ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนเป็นปฏิกิริยาในสารละลายในน้ำระหว่างอิเล็กโทรไลต์ที่เกิดขึ้นโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงในสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบ

เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กโทรไลต์ (เกลือ กรด และเบส) คือการก่อตัวของสารที่แยกตัวออกเล็กน้อย (น้ำ กรดอ่อน แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์) ตะกอนหรือก๊าซ

ลองพิจารณาปฏิกิริยาที่ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของน้ำ ปฏิกิริยาดังกล่าวรวมถึงปฏิกิริยาทั้งหมดระหว่างกรดกับเบสใดๆ ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาของกรดไนตริกกับโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์:

HNO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O (1)

วัสดุเริ่มต้นเช่น กรดไนตริกและโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์รวมถึงหนึ่งในผลิตภัณฑ์คือโพแทสเซียมไนเตรตเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่งเช่น วี สารละลายที่เป็นน้ำพวกมันมีอยู่เกือบเฉพาะในรูปของไอออน น้ำที่ได้จะเป็นของอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอเช่น ในทางปฏิบัติไม่สลายตัวเป็นไอออน ดังนั้น สมการข้างต้นจึงสามารถเขียนใหม่ได้แม่นยำมากขึ้นโดยการระบุสถานะที่แท้จริงของสารในสารละลายที่เป็นน้ำ กล่าวคือ ในรูปของไอออน:

H + + NO 3 − + K + + OH − = K + + NO 3 − + H 2 O (2)

ดังที่เห็นได้จากสมการ (2) ทั้งก่อนและหลังปฏิกิริยา มีไอออน NO 3 − และ K + อยู่ในสารละลาย กล่าวอีกนัยหนึ่ง โดยพื้นฐานแล้ว ไนเตรตไอออนและโพแทสเซียมไอออนไม่ได้มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเลย ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นเนื่องจากการรวมกันของอนุภาค H + และ OH เข้าไปในโมเลกุลของน้ำ ดังนั้น โดยการลดพีชคณิตของไอออนที่เหมือนกันในสมการ (2):

H + + NO 3 − + K + + OH − = K + + NO 3 − + H 2 O

เราจะได้รับ:

เอช + + OH - = เอช 2 โอ (3)

สมการของรูปแบบ (3) เรียกว่า สมการไอออนิกแบบย่อ, พิมพ์ (2) - สมการไอออนิกที่สมบูรณ์และพิมพ์ (1) - สมการปฏิกิริยาโมเลกุล.

จริงๆ แล้ว สมการไอออนิกปฏิกิริยาสะท้อนถึงแก่นแท้ของมันให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เป็นสิ่งที่ทำให้เกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำ ควรสังเกตว่าปฏิกิริยาต่างๆ มากมายสามารถสอดคล้องกับสมการไอออนิกแบบย่อเพียงสมการเดียวได้ แน่นอนว่าถ้าเราใช้กรดไนตริกไม่ใช่กรดไฮโดรคลอริกและแทนที่จะใช้โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เราใช้แบเรียมไฮดรอกไซด์เรามีสมการโมเลกุลของปฏิกิริยาดังต่อไปนี้:

2HCl+ Ba(OH) 2 = BaCl 2 + 2H 2 O

กรดไฮโดรคลอริก แบเรียมไฮดรอกไซด์ และแบเรียมคลอไรด์เป็นอิเล็กโทรไลต์ชนิดเข้มข้น กล่าวคือ มีอยู่ในสารละลายในรูปของไอออนเป็นหลัก ตามที่กล่าวไว้ข้างต้นน้ำเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอซึ่งมีอยู่ในสารละลายเกือบเฉพาะในรูปของโมเลกุลเท่านั้น ดังนั้น, สมการไอออนิกที่สมบูรณ์ปฏิกิริยานี้จะมีลักษณะดังนี้:

2H + + 2Cl − + บา 2+ + 2OH − = บา 2+ + 2Cl − + 2H 2 O

ลองยกเลิกไอออนเดียวกันทางซ้ายและขวาแล้วจะได้:

2H + + 2OH - = 2H 2 O

เมื่อหารทั้งด้านซ้ายและด้านขวาด้วย 2 เราจะได้:

H + + OH - = H 2 O,

ได้รับ สมการไอออนิกแบบย่อเกิดขึ้นพร้อมกันอย่างสมบูรณ์กับสมการไอออนิกแบบย่อสำหรับปฏิกิริยาของกรดไนตริกและโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์

เมื่อเขียนสมการไอออนิกในรูปของไอออน ให้เขียนเฉพาะสูตร:

1) กรดแก่ (HCl, HBr, HI, H 2 SO 4, HNO 3, HClO 4) (ต้องเรียนรู้รายชื่อกรดแก่!)

2) เบสแก่ (ไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไล (ALM) และโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท (ALM))

3) เกลือที่ละลายน้ำได้

สูตรเขียนอยู่ในรูปโมเลกุล:

1) น้ำ H 2 O

2) กรดอ่อน (H 2 S, H 2 CO 3, HF, HCN, CH 3 COOH (และอื่น ๆ เกือบทั้งหมดเป็นสารอินทรีย์))

3) เบสอ่อน (NH 4 OH และไฮดรอกไซด์ของโลหะเกือบทั้งหมด ยกเว้นโลหะอัลคาไลและโลหะอัลคาไล

4) เกลือที่ละลายได้เล็กน้อย (↓) (“M” หรือ “H” ในตารางความสามารถในการละลาย)

5) ออกไซด์ (และสารอื่นๆ ที่ไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์)

ลองเขียนสมการระหว่างเหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์กับกรดซัลฟิวริก ในรูปแบบโมเลกุล สมการปฏิสัมพันธ์ของพวกมันเขียนได้ดังนี้:

2เฟ(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = เฟ2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

เหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์สอดคล้องกับการกำหนด "H" ในตารางความสามารถในการละลายซึ่งบอกเราเกี่ยวกับความไม่ละลายน้ำของมันนั่นคือ ในสมการไอออนิกจะต้องเขียนให้ครบถ้วนนั่นคือ เป็นเฟ(OH) 3 . กรดซัลฟิวริกละลายได้และเป็นของอิเล็กโทรไลต์เข้มข้นนั่นคือมีอยู่ในสารละลายส่วนใหญ่อยู่ในสถานะแยกตัวออกจากกัน เหล็ก (III) ซัลเฟตก็เหมือนกับเกลืออื่นๆ เกือบทั้งหมด คืออิเล็กโทรไลต์เข้มข้น และเนื่องจากมันสามารถละลายได้ในน้ำ จึงจำเป็นต้องเขียนเป็นไอออนในสมการไอออนิก เมื่อคำนึงถึงทั้งหมดข้างต้น เราได้รับสมการไอออนิกที่สมบูรณ์ในรูปแบบต่อไปนี้:

