Уравнение реакции в ионном виде онлайн решение. Правила написания уравнений реакций в ионном виде. В виде молекул записывают

Достаточно часто школьникам и студентам приходится составлять т. н. ионные уравнения реакций. В частности, именно этой теме посвящена задача 31, предлагаемая на ЕГЭ по химии. В данной статье мы подробно обсудим алгоритм написания кратких и полных ионных уравнений, разберем много примеров разного уровня сложности.

Зачем нужны ионные уравнения

Напомню, что при растворении многих веществ в воде (и не только в воде!) происходит процесс диссоциации - вещества распадаются на ионы. Например, молекулы HCl в водной среде диссоциируют на катионы водорода (H + , точнее, H 3 O +) и анионы хлора (Cl -). Бромид натрия (NaBr) находится в водном растворе не в виде молекул, а в виде гидратированных ионов Na + и Br - (кстати, в твердом бромиде натрия тоже присутствуют ионы).

Записывая "обычные" (молекулярные) уравнения, мы не учитываем, что в реакцию вступают не молекулы, а ионы. Вот, например, как выглядит уравнение реакции между соляной кислотой и гидроксидом натрия:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O. (1)

Разумеется, эта схема не совсем верно описывает процесс. Как мы уже сказали, в водном растворе практически нет молекул HCl, а есть ионы H + и Cl - . Так же обстоят дела и с NaOH. Правильнее было бы записать следующее:

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O. (2)

Это и есть полное ионное уравнение . Вместо "виртуальных" молекул мы видим частицы, которые реально присутствуют в растворе (катионы и анионы). Не будем пока останавливаться на вопросе, почему H 2 O мы записали в молекулярной форме. Чуть позже это будет объяснено. Как видите, нет ничего сложного: мы заменили молекулы ионами, которые образуются при их диссоциации.

Впрочем, даже полное ионное уравнение не является безупречным. Действительно, присмотритесь повнимательнее: и в левой, и в правой частях уравнения (2) присутствуют одинаковые частицы - катионы Na + и анионы Cl - . В процессе реакции эти ионы не изменяются. Зачем тогда они вообще нужны? Уберем их и получим краткое ионное уравнение:

H + + OH - = H 2 O. (3)

Как видите, все сводится к взаимодействию ионов H + и OH - c образованием воды (реакция нейтрализации).

Все, полное и краткое ионные уравнения записаны. Если бы мы решали задачу 31 на ЕГЭ по химии, то получили бы за нее максимальную оценку - 2 балла.

Итак, еще раз о терминологии:

• HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - молекулярное уравнение ("обычное" уравнения, схематично отражающее суть реакции);
• H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - полное ионное уравнение (видны реальные частицы, находящиеся в растворе);
• H + + OH - = H 2 O - краткое ионное уравнение (мы убрали весь "мусор" - частицы, которые не участвуют в процессе).

Алгоритм написания ионных уравнений

1. Составляем молекулярное уравнение реакции.
2. Все частицы, диссоциирующие в растворе в ощутимой степени, записываем в виде ионов; вещества, не склонные к диссоциации, оставляем "в виде молекул".
3. Убираем из двух частей уравнения т. н. ионы-наблюдатели, т. е. частицы, которые не участвуют в процессе.
4. Проверяем коэффициенты и получаем окончательный ответ - краткое ионное уравнение.

Пример 1 . Составьте полное и краткое ионные уравнения, описывающие взаимодействие водных растворов хлорида бария и сульфата натрия.

Решение . Будем действовать в соответствии с предложенным алгоритмом. Составим сначала молекулярное уравнение. Хлорид бария и сульфат натрия - это две соли. Заглянем в раздел справочника "Свойства неорганических соединений" . Видим, что соли могут взаимодействовать друг с другом, если в ходе реакции образуется осадок. Проверим:

Упражнение 2 . Дополните уравнения следующих реакций:

1. KOH + H 2 SO 4 =
2. H 3 PO 4 + Na 2 O=
3. Ba(OH) 2 + CO 2 =
4. NaOH + CuBr 2 =
5. K 2 S + Hg(NO 3) 2 =
6. Zn + FeCl 2 =

Упражнение 3 . Напишите молекулярные уравнения реакций (в водном растворе) между: а) карбонатом натрия и азотной кислотой, б) хлоридом никеля (II) и гидроксидом натрия, в) ортофосфорной кислотой и гидроксидом кальция, г) нитратом серебра и хлоридом калия, д) оксидом фосфора (V) и гидроксидом калия.

