Электролиты составьте ионно молекулярную уравнению

Растворы электролитов

Электролиты

При растворении в воде некоторые вещества имеют способность проводить электрический ток.

Те соединения, водные растворы которых способны проводить электрический ток называются электролитами.

Электролиты проводят ток за счет так называемой ионной проводимости, которой обладают многие соединения с ионным строением (соли, кислоты, основания).

Вещества, имеющие сильнополярные связи, но в растворе при этом подвергаются неполной ионизации (например, хлорид ртути II) являются слабыми электролитами.

Многие органические соединения (углеводы, спирты), растворенные воде, не распадаются на ионы, а сохраняют свое молекулярное строение. Такие вещества электрический ток не проводят и называются неэлектролитами.

Приведем некоторые закономерности, руководствуясь которыми можно определить относятся вещества к сильным или слабым электролитам:

Кислоты. К сильным кислотам из наиболее распространенных относятся HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄. Все они являются сильными электролитами. Почти все остальные кислоты, в том числе и органические являются слабыми электролитами.
Основания. Наиболее распространенные сильные основания – гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (исключая Be) относятся к сильным электролитам. Слабый электролит – NH₃.
Соли. Большинство распространенных солей – ионных соединений — сильные электролиты. Исключения составляют, в основном, соли тяжелых металлов.

Теория электролитической диссоциации

Электролиты, как сильные, так и слабые и даже очень сильно разбавленные не подчиняются закону Рауля и принципу Вант-Гоффа.

Имея способность к электропроводности, значения давления пара растворителя и температуры плавления растворов электролитов будут более низкими, а температуры кипения более высокими по сравнению с аналогичными значениями чистого растворителя. В 1887 г С. Аррениус, изучая эти отклонения, пришел к созданию теории электролитической диссоциации.

Электролитическая диссоциация предполагает, что молекулы электролита в растворе распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы, которые названы соответственно катионами и анионами.

Сущность теории электролитической диссоциации

В растворах электролиты распадаются на ионы, т.е. диссоциируют. Чем более разбавлен раствор электролита, тем больше его степень диссоциации.
Диссоциация — явление обратимое и равновесное.
Молекулы растворителя бесконечно слабо взаимодействуют (т.е. растворы близки к идеальным).

Степень диссоциации электролита зависит от:

природы самого электролита
природы растворителя
концентрации электролита
температуры.

Степень диссоциации

Степень диссоциации α, показывает какое число молекул n распалось на ионы, по сравнению с общим числом растворенных молекул N:

Степень диссоциации равна 0 α = 0 означает, что диссоциация отсутствует.

При полной диссоциации электролита степень диссоциации равна 1 α = 1.

С точки зрения степени диссоциации, по силе электролиты делятся на:

сильные (α > 0,7),

средней силы ( 0,3 > α > 0,7),

слабые (α — + bB +

K = [A — ] a ·[B + ] b /[A_a B_b]

Для слабых электролитов концентрация каждого иона равна произведению степени диссоциации α на общую концентрацию электролита С.

Таким образом, выражение для константы диссоциации можно преобразовать:

K = α 2 C/(1-α)

Для разбавленных растворов (1-α) =1, тогда

K = α 2 C

Отсюда нетрудно найти степень диссоциации

α = (K/C) 1/2

Ионно–молекулярные уравнения

Как составить полное и сокращенное ионные уравнения

Рассмотрим несколько примеров реакций, для которых составим молекулярное, полное и сокращенное ионное уравнения.

1) Пример нейтрализации сильной кислоты сильным основанием

1. Процесс представлен в виде молекулярного уравнения.

HCl + NaOH = NaCl + HOH

2. Представим процесс в виде полного ионного уравнения. Т.е. запишем в ионном виде все соединения — электролиты, которые в растворе полностью ионизированы.

H + + Cl — +Na + + OH — = Na + + Cl — + HOH

3. После «сокращения» одинаковых ионов в левой и правой частях уравнения получаем сокращенное ионное уравнение:

H + + OH — = HOH

Мы видим, что процесс нейтрализации сводится к соединению H + и OH — и образованию воды.

При составлении ионных уравнений следует помнить, что в ионном виде записываются только сильные электролиты. Слабые электролиты, твердые вещества и газы записываются в их молекулярном виде.

2) Пример реакции осаждения

Смешаем водные растворы AgNO₃ и HI:

Молекулярное уравнение	AgNO₃ + HI →AgI↓ + HNO₃
Полное ионное уравнение	Ag + + NO₃ — + H + + I — →AgI↓ + H + + NO₃ —
Сокращенное ионное уравнение	Ag + + I — →AgI↓

Процесс осаждения сводится к взаимодействию только Ag + и I — и образованию нерастворимого в воде AgI.

Чтобы узнать способно ли интересующее нас вещество растворяться в воде, необходимо воспользоваться таблицей растворимости кислот, солей и оснований в воде. В приведенной таблице также указан цвет образуемого осадка, сила кислот и оснований и способность анионов к гидролизу.