2เฟ(OH) 3 + 6H + + 3SO 4 2- = 2เฟ 3+ + 3SO 4 2- + 6H 2 O

เมื่อลดไอออนซัลเฟตทางซ้ายและขวาเราจะได้:

2เฟ(OH) 3 + 6H + = 2เฟ 3+ + 6H 2 โอ

เมื่อหารทั้งสองข้างของสมการด้วย 2 เราจะได้สมการไอออนิกแบบย่อ:

เฟ(OH) 3 + 3H + = เฟ 3+ + 3H 2 O

ทีนี้มาดูปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนที่ทำให้เกิดการตกตะกอน ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาระหว่างเกลือที่ละลายน้ำได้ 2 ชนิด:

เกลือทั้งสามชนิด ได้แก่ โซเดียมคาร์บอเนต แคลเซียมคลอไรด์ โซเดียมคลอไรด์ และแคลเซียมคาร์บอเนต (ใช่เช่นกัน) เป็นเกลืออิเล็กโทรไลต์เข้มข้น และเกลือทั้งหมดยกเว้นแคลเซียมคาร์บอเนตสามารถละลายได้ในน้ำ กล่าวคือ เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยานี้ในรูปของไอออน:

2Na + + CO 3 2- + Ca 2+ + 2Cl − = CaCO 3 ↓+ 2Na + + 2Cl −

เมื่อยกเลิกไอออนเดียวกันทางซ้ายและขวาในสมการนี้ เราจะได้สมการไอออนิกแบบย่อ:

CO 3 2- + Ca 2+ = CaCO 3 ↓

สมการสุดท้ายสะท้อนถึงสาเหตุของปฏิกิริยาระหว่างสารละลายของโซเดียมคาร์บอเนตและแคลเซียมคลอไรด์ แคลเซียมไอออนและคาร์บอเนตไอออนรวมกันเป็นโมเลกุลแคลเซียมคาร์บอเนตที่เป็นกลาง ซึ่งเมื่อรวมกันแล้วจะทำให้เกิดผลึกขนาดเล็กของ CaCO 3 ตกตะกอนของโครงสร้างไอออนิก

หมายเหตุสำคัญสำหรับการผ่านการสอบ Unified State ในวิชาเคมี เพื่อให้ปฏิกิริยาของเกลือ1กับเกลือ2ดำเนินต่อไปนอกเหนือจากนี้ ข้อกำหนดขั้นพื้นฐานต่อการเกิดปฏิกิริยาไอออนิก (ก๊าซ ตะกอน หรือน้ำในผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา) ปฏิกิริยาดังกล่าวจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดอื่น - เกลือเริ่มต้นจะต้องละลายได้ กล่าวคือ ตัวอย่างเช่น CuS + Fe(NO 3) 2 ≠ FeS + Cu (NO 3) 2 ไม่มีปฏิกิริยาใดๆFeS – อาจก่อให้เกิดการตกตะกอนได้เนื่องจาก ไม่ละลายน้ำ เหตุผลที่ไม่เกิดปฏิกิริยาคือความไม่ละลายของเกลือเริ่มต้นตัวใดตัวหนึ่ง (CuS) แต่ตัวอย่างเช่น นา 2 CO 3 + CaCl 2 = CaCO 3 ↓+ 2NaCl เกิดขึ้นเนื่องจากแคลเซียมคาร์บอเนตไม่ละลายน้ำและเกลือตั้งต้นละลายได้ เช่นเดียวกับปฏิกิริยาระหว่างเกลือกับเบส นอกเหนือจากข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับการเกิดปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนแล้ว เพื่อให้เกลือทำปฏิกิริยากับเบสได้ ความสามารถในการละลายของทั้งสองสิ่งจึงมีความจำเป็น ดังนั้น: Cu(OH) 2 + นา 2 S – ไม่รั่วไหล เพราะลูกบาศ์ก(OH) 2 ไม่ละลายน้ำ แม้ว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีศักยภาพก็ตามCuS จะเป็นตะกอน นี่คือปฏิกิริยาระหว่าง.NaOH และลูกบาศ์ก(NO 3) ดำเนินการ 2 ครั้ง ดังนั้นสารตั้งต้นทั้งสองจึงละลายได้และให้ตะกอนลูกบาศ์ก(โอ้) 2: 2NaOH + Cu(NO 3) 2 = Cu(OH) 2 ↓+ 2NaNO 3 ความสนใจ! ไม่ว่าในกรณีใด คุณไม่ควรขยายข้อกำหนดความสามารถในการละลายของสารตั้งต้นให้เกินกว่าเกลือของปฏิกิริยา 1 + เกลือ 2 และเกลือ + เบส ตัวอย่างเช่น สำหรับกรด ก็ไม่จำเป็นต้องมีข้อกำหนดนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กรดที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดจะทำปฏิกิริยาได้ดีกับคาร์บอเนตทุกชนิด รวมถึงกรดที่ไม่ละลายน้ำด้วย กล่าวอีกนัยหนึ่ง: 1) เกลือ 1 + เกลือ 2 - ปฏิกิริยาเกิดขึ้นหากเกลือดั้งเดิมละลายได้ แต่มีการตกตะกอนในผลิตภัณฑ์ 2) เกลือ + โลหะไฮดรอกไซด์ - ปฏิกิริยาเกิดขึ้นหากสารตั้งต้นละลายได้และผลิตภัณฑ์มีตะกอนหรือแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์

พิจารณาเงื่อนไขที่สามสำหรับการเกิดปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออน - การก่อตัวของก๊าซ พูดอย่างเคร่งครัดจากการแลกเปลี่ยนไอออนเท่านั้น การก่อตัวของก๊าซจะเกิดขึ้นได้เฉพาะในกรณีที่หายากเท่านั้น เช่น ในระหว่างการก่อตัวของก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์:

K 2 S + 2HBr = 2KBr + H 2 S

ในกรณีอื่น ๆ ส่วนใหญ่ก๊าซจะเกิดขึ้นจากการสลายตัวของผลิตภัณฑ์ตัวใดตัวหนึ่งจากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออน ตัวอย่างเช่น คุณต้องรู้อย่างแน่นอนว่าเป็นส่วนหนึ่งของการตรวจสอบ Unified State ว่าด้วยการก่อตัวของก๊าซเนื่องจากความไม่เสถียร ผลิตภัณฑ์เช่น H 2 CO 3, NH 4 OH และ H 2 SO 3 สลายตัว:

เอช 2 CO 3 = เอช 2 โอ + คาร์บอนไดออกไซด์ 2

NH 4 OH = H 2 O + NH 3

ชม 2 ดังนั้น 3 = ชม 2 O + ดังนั้น 2

กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากการแลกเปลี่ยนไอออนทำให้เกิดกรดคาร์บอนิก แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ หรือกรดซัลฟิวรัส ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนจะเกิดขึ้นเนื่องจากการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่เป็นก๊าซ:

ให้เราเขียนสมการไอออนิกสำหรับปฏิกิริยาข้างต้นทั้งหมดที่นำไปสู่การก่อตัวของก๊าซ 1) สำหรับปฏิกิริยา:

K 2 S + 2HBr = 2KBr + H 2 S

โพแทสเซียมซัลไฟด์และโพแทสเซียมโบรไมด์จะถูกเขียนในรูปไอออนิกเพราะว่า เป็นเกลือที่ละลายน้ำได้เช่นเดียวกับกรดไฮโดรโบรมิกเพราะว่า หมายถึงกรดแก่ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ซึ่งเป็นก๊าซที่ละลายน้ำได้ต่ำและแยกตัวเป็นไอออนได้ไม่ดี จะถูกเขียนในรูปแบบโมเลกุล:

2K + + ส 2- + 2H + + 2Br — = 2K + + 2Br — + H 2 ส

การลดไอออนที่เหมือนกันที่เราได้รับ:

ส 2- + 2H + = ชม 2 ส

2) สำหรับสมการ:

นา 2 CO 3 + H 2 SO 4 = นา 2 SO 4 + H 2 O + CO 2

ในรูปแบบไอออนิก Na 2 CO 3, Na 2 SO 4 จะถูกเขียนเป็นเกลือที่ละลายน้ำได้สูงและ H 2 SO 4 เป็นกรดแก่ น้ำเป็นสารที่แยกตัวได้ไม่ดี และ CO 2 ไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์เลย ดังนั้นสูตรจึงเขียนอยู่ในรูปโมเลกุล:

2Na + + CO 3 2- + 2H + + SO 4 2- = 2Na + + SO 4 2 + H 2 O + CO 2

CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2

3) สำหรับสมการ:

NH 4 NO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O + NH 3

โมเลกุลของน้ำและแอมโมเนียจะถูกเขียนอย่างครบถ้วน และ NH 4 NO 3, KNO 3 และ KOH จะถูกเขียนในรูปแบบไอออนิก เพราะ ไนเตรตทั้งหมดเป็นเกลือที่ละลายน้ำได้สูงและ KOH เป็นไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไลเช่น ฐานที่แข็งแกร่ง:

NH 4 + + NO 3 − + K + + OH − = K + + NO 3 − + H 2 O + NH 3

NH 4 + + OH - = H 2 O + NH 3

สำหรับสมการ:

นา 2 SO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + SO 2

สมการแบบเต็มและแบบย่อจะมีลักษณะดังนี้:

2Na + + SO 3 2- + 2H + + 2Cl − = 2Na + + 2Cl − + H 2 O + SO 2

เมื่อเขียนสมการไอออนิกเราควรได้รับคำแนะนำจากข้อเท็จจริงที่ว่าสูตรของสารที่แยกตัวออกเล็กน้อยไม่ละลายน้ำและเป็นก๊าซนั้นเขียนในรูปแบบโมเลกุล หากสารตกตะกอนดังที่คุณทราบแล้วลูกศรชี้ลง (↓) จะถูกวางไว้ถัดจากสูตรของมันและหากสารก๊าซถูกปล่อยออกมาในระหว่างการทำปฏิกิริยาลูกศรที่ชี้ขึ้น () จะถูกวางไว้ถัดจากสูตรของมัน .

ตัวอย่างเช่นหากเติมสารละลายแบเรียมคลอไรด์ BaCl 2 ลงในสารละลายโซเดียมซัลเฟต Na 2 SO 4 (รูปที่ 132) จากนั้นผลของปฏิกิริยาจะเกิดการตกตะกอนสีขาวของแบเรียมซัลเฟต BaSO 4 มาเขียนสมการโมเลกุลของปฏิกิริยากัน:

ข้าว. 132.
ปฏิกิริยาระหว่างโซเดียมซัลเฟตกับแบเรียมคลอไรด์

ลองเขียนสมการนี้ใหม่ โดยแสดงอิเล็กโทรไลต์แรงในรูปของไอออน และปฏิกิริยาที่ออกจากทรงกลมเป็นโมเลกุล:

เราจึงเขียนสมการไอออนิกที่สมบูรณ์ของปฏิกิริยาลงไป หากเราแยกไอออนที่เหมือนกันออกจากทั้งสองด้านของสมการ เช่น ไอออนที่ไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยา (2Na + และ 2Cl - ทางด้านซ้ายและด้านขวาของสมการ) เราจะได้สมการไอออนิกแบบย่อของปฏิกิริยา:

สมการนี้แสดงให้เห็นว่าสาระสำคัญของปฏิกิริยาลดลงเป็นอันตรกิริยาของแบเรียมไอออน Ba 2+ และซัลเฟตไอออนซึ่งเป็นผลมาจากการตกตะกอนของ BaSO 4 ที่เกิดขึ้น ในกรณีนี้ อิเล็กโทรไลต์ใดมีไอออนเหล่านี้อยู่ก่อนเกิดปฏิกิริยาไม่สำคัญเลย ปฏิกิริยาที่คล้ายกันสามารถสังเกตได้ระหว่าง K 2 SO 4 และ Ba (NO 3) 2, H 2 SO 4 และ BaCl 2

การทดลองในห้องปฏิบัติการหมายเลข 17
ปฏิกิริยาระหว่างสารละลายโซเดียมคลอไรด์กับซิลเวอร์ไนเตรต

