Реакции ионного обмена, условия их протекания до конца (на примере двух реакций). Отличие реакций ионного обмена от реакций окислительно-восстановительных.

Реакции обмена в растворах электролитов получили название реакций ионного обмена. Эти реакции протекают до конца в 3-х случаях:

1. Если в результате реакции выпадает осадок (образуется нерастворимое или малорастворимое вещество, что можно определить по таблице растворимости):
CuSO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ + CuCl₂

2. Если выделяется газ (образуется часто при разложении слабых кислот):
Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑

3. Если образуется малодиссоциирующее вещество. Например, вода, уксусная кислота:
HCl + NaOH = NaCl + H₂O

Это связано со смещением химического равновесия вправо, что вызвано удалением одного из продуктов из зоны реакции.

Реакции ионного обмена не сопровождаются переходом электронов и изменением степени окисления элементов в отличие от окислительно-восстановительных реакций.

Если попросят написать уравнение в ионном виде, можно проверять правильность написания ионов по таблице растворимости. Не забывайте менять индексы на коэффициенты. Нерастворимые вещества, выделяющиеся газы, воду (и другие оксиды) на ионы не раскладываем.

Cu²⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + 2Cl^- = BaSO₄↓ + Cu²⁺ + 2Cl^-
Вычеркиваем не изменившиеся ионы:

SO₄^2- + Ba²⁺ = BaSO₄↓

2. Задача. Вычисление массовой доли (%) химического элемента в веществе, формула которого приведена.

Формулу для вычисления массовой доли в общем виде можно записать так:

ω = масса компонента / масса целого,

где ω – массовая доля

Для расчета массовой доли элемента в сложном веществе формула будет иметь следующий вид:

ω = Ar • n / Mr,

где Ar – относительная атомная масса,
n – число атомов в молекуле,

Mr – относительная молекулярная масса (численно равна M – молярной массе)

Пример:

Рассчитайте массовую долю элементов в оксиде серы (VI) SO₃.

Решение:

Mr (SO₃) = 32 + 16 • 3 = 80

ω (S) = 32: 80 = 0,4 = 40%

ω (O) = 16 • 3: 80 = 0,6 = 60%

проверка: 40% + 60% = 100%

Ответ: 40%; 60%.

Билет № 11

1. Кислоты в свете представлений об электролитической диссоциации. Химические свойства кислот: взаимодействие c металлами, основными оксидами, основаниями, солями (на примере хлороводородной кислоты).

С точки зрения теории электролитической диссоциации кислотами называются вещества, диссоциирующие в растворах с образованием ионов водорода:

HCl → H⁺ + Cl^-

Более строгая формулировка: отщепляющие в качестве катионов (положительных ионов) только ионы водорода.

Под ионом водорода подразумевают гидратированный протон (т.е. протон, присоединивший воду). Если хотят показать состав иона водорода, его обычно изображают H₃O⁺

Далее ответ совпадает со 2-м вопросом билета №1:

1. Кислоты окрашивают растворы индикаторов лакмуса и метилового оранжевого в красный цвет

2. Взаимодействуют с металлами, находящимися в ряду напряжений левее водорода, например, с цинком, с образованием соли (хлорида цинка) и газообразного водорода:
Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑

3. Взаимодействуют с основными оксидами с образованием соли и воды:
CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O
(при проведении реакции с оксидом меди (II), пробирку желательно слегка подогреть) получается хлорид меди(II)

4. Взаимодействуют с основаниями с образованием соли и воды:
NaOH + HCl = NaCl + H₂O

5. Вытесняют слабые кислоты из растворов их солей, например, карбоната натрия:
Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑

6. Реакция с солями может протекать с образованием осадка:
AgNO₃ + HCl = HNO₃ + AgCl↓

Опыт. Выделение поваренной соли из ее смеси с речным песком.

1. Добавить к смеси немного воды, перемешать. Соль растворится, песок осядет на дно.

2. Профильтровать полученную смесь. Если нет фильтра, дать отстояться и слить верхнюю часть воды с растворенной солью.

(Здесь мы используем различную растворимость соли и песка в воде)

3. Выпарить соль из раствора в фарфоровой чашке.

Прекратить выпаривание при появлении кристаллов соли, иначе чашка может треснуть. С горячей чашкой обращаться осторожно!!! Спиртовку тушить, накрывая колпачком. Спички чиркать «от себя».

Билет № 12

1. Амфотерные гидроксиды, их химические свойства: взаимодействие с кислотами, щелочами (на примере гидроксида цинка).

Амфотерные гидроксиды – вещества, состоящие из металла (цинка, алюминия и некоторых других) и гидроксогрупп OH.

Могут быть получены действием щелочей на растворы солей цинка:

ZnCl₂ + 2NaOH = Zn(OH)₂↓ + 2NaCl

Способны в зависимости от условий проявлять как основные, так и кислотные свойства. Т.е. реагируют как с кислотами, так и со щелочами.

С кислотами амфотерные гидроксиды реагируют так же, как и основания, с образованием соли и воды. Например, гидроксид цинка, нерастворимый в воде, взаимодействует с соляной кислотой и осадок исчезает:

Zn(OH)₂ + 2HCl = ZnCl₂ + 2H₂O

(полученная соль – хлорид цинка)

Чтобы записать реакцию гидроксида цинка со щелочью, его удобно записать, как кислоту – водород в начале.

Осадок растворяется и в избытке щёлочи.

При взаимодействии гидроксида цинка со щелочами образуются соли – цинкаты:

H₂ZnO₂ + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + 2H₂O

Строго говоря, образование цинката натрия в водном растворе происходит при участии гидроксид-ионов, но обычно для простоты записывают это уравнение.