Пример образования летучего соединения

Рассмотрим третий тип реакций, в результате которой образуется летучее соединение. Это реакции взаимодействия карбонатов, сульфитов или сульфидов с кислотами. Например,

Молекулярное уравнение	Na₂SO₃ + 2HI → 2NaI + SO₂↑ + H₂O
Полное ионное уравнение	2Na + + SO₃ 2- + 2H + + 2I — → 2Na + + 2I — + SO₂↑ + H₂O
Сокращенное ионное уравнение	SO₃ 2- + 2H + → SO₂↑ + H₂O

Отсутствие взаимодействия между растворами веществ

При смешении некоторых растворов ионных соединений, взаимодействия между ними может и не происходить, например

Молекулярное уравнение	CaCl₂ + 2NaI = 2NaCl +CaI₂
Полное ионное уравнение	Ca 2+ + Cl — + 2Na + + I — = 2Na + + Cl — + Ca 2+ + 2I —
Сокращенное ионное уравнение	отсутствует

Условия протекания реакции (химического превращения)

Итак, подводя итог, отметим, что химические превращения наблюдаются в случаях, если соблюдается одно из следующих условий:

Образование неэлектролита. В качестве неэлектролита может выступать вода.
Образование осадка.
Выделение газа.
Образование слабого электролита, например уксусной кислоты.
Перенос одного или нескольких электронов. Это реализуется в окислительно – восстановительных реакциях.
Образование или разрыв одной или нескольких ковалентных связей.

Электролитическая диссоциация

Электролитической диссоциацией называют процесс, в ходе которого молекулы растворенного вещества распадаются на ионы в результате взаимодействия с растворителем (воды). Диссоциация является обратимым процессом.

Диссоциация обуславливает ионную проводимость растворов электролитов. Чем больше молекул вещества распадается на ионы, тем лучше оно проводит электрический ток и является более сильным электролитом.

В общем виде процесс электролитической диссоциации можно представить так:

KA ⇄ K + (катион) + A — (анион)

Замечу, что сила кислоты определяется способностью отщеплять протон. Чем легче кислота его отщепляет, тем она сильнее.

У HF крайне затруднен процесс диссоциации из-за образования водородных связей между F (самым электроотрицательным элементом) одной молекулы и H другой молекулы.

Ступени диссоциации

Некоторые вещества диссоциируют на ионы не в одну стадию (как NaCl), а ступенчато. Это характерно для многоосновных кислот: H₂SO₄, H₃PO₄.

Посмотрите на ступенчатую диссоциацию ортофосфорной кислоты:

Важно заметить, что концентрация ионов на разных ступенях разная. На первых ступенях ионов всегда много, а до последних доходят не все молекулы. Поэтому в растворе ортофосфорной кислоты концентрация дигидрофосфат-анионов будет больше, чем фосфат-анионов.

Для серной кислоты диссоциация будет выглядеть так:

Для средних солей диссоциация чаще всего происходит в одну ступень:

Из одной молекулы ортофосфата натрия образовалось 4 иона.

Из одной молекулы сульфата калия образовалось 3 иона.

Электролиты и неэлектролиты

Химические вещества отличаются друг от друга по способности проводить электрический ток. Исходя из этой способности, вещества делятся на электролиты и неэлектролиты.

Электролиты — жидкие или твердые вещества, в которых присутствуют ионы, способные перемещаться и проводить электрический ток. Связи в их молекулах обычно ионные или ковалентные сильнополярные.

К ним относятся соли, сильные кислоты и щелочи (растворимые основания).

Степень диссоциации сильных электролитов составляет от 0,3 до 1, что означает 30-100% распад молекул, попавших в раствор, на ионы.

Неэлектролиты — вещества недиссоциирующие в растворах на ионы. В молекулах эти веществ связи ковалентные неполярные или слабополярные.

К неэлектролитам относятся многие органические вещества, слабые кислоты, нерастворимые в воде основания и гидроксид аммония.

Степень их диссоциации до 0 до 0.3, то есть в растворе неэлектролита на ионы распадается до 30% молекул. Они плохо или вообще не проводят электрический ток.