เติมสารละลายซิลเวอร์ไนเตรต 2-3 หยดโดยใช้ปิเปตลงในสารละลายโซเดียมคลอไรด์ 1 มิลลิลิตรในหลอดทดลอง คุณกำลังสังเกตอะไรอยู่? เขียนสมการโมเลกุลและไอออนิกสำหรับปฏิกิริยา การใช้สมการไอออนิกแบบย่อ เสนอทางเลือกต่างๆ ในการทำปฏิกิริยาดังกล่าวกับอิเล็กโทรไลต์อื่นๆ เขียนสมการโมเลกุลของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น

ดังนั้นสมการไอออนิกแบบย่อจึงเป็นสมการ ปริทัศน์ซึ่งแสดงลักษณะสำคัญของปฏิกิริยาเคมีและแสดงว่าไอออนใดทำปฏิกิริยาและสารชนิดใดที่เป็นผลตามมา

ข้าว. 133.
ปฏิกิริยาระหว่างกรดไนตริกกับโซเดียมไฮดรอกไซด์

หากเติมสารละลายกรดไนตริกมากเกินไปลงในสารละลายสีแดงเข้มของโซเดียมไฮดรอกไซด์ด้วยฟีนอล์ฟทาลีน (รูปที่ 133) สารละลายจะเปลี่ยนสีซึ่งจะทำหน้าที่เป็นสัญญาณสำหรับปฏิกิริยาเคมีที่จะเกิดขึ้น:

NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O

สมการไอออนิกที่สมบูรณ์สำหรับปฏิกิริยานี้คือ:

นา + + OH - + H + + NO 3 = นา + + NO - 3 + H 2 O

แต่เนื่องจากไอออน Na + และ NO - 3 ในสารละลายยังคงไม่เปลี่ยนแปลงจึงไม่สามารถเขียนได้และท้ายที่สุดสมการไอออนิกแบบย่อของปฏิกิริยาจึงถูกเขียนดังนี้:

H + + OH - = H 2 O

มันแสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาของกรดแก่และอัลคาไลลดลงเป็นปฏิกิริยาของไอออน H + และ OH - ไอออนซึ่งเป็นผลมาจากการที่สารที่แยกตัวออกต่ำเกิดขึ้น - น้ำ

ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้ไม่เพียงแต่ระหว่างกรดและด่างเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นระหว่างกรดและเบสที่ไม่ละลายน้ำด้วย ตัวอย่างเช่น หากคุณได้รับตะกอนสีน้ำเงินของคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำ (II) โดยการทำปฏิกิริยาคอปเปอร์ (II) ซัลเฟตกับอัลคาไล (รูปที่ 134):

แล้วแบ่งผลการตกตะกอนออกเป็นสามส่วนแล้วเติมสารละลายกรดซัลฟิวริกลงในตะกอนในหลอดทดลองหลอดแรก เติมกรดไฮโดรคลอริกลงในตะกอนในหลอดทดลองหลอดที่สอง และเติมสารละลายกรดไนตริกลงในตะกอนในหลอดทดลองหลอดที่สาม จากนั้นตะกอนจะละลายในหลอดทดลองทั้งสามหลอด (รูปที่ 135)

ข้าว. 135.
ปฏิกิริยาของคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์กับกรด:
เอ - กำมะถัน; ข - เกลือ; ค - ไนโตรเจน

นี่จะหมายความว่าในทุกกรณีเกิดปฏิกิริยาเคมีซึ่งสาระสำคัญจะสะท้อนให้เห็นโดยใช้สมการไอออนิกเดียวกัน

Cu(OH) 2 + 2H + = Cu 2+ + 2H 2 O.

ในการตรวจสอบสิ่งนี้ ให้เขียนสมการไอออนิกระดับโมเลกุลที่สมบูรณ์และแบบย่อของปฏิกิริยาข้างต้น

การทดลองในห้องปฏิบัติการหมายเลข 18
การเตรียมไฮดรอกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำและปฏิกิริยากับกรด

เทสารละลายเหล็ก (III) คลอไรด์หรือซัลเฟต 1 มิลลิลิตรลงในหลอดทดลองสามหลอด เทสารละลายอัลคาไล 1 มิลลิลิตรลงในหลอดทดลองแต่ละหลอด คุณกำลังสังเกตอะไรอยู่? จากนั้นเติมสารละลายกรดซัลฟิวริก ไนตริก และกรดไฮโดรคลอริกลงในหลอดทดลองตามลำดับจนกว่าตะกอนจะหายไป เขียนสมการโมเลกุลและไอออนิกสำหรับปฏิกิริยา

เสนอทางเลือกหลายทางสำหรับการทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์อื่น ๆ เขียนสมการโมเลกุลสำหรับปฏิกิริยาที่เสนอ

ลองพิจารณาปฏิกิริยาไอออนิกที่เกิดขึ้นกับการก่อตัวของก๊าซ

เทสารละลายโซเดียมคาร์บอเนตและโพแทสเซียมคาร์บอเนต 2 มล. ลงในหลอดทดลองสองหลอด จากนั้นเทกรดไฮโดรคลอริกลงในส่วนแรกและเทสารละลายกรดไนตริกลงในส่วนที่สอง (รูปที่ 136) ในทั้งสองกรณี เราจะสังเกตเห็นลักษณะ "เดือด" เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมา

ข้าว. 136.
ปฏิกิริยาของคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้:
เอ - ค กรดไฮโดรคลอริก; b - ด้วยกรดไนตริก

ลองเขียนสมการปฏิกิริยาโมเลกุลและไอออนิกสำหรับกรณีแรก:

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในสารละลายอิเล็กโทรไลต์จะถูกเขียนโดยใช้สมการไอออนิก ปฏิกิริยาเหล่านี้เรียกว่าปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออน เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์แลกเปลี่ยนไอออนในสารละลาย ดังนั้นจึงสามารถสรุปได้สองประการ

คำและวลีสำคัญ

1. สมการปฏิกิริยาโมเลกุลและไอออนิก
2. ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออน
3. ปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลาง

ทำงานกับคอมพิวเตอร์

1. อ้างถึงใบสมัครอิเล็กทรอนิกส์ ศึกษาเนื้อหาบทเรียนและทำงานที่ได้รับมอบหมายให้เสร็จสิ้น
2. ค้นหาที่อยู่อีเมลที่สามารถใช้งานได้ทางอินเทอร์เน็ต แหล่งข้อมูลเพิ่มเติมโดยเปิดเผยเนื้อหาของคำสำคัญและวลีในย่อหน้า ให้ความช่วยเหลือครูในการเตรียมบทเรียนใหม่ - รายงานคำและวลีสำคัญในย่อหน้าถัดไป

คำถามและงาน

>> เคมี: สมการไอออนิก

สมการไอออนิก

ดังที่คุณทราบจากบทเรียนเคมีครั้งก่อนๆ แล้วส่วนใหญ่ ปฏิกริยาเคมีเกิดขึ้นในการแก้ปัญหา และเนื่องจากสารละลายอิเล็กโทรไลต์ทั้งหมดมีไอออนอยู่ด้วย เราจึงสามารถพูดได้ว่าปฏิกิริยาในสารละลายอิเล็กโทรไลต์จะลดลงเป็นปฏิกิริยาระหว่างไอออน

ปฏิกิริยาเหล่านี้ที่เกิดขึ้นระหว่างไอออนเรียกว่าปฏิกิริยาไอออนิก และสมการไอออนิกก็คือสมการของปฏิกิริยาเหล่านี้นั่นเอง

ตามกฎแล้วสมการปฏิกิริยาไอออนิกได้มาจากสมการโมเลกุล แต่สิ่งนี้เกิดขึ้นภายใต้กฎต่อไปนี้:

ประการแรก สูตรของอิเล็กโทรไลต์อ่อน รวมถึงสาร ก๊าซ ออกไซด์ ฯลฯ ที่ไม่ละลายน้ำและละลายได้เล็กน้อย ไม่ได้บันทึกอยู่ในรูปของไอออน ข้อยกเว้นของกฎนี้คือไอออน HSO−4 จากนั้นจึงอยู่ในรูปแบบเจือจาง

ประการที่สองสูตรของกรดแก่ด่างและเกลือที่ละลายน้ำได้มักจะนำเสนอในรูปของไอออน ควรสังเกตว่าสูตรเช่น Ca(OH)2 จะแสดงในรูปของไอออนหากใช้น้ำปูนขาว หากใช้นมมะนาวซึ่งมีอนุภาค Ca(OH)2 ที่ไม่ละลายน้ำ สูตรในรูปของไอออนก็จะไม่ถูกเขียนลงไปเช่นกัน

ตามกฎแล้วเมื่อเขียนสมการไอออนิก จะใช้สมการปฏิกิริยาไอออนิกแบบย่อและแบบย่อ นั่นคือสมการปฏิกิริยาไอออนิกแบบย่อ หากเราพิจารณาสมการไอออนิกซึ่งมีรูปแบบย่อ เราจะไม่สังเกตไอออนในนั้น กล่าวคือ พวกมันขาดหายไปจากทั้งสองส่วนของสมการไอออนิกที่สมบูรณ์

ลองดูตัวอย่างวิธีการเขียนสมการไอออนิกเชิงโมเลกุล แบบเต็ม และแบบย่อ:

ดังนั้นจึงควรจำไว้ว่าสูตรของสารที่ไม่สลายตัวเช่นเดียวกับที่ไม่ละลายน้ำและเป็นก๊าซเมื่อสร้างสมการไอออนิกมักจะเขียนในรูปแบบโมเลกุล

นอกจากนี้ควรจำไว้ว่าหากสารตกตะกอน จะมีลูกศรชี้ลง (↓) ติดกับสูตรดังกล่าว ในกรณีที่สารก๊าซถูกปล่อยออกมาระหว่างการทำปฏิกิริยา ถัดจากสูตรควรมีไอคอนเหมือนลูกศรขึ้น ()

ลองมาดูตัวอย่างให้ละเอียดยิ่งขึ้น หากเรามีสารละลายโซเดียมซัลเฟต Na2SO4 และเราเติมสารละลายแบเรียมคลอไรด์ BaCl2 ลงไป (รูปที่ 132) เราจะเห็นว่าเราได้เกิดตะกอนสีขาวของแบเรียมซัลเฟต BaSO4

ดูภาพที่แสดงปฏิสัมพันธ์ระหว่างโซเดียมซัลเฟตและแบเรียมคลอไรด์อย่างใกล้ชิด:

ตอนนี้เรามาเขียนสมการโมเลกุลของปฏิกิริยากัน:

ทีนี้มาเขียนสมการนี้ใหม่โดยที่อิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่งจะถูกแสดงในรูปของไอออนและปฏิกิริยาที่ออกจากทรงกลมจะถูกนำเสนอในรูปของโมเลกุล:

เราได้เขียนสมการไอออนิกที่สมบูรณ์สำหรับปฏิกิริยาแล้ว

ทีนี้ลองกำจัดไอออนที่เหมือนกันออกจากส่วนหนึ่งและอีกส่วนหนึ่งของความเท่าเทียมกันนั่นคือไอออนที่ไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยา 2Na+ และ 2Cl จากนั้นเราจะได้สมการไอออนิกแบบย่อของปฏิกิริยาซึ่งจะมีลักษณะดังนี้ นี้:

จากสมการนี้ เราจะเห็นว่าแก่นแท้ทั้งหมดของปฏิกิริยานี้มาจากอันตรกิริยาของแบเรียมไอออน Ba2+ และซัลเฟตไอออน

และเป็นผลให้เกิดการตกตะกอนของ BaSO4 แม้ว่าอิเล็กโทรไลต์ตัวใดจะมีไอออนเหล่านี้อยู่ก่อนเกิดปฏิกิริยาก็ตาม

วิธีแก้สมการไอออนิก

และสุดท้าย เราจะสรุปบทเรียนของเราและกำหนดวิธีแก้สมการไอออนิก คุณและฉันรู้อยู่แล้วว่าปฏิกิริยาทั้งหมดที่เกิดขึ้นในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ระหว่างไอออนนั้นเป็นปฏิกิริยาไอออนิก ปฏิกิริยาเหล่านี้มักจะได้รับการแก้ไขหรืออธิบายโดยใช้สมการไอออนิก

นอกจากนี้ควรจำไว้ว่าสารประกอบทั้งหมดที่ระเหยง่าย ละลายยากหรือแยกตัวออกเล็กน้อยพบสารละลายในรูปแบบโมเลกุล นอกจากนี้เราไม่ควรลืมว่าในกรณีที่ไม่มีสารประกอบประเภทข้างต้นเกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ก็หมายความว่าปฏิกิริยาจะไม่เกิดขึ้นจริง

