Ионные уравнения 9 класс химия

Ионные уравнения

Ионные уравнения — неотъемлемая часть сложной и интересной химической науки. Такие уравнения позволяют наглядно увидеть, какие ионы вступают в химические превращения. В виде ионов записывают вещества, которые подвергаются электролитической диссоциации. Разберем историю вопроса, алгоритм составления ионных уравнений и примеры задач.

ИСТОРИЯ ВОПРОСА

Еще древние алхимики, проводя нехитрые химические реакции в поисках философского камня и записывая в толстые фолианты результаты своих исследований, использовали определенные знаки для химических веществ. У каждого ученого была своя система, что неудивительно: каждый хотел защитить свои тайные знания от происков завистников и конкурентов. И лишь в VIII веке появляются единые обозначения для некоторых элементов.

В 1615 году Жан Бегун в своей книге «Начала химии», что по праву считается одним из первых учебников в этом разделе естествознания, предложил использовать условные обозначения для записи химических уравнений. И лишь в 1814 году шведский химик Йонс Якоб Берцелиус создал систему химических символов на основе одной или двух первых букв латинского названия элемента, подобную той, с которой ученики знакомятся на уроках.

В восьмом классе (параграф 12, учебник «Химия. 8 класс» под редакцией В.В. Еремина) ребята научились составлять молекулярные уравнения реакций, где и реагенты, и продукты реакций представлены в виде молекул.

Однако это упрощенный взгляд на химические превращения. И об этом задумывались ученые уже в XVIII веке.

Аррениус в результате своих экспериментов выяснил, что растворы некоторых веществ проводят электрический ток. И доказал, что вещества, обладающие электропроводностью, в растворах находятся в виде ионов: положительно заряженных катионов и отрицательно заряженных анионов. И именно эти заряженные частицы вступают в реакции.

ЧТО ТАКОЕ ИОННЫЕ УРАВНЕНИЯ

Ионные уравнения реакций — это химические равенства, в которых вещества, вступающие в реакцию, и продукты реакций обозначены в виде диссоциированных ионов. Уравнения данного типа подходят для записи химических реакций замещения и обмена в растворах.

Ионные уравнения — неотъемлемая часть сложной и интересной химической науки. Такие уравнения позволяют наглядно увидеть, какие ионы вступают в химические превращения. В виде ионов записывают вещества, которые подвергаются электролитической диссоциации (тема подробно разбирается в параграфе 10, учебник «Химия. 9 класс» под редакцией В.В. Еремина). В виде молекул записывают газы, вещества, выпадающие в осадок, и слабые электролиты, которые практически не диссоциируют. Газы обозначаются стрелкой вверх (↑), субстанции, выпадающие в осадок, стрелкой вниз (↓).

ОСОБЕННОСТИ ИОННЫХ УРАВНЕНИЙ

1. Реакции ионного обмена, в отличие от окислительно-восстановительных реакций, протекают без нарушения валентности веществ, вступающих в химические превращения.

— окислительно-восстановительная реакция

— реакция ионного обмена

2. Реакции между ионами протекают при условии образования в ходе реакции плохорастворимого осадка, выделения летучего газа или образования слабых электролитов.

Удивительно, что реакции обмена могут проходить даже с нерастворимыми солями слабых кислот. В этом случае сильная кислота вытесняет слабую из ее солей. В качестве примера можно привести сокращенное ионное уравнение разведения карбоната кальция в сильных кислотах.

АЛГОРИТМ СОСТАВЛЕНИЯ ИОННОГО УРАВНЕНИЯ

Записываем молекулярное уравнение химического процесса.

Балансируем молекулярное уравнение с помощью коэффициентов.

Чтобы правильно сбалансировать равенство, нужно вспомнить закон сохранения массы веществ (параграф 12, «Химия. 8 класс» под редакцией В.В. Еремина), согласно которому в ходе химических превращений новые атомы не появляются, а старые не разрушаются. Т.е. число атомов в продуктах реакции равно числу атомов в исходных веществах. Помним, что водород и кислород уравниваем в последнюю очередь.

Определяем, какие вещества в химической реакции диссоциируют, т.е. распадаются на ионы.

Записываем в виде ионов:

• растворимые соли;
• сильные кислоты (H₂SO₄, HNO₃, HCl и др.);
• растворимые в воде основания.

Записываем в виде молекул:

• нерастворимые соли;
• слабые кислоты, щелочи, вода;
• оксиды;
• газы;
• простые вещества;
• большинство органических соединений.

Если есть сомнения в растворимости реагента или продукта реакции, можно проверить по специальной таблице, которая является справочным материалом, ей можно пользоваться на различных экзаменах.

В таблице, помимо растворимости соединений, представлены также заряды катионов и анионов, участвующих в реакциях.

Определяем многоатомные ионы.

