logo
152287

4.1. Ионные уравнения. Реакции ионного обмена

Химические реакции в растворах электролитов протекают, как правило, с высокими скоростями. Большая скорость химических реакций в растворах объясняется тем, что они протекают не между молекулами, а между ионами.

Согласно теории электролитической диссоциации, в водных растворах электролиты присутствуют: сильные – в виде ионов, а слабые – преимущественно в виде недиссоциированных молекул. Запишем уравнение реакции в молекулярной форме

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl.

Перепишем это уравнение для реального состояния веществ в растворе (см. табл. 4): растворимые в воде FeCl3, NaOH, NaCl (сильные электролиты) в виде ионов, а нерастворимый в воде Fe(OH)3 (слабый электролит) в молекулярном виде

Fe3+ + 3Cl- + 3Na+ + 3OH- = Fe(OH)3 + 3Na+ + 3Cl- .

Это ионное уравнение реакции (полное ионно-молекулярное уравнение). Исключим из обеих частей ионного уравнения одноименные ионы, т.е. ионы, не участвующие в реакции. В окончательном виде получим сокращенное ионно-молекулярное уравнение реакции

Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3.

Как видно из этого уравнения, реакция сводится к взаимодействию ионов Fe3+ и OH,- в результате чего образуется осадок Fe(OH)3. При смешении растворов, содержащих ионы Fe3+ и ионы OH-, всегда образуется осадок гидроксида железа (III).

Пример 1. Составить три молекулярных уравнения реакций, которым соответствует краткое ионно-молекулярное уравнение

2Fe3+ + 6OH- = 2Fe(OH)3∙

Решение. В левой части уравнения указаны ионы, образовавшиеся из сильных электролитов. Используя таблицу растворимости солей, кислот и оснований в воде (см. табл. 4) можем записать молекулярные уравнения:

а) Fe2(SO4)3+ 6NaOH = 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4

2Fe3+ + 3 SO42− + 6Na+ + 6OH −= 2Fe(OH)3 +6Na+ +3 SO42−

2Fe3+ + 6OH- = 2Fe(OH)3;

б) 2Fe(NO3)3 + 3Ba(OH)2 = 2Fe(OH)3 + 3Ba(NO3)2

2Fe3+ + 3NO3 − + 3Ba2+ + 6OH −= 2Fe(OH)3+ 3Ba2++ 3NO3 −

2Fe3+ + 6OH- = 2Fe(OH)3;

в) Fe2(CrO4)3+ 6NaOH = 2Fe(OH)3 + 3Na2CrO4

2Fe3+ + 3CrO42−+ 6Na+ + 6OH −= 2Fe(OH)3+ 6Na++ 3CrO42−

2Fe3+ + 6OH- = 2Fe(OH)3.

Смешаем два водных раствора хлорида калия и нитрата натрия. Запишем молекулярное уравнение реакции

KCl + NaNO3 = KNO3 + NaCl.