Искренне надеюсь, что у вас не возникло проблем с выполнением этих трех заданий. Если это не так, необходимо вернуться к теме "Химические свойства основных классов неорганических соединений".

Как превратить молекулярное уравнение в полное ионное уравнение

Начинается самое интересное. Мы должны понять, какие вещества следует записывать в виде ионов, а какие - оставить в "молекулярной форме". Придется запомнить следующее.

В виде ионов записывают:

• растворимые соли (подчеркиваю, только соли хорошо растворимые в воде);
• щелочи (напомню, что щелочами называют растворимые в воде основания, но не NH 4 OH);
• сильные кислоты (H 2 SO 4 , HNO 3 , HCl, HBr, HI, HClO 4 , HClO 3 , H 2 SeO 4 , ...).

Как видите, запомнить этот список совсем несложно: в него входят сильные кислоты и основания и все растворимые соли. Кстати, особо бдительным юным химикам, которых может возмутить тот факт, что сильные электролиты (нерастворимые соли) не вошли в этот перечень, могу сообщить следующее: НЕвключение нерастворимых солей в данный список вовсе не отвергает того, что они являются сильными электролитами.

Все остальные вещества должны присутствовать в ионных уравнениях в виде молекул. Тем требовательным читателям, которых не устраивает расплывчатый термин "все остальные вещества", и которые, следуя примеру героя известного фильма, требуют "огласить полный список" даю следующую информацию.

В виде молекул записывают:

• все нерастворимые соли;
• все слабые основания (включая нерастворимые гидроксиды, NH 4 OH и сходные с ним вещества);
• все слабые кислоты (H 2 СO 3 , HNO 2 , H 2 S, H 2 SiO 3 , HCN, HClO, практически все органические кислоты...);
• вообще, все слабые электролиты (включая воду!!!);
• оксиды (всех типов);
• все газообразные соединения (в частности, H 2 , CO 2 , SO 2 , H 2 S, CO);
• простые вещества (металлы и неметаллы);
• практически все органические соединения (исключение - растворимые в воде соли органических кислот).

Уф-ф, кажется, я ничего не забыл! Хотя проще, по-моему, все же запомнить список N 1. Из принципиально важного в списке N 2 еще раз отмечу воду.

Пример 2 . Составьте полное ионное уравнение, описывающие взаимодействие гидроксида меди (II) и соляной кислоты.

Решение . Начнем, естественно, с молекулярного уравнения. Гидроксид меди (II) - нерастворимое основание. Все нерастворимые основания реагируют с сильными кислотами с образованием соли и воды:

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

А теперь выясняем, какие вещества записывать в виде ионов, а какие - в виде молекул. Нам помогут приведенные выше списки. Гидроксид меди (II) - нерастворимое основание (см. таблицу растворимости), слабый электролит. Нерастворимые основания записывают в молекулярной форме. HCl - сильная кислота, в растворе практически полностью диссоциирует на ионы. CuCl 2 - растворимая соль. Записываем в ионной форме. Вода - только в виде молекул! Получаем полное ионное уравнение:

Сu(OH) 2 + 2H + + 2Cl - = Cu 2+ + 2Cl - + 2H 2 O.

Пример 3 . Составьте полное ионное уравнение реакции диоксида углерода с водным раствором NaOH.

Решение . Диоксид углерода - типичный кислотный оксид, NaOH - щелочь. При взаимодействии кислотных оксидов с водными растворами щелочей образуются соль и вода. Составляем молекулярное уравнение реакции (не забывайте, кстати, о коэффициентах):

CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O.

CO 2 - оксид, газообразное соединение; сохраняем молекулярную форму. NaOH - сильное основание (щелочь); записываем в виде ионов. Na 2 CO 3 - растворимая соль; пишем в виде ионов. Вода - слабый электролит, практически не диссоциирует; оставляем в молекулярной форме. Получаем следующее:

СO 2 + 2Na + + 2OH - = Na 2+ + CO 3 2- + H 2 O.

Пример 4 . Сульфид натрия в водном растворе реагирует с хлоридом цинка с образованием осадка. Составьте полное ионное уравнение данной реакции.

