Реакції іонного обміну - це один з видів хімічних реакцій. Правила, умови протікання і приклади
Опубликованно 28.11.2018 00:42
Реакції іонного обміну - це процеси, які протікають між складними речовинами. Вони повинні супроводжуватися появою певного результату: випаданням осаду, виділенням газоподібного з'єднання, освітою мало диссоциируемого речовини (наприклад, води). Поняття про реакції
Курс органічної хімії розглядає взаємодії між сполуками, які необхідні для життєдіяльності людини і тварин: білками, жирами, вуглеводами. Хімічними прийнято називати такі процеси, які протікають між речовинами з отриманням інших сполук, що відрізняються від вихідних за властивостями і складом.
Реакції іонного обміну - це типовий приклад хімічних процесів, так як вони супроводжуються зміною забарвлення, появою газу, випаданням осаду.
Реагентами іменують вихідні сполуки, а продуктами – кінцеві з'єднання.
Рушійною силою процесу є природа реагентів, особливості продуктів, концентрація реагуючих компонентів, температура, тиск.
Особливості взаємодій
Реакції іонного обміну - це взаємодія між речовинами, взятими в розчинах. Як будь-які інші процеси хімічної природи, вони протікають з виділенням або поглинанням тепла, зміною забарвлення, агрегатного стану.
У перекладі з латинської мови «реакція» означає «відповідь, відсіч».
Саме тому реакції іонного обміну - це відповідь одних речовин на атаку інших. Умови протікання
Серед тих факторів, які необхідні для хімічної взаємодії, виділяють: реагують з'єднання повинні стикатися в максимальному ступені; у деяких випадках потрібне підвищення температури; частина взаємодій можлива лише при впливі електрики або ультрафіолетового випромінювання. Варіанти класифікації реакцій
Складно усі процеси, які супроводжуються зміною складу і властивостей сполук, об'єднати в одну класифікацію.
По можливості протікання процесів в прямому і зворотному напрямку неорганічні і органічні процеси ділять на дві групи.
Необоротно протікає реакція іонного обміну між розчинами розчинних сполук у тому випадку, коли між ними утворюється нерозчинний продукт. Це застосовується в аналітичній хімії для якісного визначення катіонів (аніонів) в суміші розчинів.
Наприклад, для виявлення катіонів барію (Ba2+) використовують розчин, що містить сульфат аніон (SO4 2-). Приклад іонних рівнянь, що супроводжуються випаданням осаду
Як правильно скласти рівняння процесів, характерних для цього випадку? Розглянемо на прикладі цієї реакції іонного обміну скорочені іонні рівняння. Це питання входить в курс шкільної програми, тому заслуговує пильного розгляду.
Першим етапом є написання процесу в молекулярному вигляді.
BaCl2+Na2SO4=BaSO4+2NaCl
Щоб зрозуміти, чи дійсно необоротно протікає реакція іонного обміну між розчинами цих речовин, потрібно таблиця розчинності кислот, солей, основ. Одним з продуктів є сульфат барію (середня сіль), яка є нерозчинним з'єднанням. Отже, процес дійсно незворотній, супроводжується випаданням осаду.
Другим етапом є запис повного іонного рівняння. Кожне з вихідних сполук, продуктів взаємодії записується у вигляді катіонів і аніонів.
Ba2++ 2Cl-+2Na+ +SO42-=BaSO4+2Na+ + 2Cl-
В лівій і правій частинах даного рівняння позитивні і негативні іони, які не пов'язані в осад, малодиссоциируемое або газоподібне з'єднання. Після їх скорочення отримуємо варіант короткого іонного рівняння.
Ba2++ SO42-=BaSO4
Приклад процесу з утворенням газу
Коли ще можуть протікати реакції іонного обміну? Приклади з рішенням, що передбачає утворення газоподібного речовини, наведемо для карбонату. Якісним реактивом на аніон CO32 - є взаємодія з катіонів водню. Підсумком процесу є утворення вуглекислого газу.
Уявімо взаємодія в молекулярному та іонному вигляді.
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O
Продуктами реакції є вуглекислий газ і вода, які не розпадаються на іони. Уявімо взаємодія в повному йонному вигляді.
2Na++CO32-+2H++2Cl-=2Na++2Cl-+CO2+H2O
Після скорочення іонів, які повторюються в лівій і правій частинах, отримуємо наступний вигляд даного процесу:
CO32-+2H+=CO2+H2O Отримання малодиссоциируемого з'єднання
Якими ще ознаками можуть супроводжуватися реакції іонного обміну? Приклади з рішенням наведемо для класичного процесу нейтралізації між розчином лугу і кислоти.
Взаємодія розчину соляної кислоти з гідроксидом натрію супроводжується утворенням води (малодиссоциируемого з'єднання). Перевірити повноту протікання процесу можна за допомогою індикатора. Якщо спочатку до лугу додати спиртовий розчин фенолфталеїну, у міру додавання до нього соляної кислоти забарвлення буде зникати (йде нейтралізація).
В молекулярному вигляді процес виглядає наступним чином:
NaOH+ HCl=NaCl+H2O
Короткий іонне рівняння відображає процес нейтралізації:
OH-+ H+=H2O
Висновок
На відміну від інших різновидів хімічних процесів, іонний обмін відбувається тільки між розчинами складних з'єднань. Також серед обов'язкових умов, які пов'язані з такими процесами, зазначимо їх незворотність. У тих випадках, коли серед продуктів є малодиссоциируемое з'єднання, газоподібна речовина, осад, то можна говорити про повноту протікання процесу.
Якщо у разі заміщення у сполук змінюються ступені окиснення, то у випадку іонного обміну валентное стан атомів не змінюється. Такі процеси протікають між складними речовинами: солями, кислотами, основами, оксидами.
Приватним випадком таких взаємодій є нейтралізація між лугом і кислотою. Вони підпорядковуються законам хімічної рівноваги, йдуть у тому напрямі, де одне із з'єднань видаляють з реакційної сфери в леткій, газоподібному вигляді, або як малодиссоциируемое речовина.
Хімічна реакція є складним процесом, який передбачає перетворення одних речовин в інші, які відрізняються від вихідних за будовою, складом. Лише при наявності однієї з трьох ознак, перерахованих вище, можна вести мову про повноту протікання взаємодії. Автор: dgyzi 18 Серпня, 2018
Категория: Студентам