmaqla iki həll olunan birləşmə seçəcəyik. Bu birləşmələr arasındakı reaksiya üçün molekulyar tənlik yaradaq:

CuSO 4 +Na 2 S CuS+Na 2 SO 4