Решение . Сульфид натрия и хлорид цинка - это соли. При взаимодействии этих солей выпадает осадок сульфида цинка:

Na 2 S + ZnCl 2 = ZnS↓ + 2NaCl.

Я сразу запишу полное ионное уравнение, а вы самостоятельно проанализируете его:

2Na + + S 2- + Zn 2+ + 2Cl - = ZnS↓ + 2Na + + 2Cl - .

Предлагаю вам несколько заданий для самостоятельной работы и небольшой тест.

Упражнение 4 . Составьте молекулярные и полные ионные уравнения следующих реакций:

1. NaOH + HNO 3 =
2. H 2 SO 4 + MgO =
3. Ca(NO 3) 2 + Na 3 PO 4 =
4. CoBr 2 + Ca(OH) 2 =

Упражнение 5 . Напишите полные ионные уравнения, описывающие взаимодействие: а) оксида азота (V) с водным раствором гидроксида бария, б) раствора гидроксида цезия с иодоводородной кислотой, в) водных растворов сульфата меди и сульфида калия, г) гидроксида кальция и водного раствора нитрата железа (III).

Пример 1.

Fe(OH) 2 + H 2 SO 4  FeSO 4 +2H 2 O

Fe(OH) 2 – практически нерастворимое соединение (см. таблицу растворимости), а потому записывается в недиссоциированной (молекулярной) форме: Fe(OH) 2 .

H 2 SO 4 – хорошо растворимое соединение, являющееся одновременно сильным электролитом (см. список кислот – сильных электролитов, приведён выше), а потому записывается в диссоциированной форме: 2H + + SO 4 2- .

FeSO 4 – хорошо растворимое соединение (см. таблицу растворимости), являющееся одновременно сильным электролитом (т. к. является солью), а потому записывается в диссоциированной форме: Fe 2+ + SO 4 2- .

Вода H 2 O является слабым электролитом, а потому записывается в недиссоциированной форме: 2H 2 O.

Fe(OH) 2 + 2H + + SO 4 2-  Fe 2+ + SO 4 2- + 2H 2 O

или, после сокращения одинаковых частиц в левой и правой частях уравнения (SO 4 2-),

Fe(OH) 2 + 2H +  Fe 2+ + 2H 2 O.

Пример 2 . Написать ионно-молекулярное уравнение реакции:

FeCl 3 + 3NH 4 OH  Fe(OH) 3 ↓+ 3NH 4 Cl

FeCl 3 – хорошо растворимое соединение, являющееся одновременно сильным электролитом (поскольку является солью), а потому записывается в диссоциированной форме: Fe 3+ + 3Cl - .

NH 4 OH – также растворимое соединение, однако являющееся слабым электролитом (не входит в список сильных оснований, см. выше), а потому записывается в молекулярной форме: 3NH 4 OH.

Fe(OH) 3 – практически нерастворимое соединение и, следовательно, записывается в молекулярной форме: Fe(OH) 3 .

NH 4 Cl – хорошо растворимое соединение, являющееся одновременно сильным электролитом (т. к. является солью), а потому записывается в диссоциированной форме: 3NH 4 + + 3Cl - .

Итого ионно-молекулярное уравнение записывается следующим образом:

Fe 3+ + 3Cl - + 3NH 4 OH  Fe(OH) 3 ↓ + 3NH 4 + + 3Cl -

или, после сокращения одинаковых ионов (Cl -),

Fe 3+ + 3NH 4 OH  Fe(OH) 3 ↓ + 3NH 4 + .

Пример 3. Написать ионно-молекулярное уравнение реакции:

KI + AgI  K.

KI – хорошо растворимое соединение, являющееся одновременно сильным электролитом (т. к. является солью), а потому записывается в диссоциированной форме: K + + I - .

AgI – практически нерастворимое соединение, а потому записывается в недиссоциированной (молекулярной) форме: AgI.

K – комплексное соединение, о чём свидетельствует наличие квадратных скобок в формуле соединения. Само соединение является солью, хорошо растворимой в воде (знак осадка не помечен), а потому оно должно диссоциировать на ионы K + и - . При этом образующийся ион - является комплексным (устойчивым), т. е. практически не подвергается дальнейшей диссоциации. Таким образом, соединение записывается в виде: K + + - .

Итого ионно-молекулярное уравнение записывается следующим образом:

K + + I - + AgI = K + + -

или, после сокращения одинаковых частиц в левой и правой частях уравнения (K +),

AgI + I -  - .