กฎสำหรับการแก้สมการไอออนิก

สำหรับ ตัวอย่างที่ชัดเจนให้เราสร้างสารประกอบที่ละลายได้น้อยเช่น:

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

ในรูปแบบไอออนิก นิพจน์นี้จะมีลักษณะดังนี้:

2Na+ +SO42- + Ba2+ + 2Cl- = BaSO4 + 2Na+ + 2Cl-

เนื่องจากคุณและฉันสังเกตว่ามีเพียงแบเรียมไอออนและซัลเฟตไอออนเท่านั้นที่ทำปฏิกิริยา และไอออนที่เหลือไม่ทำปฏิกิริยาและสถานะของพวกมันยังคงเหมือนเดิม จากนี้ไปเราจะทำให้สมการนี้ง่ายขึ้นและเขียนในรูปแบบย่อ:

Ba2+ + SO42- = BaSO4

ตอนนี้เรามาจำไว้ว่าเราควรทำอะไรเมื่อแก้สมการไอออนิก:

ขั้นแรก จำเป็นต้องกำจัดไอออนเดียวกันออกจากทั้งสองด้านของสมการ

ประการที่สอง เราไม่ควรลืมว่าผลรวมของประจุไฟฟ้าของสมการจะต้องเท่ากัน ทั้งทางด้านขวาและด้านซ้ายด้วย

11. การแยกตัวด้วยไฟฟ้า. สมการปฏิกิริยาไอออนิก

11.5. สมการปฏิกิริยาไอออนิก

เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ในสารละลายที่เป็นน้ำแตกตัวออกเป็นไอออน จึงสามารถโต้แย้งได้ว่าปฏิกิริยาในสารละลายที่เป็นน้ำของอิเล็กโทรไลต์นั้นเป็นปฏิกิริยาระหว่างไอออน ปฏิกิริยาดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันของอะตอม:

เฟ 0  + 2 H + 1 Cl = เฟ + 2 Cl 2 + H 0 2

และไม่มีการเปลี่ยนแปลง:

NaOH + HCl = NaCl + H2O

โดยทั่วไป ปฏิกิริยาระหว่างไอออนในสารละลายเรียกว่าไอออนิก และหากเป็นปฏิกิริยาแลกเปลี่ยน ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนก็จะเรียกว่า ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อมีการสร้างสสารที่ปล่อยให้ทรงกลมของปฏิกิริยาอยู่ในรูปของ: ก) อิเล็กโทรไลต์อ่อน ๆ (เช่น น้ำ กรดอะซิติก); b) ก๊าซ (CO 2, SO 2); c) สารที่ละลายได้น้อย (ตกตะกอน) สูตรของสารที่ละลายได้น้อยถูกกำหนดจากตารางความสามารถในการละลาย (AgCl, BaSO 4, H 2 SiO 3, Mg(OH) 2, Cu(OH) 2 ฯลฯ) ต้องจำสูตรของก๊าซและอิเล็กโทรไลต์อ่อน โปรดทราบว่าอิเล็กโทรไลต์แบบอ่อนสามารถละลายในน้ำได้สูง เช่น CH 3 COOH, H 3 PO 4, HNO 2

สาระสำคัญของปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนสะท้อนให้เห็น สมการปฏิกิริยาไอออนิกซึ่งได้มาจากสมการโมเลกุลตามกฎต่อไปนี้:

1) สูตรของอิเล็กโทรไลต์อ่อน, สารที่ไม่ละลายน้ำและละลายได้เล็กน้อย, ก๊าซ, ออกไซด์, ไฮโดรแอนไอออนของกรดอ่อน (HS − , HSO 3 − , HCO 3 − , H 2 PO 4 − , HPO 4 2 − ; ข้อยกเว้น - ไอออน HSO) ไม่ได้เขียนในรูปของไอออน 4 – ในสารละลายเจือจาง) การเกิดไฮดรอกซีของฐานที่อ่อนแอ (MgOH +, CuOH +); ไอออนเชิงซ้อน ( 3− , 2− , 2− );

2) สูตรของกรดแก่ ด่าง และเกลือที่ละลายน้ำได้จะแสดงในรูปของไอออน สูตร Ca(OH) 2 เขียนเป็นไอออนหากใช้น้ำมะนาว แต่จะไม่เขียนเป็นไอออนในกรณีของนมมะนาวที่มีอนุภาค Ca(OH) 2 ที่ไม่ละลายน้ำ

มีสมการปฏิกิริยาไอออนิกแบบเต็มและแบบย่อ (สั้น) สมการไอออนิกแบบย่อไม่มีไอออนที่อยู่ทั้งสองด้านของสมการไอออนิกเต็ม ตัวอย่างการเขียนสมการโมเลกุล สมการไอออนิกเต็ม และสมการไอออนิกแบบย่อ:

• NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2 - โมเลกุล

Na + + HCO 3 − + H + + Cl − = Na + + Cl − + H 2 O + CO 2   - ไอออนิกที่สมบูรณ์

HCO 3 − + H + = H 2 O + CO 2   - ไอออนิกย่อ;

• BaCl 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2KCl - โมเลกุล

Ba 2 + + 2 Cl − + 2 K + + SO 4 2 − = BaSO 4   ↓ + 2 K + + 2 Cl − - ไอออนิกสมบูรณ์

Ba 2 + + SO 4 2 − = BaSO 4   ↓ - ตัวย่อไอออนิก

บางครั้งสมการไอออนิกเต็มและสมการไอออนิกแบบย่อจะเหมือนกัน:

บา(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O

บา 2+ + 2OH − + 2H + + SO 4 2 − = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O,

และสำหรับปฏิกิริยาบางอย่าง สมการไอออนิกไม่สามารถรวบรวมได้เลย:

3มก.(OH) 2 + 3H 3 PO 4 = มก. 3 (PO 4) 2 ↓ + 6H 2 O

ตัวอย่างที่ 11.5 ระบุคู่ไอออนที่สามารถมีอยู่ในสมการไอออน-โมเลกุลแบบเต็มได้ หากสอดคล้องกับสมการไอออน-โมเลกุลแบบย่อ

Ca 2 + + SO 4 2 - = CaSO 4 .