Молекулярное, полное и сокращенное ионные уравнения

Молекулярное уравнение представляет собой запись реакции с использованием молекул. Это те уравнения, к которым мы привыкли и которыми наиболее часто пользуемся. Примеры молекулярных уравнений:

Полные ионные уравнения записываются путем разложения молекул на ионы. Запомните, что нельзя раскладывать на ионы:

Слабые электролиты (в их числе вода)
Осадки
Газы

Сокращенное ионное уравнение записывается путем сокращения одинаковых ионов из левой и правой части. Просто, как в математике — остается только то, что сократить нельзя.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Блиц-опрос по теме Электролитическая диссоциация

Составление молекулярных и ионно-молекулярных уравнений реакций обмена между электролитами

Решение задач на составление молекулярных форм химических реакций

Задание 185.
Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) КНСО₃ и Н₂SO₄; б) Zn(ОН)₂ и NаОН; в) СаСI₂ и АgNO₃.
Решение:
Молекулярные формы реакций:

Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в реакции (а) образуется газообразное вещество СО₂ и слабый электролит Н₂О. В реакции (б) происходит растворение малорастворимого Zn(ОН)2 с образованием комплексного иона [Zn(OH)₄] 2- , а в реакции (в) образуется осадок AgCl. Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенства [ (а) К + ; (б) Na + ; (в) Сa 2+ , NO₃ — ], получим ионно-молекулярные уравнения:

Задание 186.
Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) СuSO₄ и Н₂S; б) ВаСО₃ и HNO₃; в) FeCl₃ и КОН.
Решение:
Молекулярные формы реакций:

Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате происходит образование осадка в реакциях (а) и (в) и выделяется газ, реакция (б). Исключив одинаковые ионы в обеих частях равенств [а) Н + , SO₄ 2- ; б) Ва 2+ , NO₃ — ; в) К + , Cl — ],получим ионно-молекулярные уравнения реакций:

а) Сu 2+ + S 2- = CuS ↓ ;
б) CO₃ 2- + 2H + = CO₂ ↑ + H ₂ O;
в) Fe 3+ + 3OH — = Fe(OH)₃ ↓

Задание 187.
Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
а) Сu 2+ + S 2- = Сu ↓ S;
б) SiO₃ 2- + 2Н + = Н₂SiO₃

Решение:
В левых частях данных ионно-молекулярные уравнения указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов, следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов. Например:

Задание 188.
Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Sn(ОН)₂ и НСI; б) ВеSO₄ и КОН; в) NH4Cl и Ва(ОН)₂.
Решение:
Молекулярные формы реакций:

Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате происходит образование слабого электролита Н₂О, реакция (а) – осадка Be(OH)₂ в реакции (б) и выделяется газообразный аммиак NH₃, реакция (б). Исключив одинаковые ионы в обеих частях равенств [а) Cl — ; б) K + , SO₄ 2- ; в) Ba 2+ , Cl — ],получим ионно-молекулярные уравнения реакций:

Задание 189.
Какие из веществ КНСО₃, СН₃СООН, NiSO₄, Na₂S — взаимодействуют с раствором серной кислоты? Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.
Решение:
Молекулярные формы:

Отметим, что взаимодействие уксусной кислоты и сульфата никеля (II) с серной кислотой не происходит, потому что при соединении их растворов связывание ионов с образованием осадка, газа или слабого электролита не происходит. Взаимодействие гидрокарбоната калия и сульфида натрия с серной кислотой возможно, потому что происходит связывание ионов с образованием газообразного вещества и слабого электролита. Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенств [а) К + , г) Na + , SO₄ 2- ], получим ионно-молекулярные уравнения реакций:

Задание 190.
Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) АgNO3 и К₂CrO₄; б) Рb(NO₃)₂ и KI; в) СdSO₄ и Na₂S.
Решение:
Молекулярные формы реакций:

Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате происходит образование осадка во всех трёх реакциях (Ag2CrO₄, PbI₂, CdS). Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенств [а) K +, NO₃ — ; б) K + , NO₃ — ; в) Na + , SO₄ 2- ], получим ионно-молекулярные уравнения реакций:

Задание 191.
Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
а) СаСО₃ + 2Н + = Са 2+ + Н₂О + СО₂
б) А1(ОН)₃ + ОН — = А1О₂ — + 2Н₂О
в) Рb 2+ + 2I — = РbI₂ ↓
Решение:
В левых частях данных ионно-молекулярных уравнений указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов, следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов, а также учитывать растворение осадков в реакции (а) и (б) и образование газообразного соединения, осадка и слабых электролитов. Например:

Задание 192.
Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Ве(ОН)₂ и NаОН; б) Сu(ОН)₂ и HNO₃; в) ZnOHNO₃ и HNO₃.
Решение:
Молекулярные формы реакций:

Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате происходит связывание ионов с образованием слабого электролита Н₂О в реакции (в), в реакции (а) нерастворимое основание растворяется в растворе кислоты с образованием комплексного иона [Be(OH)4]2-. В реакции (б) нерастворимое основание растворяется в растворе кислоты с образованием слабого электролита Н₂О. Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенств [а) Na + ; б) Cu 2+ , NO₃ — ; в) NO ₃ — ], получим ионно-молекулярные уравнения реакций:

а) Ве(ОН)₂ + 2OH — = [Be(OH)₄] 2- ;
б) 2OH — + 2H + = 2H₂O;
в) ZnOH + + H + — = H₂O = Zn 2+ + H₂O.

источники:

http://studarium.ru/article/159

http://buzani.ru/zadachi/khimiya-shimanovich/929-ionno-molekulyarnye-ionnye-reaktsii-obmena-185-192