Реакции ионного обмена
Реакции ионного обмена — это реакции между сложными веществами в растворах, в результате которых реагирующие вещества обмениваются своими составными частями. Так как в этих реакциях происходит обмен ионами, их называют ионными. Для правильного составления ионных уравнений необходимо понимать, что такое электролиты.
Правило Бертолле
Реакции обмена в растворах электролитов протекают до конца (возможны) только тогда, когда в результате реакции образуется либо твёрдое малорастворимое вещество (осадок), либо газ, либо вода или любой другой слабый электролит.
Основные понятия и определения
Электролиты — это вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток.
Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц под действием электрического поля. В растворах электролитов проводимость обусловлена наличием ионов.
Ионы — это заряженные частицы (атомы или группы атомов). Различают катионы (положительные) и анионы (отрицательные).
Электролитическая диссоциация — процесс распада электролита на ионы при растворении или плавлении.
Электролиты делятся на сильные (хорошо диссоциируют) и слабые (плохо диссоциируют). Вещества, не диссоциирующие, — неэлектролиты.
| Электролиты | Неэлектролиты | |
| Слабые | Сильные | |
| Слабые кислоты | Сильные кислоты | Оксиды, не взаимодействующие с водой |
| Нерастворимые основания, NH4OH | Щёлочи | Простые вещества |
| Растворимые и нерастворимые соли | Большинство органических соединений | |
Абсолютно нерастворимых веществ не бывает — даже нерастворимые соли частично диссоциируют, поэтому являются электролитами.
Сильные электролиты
Сильные электролиты в растворе находятся почти полностью в виде ионов и должны расписываться в ионных уравнениях.
Все растворимые соли:
Кислые остатки (кроме HSO4—) и комплексные ионы не расписывают.
Сильные кислоты:
Сильные основания (щёлочи):
Слабые электролиты
Слабые электролиты находятся в растворе преимущественно в молекулярной форме и не расписываются на ионы.
Не расписывают на ионы:
- Слабые кислоты: HF, H2SiO3, H3PO4
- Слабые и нерастворимые основания: Fe(OH)2, Cu(OH)2
- Амфотерные гидроксиды: Al(OH)3, Zn(OH)2
- Газы: CO2, SO2, NH3
- Анионы кислых солей: HCO3—, HS—, HPO42-
- Комплексные ионы: [Al(OH)4]—, [Zn(OH)4]2-
- Осадки: BaSO4, AgCl
Нерастворимые (Н) и малорастворимые (М) соединения в продуктах реакции не расписывают. Однако малорастворимые гидроксиды (например, Ca(OH)2) при этом расписывают, так как являются сильными основаниями. Если малорастворимое вещество — реагент, его также расписывают.
Условия протекания реакций ионного обмена
1. Кислота + основание → соль + вода
Условие: сильное основание или нелетучая кислота.
Не подходят: H2CO3, H2SO3, H2SiO3.
2. Кислота + соль → другая кислота + другая соль
Условие: образуется нерастворимая соль, слабая кислота или газ.
3. Соль + соль → другая соль + другая соль
Условие: оба реагента растворимы, в продуктах — осадок.
4. Соль + основание → другая соль + другое основание
Условие: выделяется газ, осадок или слабый электролит.
Алгоритм составления реакций ионного обмена (РИО)
- Выбрать вещества, удовлетворяющие условиям протекания реакции.
- Убедиться, что степени окисления не меняются (это не ОВР).
- Составить ионные уравнения:
- Сильные электролиты (растворимые соли, сильные кислоты, щёлочи) → расписать на ионы.
- Слабые электролиты, осадки, газы → оставить в молекулярном виде.
- Правильно указать заряды ионов (по таблице растворимости).
- Сократить одинаковые ионы в обеих частях → получить сокращённое ионное уравнение.