Это необходимо сделать, т.к. данные соединения не разлагаются на отдельные атомы и имеют свой заряд. Чаще всего в химических превращениях участвуют следующие многоатомные ионы:

Записываем равенство таким образом, чтобы все диссоциирующие субстанции были представлены в виде катионов и анионов.

Проверяем, чтобы уравнение было сбалансировано, т.е. количество различных атомов в частях с реагентами и продуктами реакции совпадало.

На данном этапе мы получили полное ионное уравнение.

Вычеркиваем идентичные ионы в обеих частях равенства, т.е. катионы и анионы с одинаковыми нижними индексами и зарядами, и переписываем равенство без данных ионов.

Проверяем, чтобы количество атомов элементов совпадало в правой и левой частях уравнения. Таким образом получаем краткое ионное уравнение.

ПРИМЕРЫ

Задача 1

Выясните, произойдет ли химическое взаимодействие между растворами гидроксида калия и хлорида аммония. (Записать для реакции молекулярное, полное ионное и сокращенное ионное уравнение.)

Записываем молекулярное уравнение, проверяем коэффициенты.

Помним, что гидроксид аммония — нестабильное соединение и разлагается на аммиак и воду.

Записываем окончательное уравнение:

NB! Благодаря летучести и резкому раздражающему запаху 3%-й раствор NH₃ называется «нашатырный спирт» и используется в медицине.

Подсматривая в таблицу растворимости, помечаем полное ионное уравнение, не забывая о зарядах ионов.

Вычеркивая идентичные катионы и анионы в обеих частях реакции, составляем краткое ионное уравнение.

Делаем вывод: химическая реакция между гидроксидом калия и хлоридом аммония протекает с образованием воды и выделением аммиака — летучего газа с резким запахом.

Задача 2

А сейчас выполним задание из учебника «Химия. 9 класс» под редакцией В.В. Еремина.

Налейте в пробирку 1 мл раствора карбоната натрия и аккуратно прилейте к нему пару капелек соляной кислоты.

Составьте уравнение реакции, напишите полное и сокращенное ионные уравнения.

Записываем реакцию в молекулярном виде, расставляем коэффициенты, если это необходимо.

Подсматривая в таблицу растворимости, записываем полное ионное уравнение, не забывая отмечать заряды ионов.

Вычеркивая одинаковые катионы и анионы в правой и левой частях равенства, составляем краткое ионное уравнение.

Вопрос «Что происходит?» остался без ответа. К сожалению, в домашних условиях этот опыт осуществить трудновато, так как стиральной содой уже давно никто не пользуется, да и соляную кислоту в аптеке уже не продают. Но примерно такой же визуальный эффект можно наблюдать, если смешать раствор пищевой соды с раствором уксусной кислоты.

Составление уравнений реакций ионного обмена

Этот видеоурок доступен по абонементу

У вас уже есть абонемент? Войти

Данный урок продолжает тему «Реакции ионного обмена». Урок поможет закрепить умение составлять уравнения реакций ионного обмена в молекулярной и ионной формах, научит составлять по сокращенному ионному уравнению молекулярные.

Разработка урока по химии 9 класс «Ионные уравнения»

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

«Актуальность создания школьных служб примирения/медиации в образовательных организациях»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Урок химии 9 класс.

Тема: Реакции ионного обмена.

1.Сформировать у учащихся представления о реакций ионного обмена.

2. Научить составлять уравнения реакций ионного обмена между электролитами в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде.

3. Продолжить формирование практических навыков при работе с химическими веществами, умения обобщать и делать выводы.

Оборудование: химические реактивы: растворы HCl, H ₂ SO ₄ , KOH, BaCl ₂ , Na ₂ CO ₃ , Na ₂ SO ₄ , KCl, фенолфталеин.

1.Актуализация опорных знаний.

1.Какие вещества называются электролитами?

2. Растворимость веществ. Таблица растворимости.

3.Какие электролиты относят к сильным, а какие к слабым?

Из данного перечня веществ выберите вещества, которые относятся к сильным, какие к слабым электролитам: NaNO ₂ , H ₂ S , LiNO ₃ , HCl , Na ₂ S , Ba ( OH ) ₂ , Al ( OH ) ₃ , NaOH , HNO ₃ , H ₂ SO ₄ , HNO ₂ , K ₂ SO ₃ , CH ₃ COOH , NaNO ₂ , K ₂ CO ₃ .

4.Напишите уравнения электролитической диссоциации следующих веществ:

б) Сульфат магния, гидроксид бария, фосфорная кислота, хлорид алюминия.

2.Мотивация к изучению нового учебного материала.

Что произойдет при сливании двух электролитов?

Какие процессы протекают в растворе при сливании двух и более электролитов?

3.Объяснение нового материала.

Опыт. К раствору хлорида бария прильем раствор сульфата калия. При этом образуется белый осадок.

Какое вещество выпало в осадок?