1) SO 3 2 - และ H +; 3) CO 3 2 - และ K + ; 2) HCO 3 - และ K + ; 4) Cl− และ Pb 2+

สารละลาย. คำตอบที่ถูกต้องคือ 2):

Ca 2 + + 2 HCO 3 − + 2 K + + SO 4 2 − = CaSO 4   ↓ + 2 HCO 3 − + 2 K + (เกลือ Ca(HCO 3) 2 ละลายได้) หรือ Ca 2+ + SO 4 2 − = CaSO4

สำหรับกรณีอื่นๆ เรามี:

1) CaSO 3 + 2H + + SO 4 2 − = CaSO 4 ↓ + H 2 O + SO 2 ;

3) CaCO 3 + 2K + + SO 4 2 - (ไม่เกิดปฏิกิริยา)

4) Ca 2+ + 2Cl − + PbSO 4 (ไม่เกิดปฏิกิริยา)

คำตอบ: 2)

สาร (ไอออน) ที่ทำปฏิกิริยากันในสารละลายที่เป็นน้ำ (เช่น ปฏิกิริยาระหว่างสารเหล่านี้จะมาพร้อมกับการก่อตัวของตะกอน ก๊าซ หรืออิเล็กโทรไลต์แบบอ่อน) ไม่สามารถอยู่ร่วมกันในสารละลายที่เป็นน้ำในปริมาณที่มีนัยสำคัญได้

ตารางที่ 11.2

ตัวอย่างของคู่ไอออนที่ไม่มีอยู่ด้วยกันในปริมาณที่มีนัยสำคัญในสารละลายที่เป็นน้ำ

ตัวอย่างที่ 11.6 ระบุในชุดนี้: HSO 3 − , Na + , Cl − , CH 3 COO − , Zn 2+ - สูตรของไอออนที่ไม่สามารถมีอยู่ในปริมาณที่มีนัยสำคัญ: a) ใน สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด; b) ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง

สารละลาย. ก) ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด เช่น เมื่อรวมกับ H + ไอออนแล้วจะไม่สามารถแสดงประจุลบ HSO 3 - และ CH 3 COO ได้เนื่องจากพวกมันทำปฏิกิริยากับไอออนบวกของไฮโดรเจนทำให้เกิดอิเล็กโทรไลต์หรือก๊าซที่อ่อนแอ:

CH 3 COO − + H + ⇄ CH 3 COOH

HSO 3 − + H + ⇄ H 2 O + SO 2

b) ไอออน HSO 3 − และ Zn 2+ ไม่สามารถอยู่ในตัวกลางที่เป็นด่างได้ เนื่องจากไอออนจะทำปฏิกิริยากับไฮดรอกไซด์ไอออนจนเกิดเป็นอิเล็กโทรไลต์อ่อนหรือตะกอน:

HSO 3 − + OH − ⇄ H 2 O + SO 3 2 −

สังกะสี 2+ + 2OH– = สังกะสี(OH) 2 ↓

คำตอบ: ก) HSO 3 − และ CH 3 COO −; b) HSO 3 - และ Zn 2+

สารตกค้างของเกลือกรดของกรดอ่อนไม่สามารถมีอยู่ในปริมาณที่มีนัยสำคัญในตัวกลางที่เป็นกรดหรือด่าง เนื่องจากในทั้งสองกรณีจะเกิดอิเล็กโทรไลต์แบบอ่อน

สิ่งเดียวกันอาจกล่าวได้เกี่ยวกับสิ่งตกค้างของเกลือพื้นฐานที่มีหมู่ไฮดรอกโซ:

CuOH + + OH − = Cu(OH) 2 ↓

เมื่อกรดแก่ใดๆ ถูกทำให้เป็นกลางด้วยเบสแก่ใดๆ สำหรับน้ำแต่ละโมลที่เกิดขึ้น ความร้อนจะถูกปล่อยออกมา:

นี่แสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาดังกล่าวลดลงเหลือเพียงกระบวนการเดียว เราจะได้สมการสำหรับกระบวนการนี้หากเราพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับปฏิกิริยาใดปฏิกิริยาหนึ่งที่กำหนด เช่น ปฏิกิริยาแรก ลองเขียนสมการของมันใหม่โดยเขียนอิเล็กโทรไลต์แรงในรูปแบบไอออนิกเนื่องจากมีอยู่ในสารละลายในรูปของไอออนและอิเล็กโทรไลต์อ่อนในรูปแบบโมเลกุลเนื่องจากพวกมันอยู่ในสารละลายส่วนใหญ่อยู่ในรูปของโมเลกุล (น้ำเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอมากดู § 90):

เมื่อพิจารณาสมการผลลัพธ์ เราจะเห็นว่าไอออนไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงระหว่างปฏิกิริยา ดังนั้น เราจะเขียนสมการใหม่อีกครั้ง โดยกำจัดไอออนเหล่านี้ออกจากทั้งสองด้านของสมการ เราได้รับ:

ดังนั้นปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางของกรดแก่กับเบสแก่จะเกิดกระบวนการเดียวกัน - การก่อตัวของโมเลกุลของน้ำจากไฮโดรเจนไอออนและไฮดรอกไซด์ไอออน เป็นที่ชัดเจนว่าผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยาเหล่านี้จะต้องเหมือนกันด้วย

พูดอย่างเคร่งครัด ปฏิกิริยาการก่อตัวของน้ำจากไอออนสามารถย้อนกลับได้ ซึ่งสามารถแสดงได้ด้วยสมการ

อย่างไรก็ตาม ดังที่เราจะเห็นด้านล่างนี้ น้ำเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอมากและแยกตัวออกได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความสมดุลระหว่างโมเลกุลของน้ำและไอออนจะเปลี่ยนไปอย่างมากต่อการก่อตัวของโมเลกุล ดังนั้นในทางปฏิบัติ ปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางของกรดแก่กับเบสแก่จะดำเนินไปจนเสร็จสิ้น

เมื่อผสมสารละลายเกลือเงินกับกรดไฮโดรคลอริกหรือกับสารละลายเกลือใด ๆ ของมัน จะเกิดการตกตะกอนสีขาวแบบชีสของซิลเวอร์คลอไรด์เสมอ:

ปฏิกิริยาดังกล่าวก็เกิดขึ้นที่กระบวนการเดียวด้วย เพื่อให้ได้สมการไอออนิก-โมเลกุล เราจะเขียนใหม่ เช่น สมการของปฏิกิริยาแรก เขียนอิเล็กโทรไลต์แรงเช่นในตัวอย่างก่อนหน้า ในรูปแบบไอออนิก และสารในตะกอนในรูปโมเลกุล:

ดังที่เห็นได้ว่าไอออนจะไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงระหว่างปฏิกิริยา ดังนั้นเราจึงแยกพวกมันออกและเขียนสมการใหม่อีกครั้ง:

นี่คือสมการไอออน-โมเลกุลของกระบวนการที่กำลังพิจารณา

เรายังต้องจำไว้ด้วยว่าตะกอนซิลเวอร์คลอไรด์อยู่ในสมดุลกับไอออนในสารละลาย ดังนั้นกระบวนการที่แสดงโดยสมการสุดท้ายสามารถย้อนกลับได้:

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากซิลเวอร์คลอไรด์มีความสามารถในการละลายต่ำ สมดุลนี้จึงถูกเลื่อนไปทางขวาอย่างมาก ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าปฏิกิริยาการก่อตัวของไอออนใกล้จะเสร็จสมบูรณ์แล้ว

การก่อตัวของตะกอนจะถูกสังเกตเสมอเมื่อมีความเข้มข้นและไอออนที่มีนัยสำคัญในสารละลายเดียว ดังนั้นด้วยความช่วยเหลือของไอออนเงินจึงเป็นไปได้ที่จะตรวจจับการมีอยู่ของไอออนในสารละลายและในทางกลับกันด้วยความช่วยเหลือของคลอไรด์ไอออน - การมีอยู่ของไอออนเงิน ไอออนสามารถทำหน้าที่เป็นตัวทำปฏิกิริยากับไอออนได้ และไอออนสามารถทำหน้าที่เป็นตัวทำปฏิกิริยากับไอออนได้

ในอนาคต เราจะใช้สมการการเขียนรูปแบบไอออนิก-โมเลกุลอย่างกว้างขวางสำหรับปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กโทรไลต์

ในการสร้างสมการไอออน-โมเลกุล คุณจำเป็นต้องรู้ว่าเกลือชนิดใดละลายในน้ำได้ และเกลือชนิดใดที่ไม่ละลายน้ำในทางปฏิบัติ ลักษณะทั่วไปความสามารถในการละลายของเกลือที่สำคัญที่สุดในน้ำแสดงไว้ในตารางที่ 1 15.

ตารางที่ 15. ความสามารถในการละลายของเกลือที่สำคัญที่สุดในน้ำ

สมการไอออนิก-โมเลกุลช่วยให้เข้าใจลักษณะของปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กโทรไลต์ ลองพิจารณาตัวอย่างปฏิกิริยาต่างๆ ที่เกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของกรดและเบสอ่อน

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วการทำให้กรดแก่เป็นกลางโดยเบสแก่จะมาพร้อมกับผลกระทบทางความร้อนแบบเดียวกันเนื่องจากมันลงมาสู่กระบวนการเดียวกัน - การก่อตัวของโมเลกุลของน้ำจากไฮโดรเจนไอออนและไฮดรอกไซด์ไอออน

อย่างไรก็ตามเมื่อทำให้กรดแก่เป็นกลาง รากฐานที่อ่อนแอกรดอ่อน เบสแก่หรือเบสอ่อน ผลกระทบทางความร้อนแตกต่างกัน มาเขียนสมการไอออน-โมเลกุลสำหรับปฏิกิริยาดังกล่าวกัน

การทำให้กรดอ่อน (กรดอะซิติก) เป็นกลางด้วยเบสแก่ (โซเดียมไฮดรอกไซด์):

ในที่นี้ อิเล็กโทรไลต์เข้มข้นคือโซเดียมไฮดรอกไซด์และเกลือที่เกิดขึ้น และอิเล็กโทรไลต์อ่อนคือกรดและน้ำ:

อย่างที่เห็น มีเพียงโซเดียมไอออนเท่านั้นที่ไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงระหว่างการทำปฏิกิริยา ดังนั้นสมการไอออน-โมเลกุลจึงมีรูปแบบดังนี้

การทำให้กรดแก่ (ไนโตรเจน) เป็นกลางด้วยเบสอ่อน (แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์):

ที่นี่เราต้องเขียนกรดและเกลือที่เกิดขึ้นในรูปของไอออน และแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์และน้ำในรูปของโมเลกุล:

ไอออนจะไม่เกิดการเปลี่ยนแปลง หากละเว้นพวกมันเราจะได้สมการไอออนิก - โมเลกุล:

การทำให้กรดอ่อน (กรดอะซิติก) เป็นกลางด้วยเบสอ่อน (แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์):

ในปฏิกิริยานี้ สารทั้งหมดยกเว้นที่เกิดขึ้นจะเป็นอิเล็กโทรไลต์อ่อน ดังนั้นสมการไอออน-โมเลกุลของสมการจึงมีลักษณะดังนี้:

เมื่อเปรียบเทียบสมการไอออน-โมเลกุลที่ได้รับ เราจะเห็นว่าสมการเหล่านี้ต่างกันทั้งหมด ดังนั้นจึงชัดเจนว่าความร้อนของปฏิกิริยาที่พิจารณาก็แตกต่างกันเช่นกัน

ตามที่ระบุไว้แล้ว ปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางของกรดแก่ที่มีเบสแก่ในระหว่างที่ไอออนไฮโดรเจนและไฮดรอกไซด์ไอออนรวมกันเป็นโมเลกุลของน้ำดำเนินไปเกือบจะเสร็จสมบูรณ์ ปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางซึ่งสารเริ่มต้นอย่างน้อยหนึ่งชนิดคืออิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอและมีโมเลกุลของสารที่เกี่ยวข้องอย่างอ่อนอยู่ไม่เพียง แต่ทางด้านขวาเท่านั้น แต่ยังอยู่ทางด้านซ้ายของสมการไอออน - โมเลกุลด้วยจะไม่ดำเนินการให้เสร็จสิ้น .

พวกมันมาถึงสภาวะสมดุลโดยที่เกลืออยู่ร่วมกับกรดและเบสซึ่งเป็นที่มาของเกลือนั้น ดังนั้นจึงถูกต้องมากกว่าที่จะเขียนสมการของปฏิกิริยาเช่นปฏิกิริยาที่ผันกลับได้