Для этого запишем уравнение реакции обмена и расставим коэффициенты:

Посмотрим в таблицу растворимости: BaSO ₄ – нерастворимое вещество, оно и образует белый осадок:

Изучая электролитическую диссоциацию, мы узнали, что в водном растворе , каждое из этих веществ распадается на ионы. Следовательно, реакции в растворах протекают между ионами. Эти реакции называются ионными .

Запишем уравнение реакций в ионном виде, пользуясь следующими правилами:

1.Составим полное ионное уравнение (вещества, которые растворимы записываются виде ионов, газы, нерастворимые, малодиссоциируемые вещества записываются в молекулярном виде):

Ва 2+ + 2С l — + 2 H + + SO ₄ 2- = Ва SO ₄

2.Приведем подобные. Найдем одинаковые ионы в левой и правой части уравнения, они не участвуют в реакции. Исключив их, запишем сокращенное ионное уравнение:

Сокращенное ионное уравнеие отражает суть реакции: ионы Ва 2+ связываются с ионами SO ₄ 2- и образуют осадок Ва SO ₄

1.Реакции ионного обмена протекают в строну связывания ионов.

2.Реакции ионного обмена протекают в сторону образования слабого электролита.

Проведем еще один опыт: в пробирку с раствором карбоната калия прильем раствор соляной кислоты. Что наблюдается?

Происходит вспенивание. Выделение пузырьков газа. Какой это газ?

Для определения газа составим уравнение реакции и расставим коэффициенты:

В результате реакции образуется H ₂ CO ₃ , но она неустойчива и тут же распадается на H ₂ O и CO _2.

Запишем ионные уравнения данной реакции:

2К + + С O ₃ 2- + 2 H + + 2 Cl —  2 K + + 2 Cl — + H ₂ O + CO ₂ – полное ионное уравнение

С O ₃ 2- + 2 H +  H ₂ O + CO ₂ – сокращенное ионное уравнение

И еще один опыт: Как вы думаете, что произойдет при смешивании раствора гидроксида натрия с разбавленной серной кислотой. Как называется такая реакция между кислотой и щелочью и какой реактив необходим для наблюдения изменений в растворе?

Взаимодействие кислоты с щелочью называется реакцией нейтрализации. А для наблюдения изменений в растворе можно использовать индикатор – фенолфталеин.

К раствору щелочи добавим несколько капель фенолфталеина – раствор приобрел малиновую окраску. А теперь будем по капля приливать серную кислоту. Окраска исчезла, раствор снова стал прозрачным. Почему? Запишем уравнение данной реакции:

2 Na + + OH — + 2 H + + SO ₄ 2 _—  2 Na + + SO ₄ 2- + H ₂ O

OH — + 2 H +  H ₂ O

Почему возможна данная реакция?

Образуется слабый электролит – вода.

Отработка навыков написания уравнений реакций ионного обмена.

1.Если в результате реакции выделяется малодиссоциирующее (мд) вещество – вода.

Молекулярное уравнение реакции щелочи с кислотой:

KOH (р) + HCl (р) = KCl(р) + H ₂ O (мд)

Полное ионное уравнение реакции:

K+ + OH– + H+ + Cl– = K+ + Cl– + H ₂ O

Сокращённое ионное уравнение реакции:

2. Если в результате реакции выделяется нерастворимое в воде вещество.

Молекулярное уравнение реакции щелочи с солью:

CuCl ₂ (р) + 2KOH (р) = 2KCl(р) + Cu(OH) ₂ ↓

Полное ионное уравнение реакции:

Cu2+ + 2Cl– + 2K+ + 2OH– = 2K+ + 2Cl– + Cu(OH) ₂ ↓.

Cокращенное ионное уравнение реакции:

Cu2+ + 2OH– = Cu(OH)2↓.

3. Если в результате реакции выделяется газообразное вещество.

Молекулярное уравнение реакции растворимой соли (сульфида) с кислотой:

K ₂ S + 2HCl = 2KCl + H ₂ S↑.

Полное ионное уравнение реакции:

2K+ + S 2– + 2H+ + 2Cl– = 2K+ + 2Cl – + H ₂ S↑.

Сокращённое ионное уравнение реакции:

4.Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций и запишите их в полном и сокращенном ионном виде:

Задания 1 уровня.

а ) CaCl ₂ + AgNO ₃ AgCl + Ca(NO ₃ ) _2;
б ) Na ₂ CO ₃ + Ва Cl ₂ BaCO ₃ + NaCl;
в ) HCl + NaOH NaCl + H ₂ O.

Задания 2 уровня.

При взаимодействии растворов каких веществ образуется осадок:

Задания 3 уровня.

Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций между растворами:

а) гидроксида калия и нитрата меди (II);
б) соляной кислоты и гидроксида бария;
в) хлорида железа (III) и гидроксида натрия.

Сегодня на уроке мы узнали, что такое ионные реакции, в каком случае они возможны. Научились составлять полные и краткие уравнения таких реакций.