Выполнение работы

Опыт 1. Образование малорастворимых оснований. В одну пробирку налить 3−5 капель раствора соли железа (III), в другую – столько же раствора соли меди (II), в третью – раствора соли никеля (II). В каждую пробирку добавить по несколько капель раствора щелочи до выпадения осадков. Осадки сохранить до следующего опыта.

К какому классу относятся полученные осадки гидроксидов металлов? Являются ли эти гидроксиды сильными основаниями?

Опыт 2. Растворение малорастворимых оснований. К полученным в предыдущем опыте осадкам добавить по несколько капель раствора соляной кислоты концентрацией 15 % до их полного растворения.

Какое новое малодиссоциированное соединение образуется при растворении оснований в кислоте?

Опыт 3. Образование малорастворимых солей.

A. В две пробирки налить по 3−5 капель раствора нитрата свинца (II) и прибавить в одну пробирку несколько капель йодида калия, в другую – хлорида бария.

Что наблюдается в каждой пробирке?

Б. В одну пробирку налить 3−5 капель раствора сульфата натрия, в другую – столько же раствора сульфата хрома (III). В каждую пробирку добавить несколько капель раствора хлорида бария до выпадения осадков.

Какое вещество образуется в качестве осадка? Будет ли протекать аналогичная реакция хлорида бария, например, с сульфатом железа (III)?

Опыт 4. Изучение свойств амфотерных гидроксидов.

А. В две пробирки внести по 3 капли раствора соли цинка и несколько капельразбавленного раствора едкого натра (из штатива с реактивами) до образования осадка гидроксида цинка. Растворить полученные осадки: в одной пробирке – в растворе соляной кислоты, в другой – в избыткеконцентрированного раствора едкого натра (из вытяжного шкафа).

Б. В две пробирки внести по 3 капли раствора соли алюминия и несколько капель разбавленного раствора едкого натра (из штатива с реактивами) до образования осадка гидроксида алюминия. Растворить полученные осадки: в одной пробирке – в растворе соляной кислоты, в другой – в избыткеконцентрированного

В. В две пробирки внести по 3 капли раствора соли хрома (III) и несколько капельразбавленного раствора едкого натра (из штатива с реактивами) до образования осадка гидроксида хрома (III). Растворить полученные осадки: в одной пробирке – в растворе соляной кислоты, в другой – в избыткеконцентрированного раствора едкого натра (из вытяжного шкафа).

Опыт 5. Образование малодиссоциированных соединений. В пробирку внести 3−5 капель раствора хлорида аммония и добавить несколько капель раствора едкого натра. Обратите внимание на запах, объясните его появление на основе уравнения реакции.

Опыт 6. Образование комплексов. В пробирку налить 3−5 капель раствора сульфата меди (II), затем по каплям добавить разбавленный (из штатива с реактивами!) раствор аммиака до образования осадка сульфата гидроксомеди (II) согласно реакции:

2CuSO 4 + 2NH 4 OH = (CuOH) 2 SO 4 ↓ + (NH 4) 2 SO 4

Добавить к осадку избыток концентрированного раствора аммиака (из вытяжного шкафа!). Обратить внимание на растворение осадка согласно реакции:

(CuOH) 2 SO 4 + (NH 4) 2 SO 4 + 6NH 4 OH = 2SO 4 + 8H 2 O

Какую окраску имеет образующийся растворимый амминокомплекс меди?

Опыт 7. Образование газов.

A. Налить в пробирку 3−5 капель раствора карбоната натрия и несколько капель серной кислоты. Что наблюдается?

Б. Налить в пробирку 3−5 капель раствора сульфида натрия и 1 каплю серной кислоты. Обратить внимание на запах выделяющегося газа.

Ионные уравнения являются неотъемлемой частью химии. В них представлены лишь те компоненты, которые изменяются в ходе химической реакции. Чаще всего ионные уравнения используют для описания окислительно-восстановительных реакций, реакций обмена и нейтрализации. Чтобы записать ионное уравнение, необходимо выполнить три основных шага: сбалансировать молекулярное уравнение химической реакции, перевести его в полное ионное уравнение (то есть записать компоненты в том виде, в каком они существуют в растворе) и, наконец, записать краткое ионное уравнение.

Шаги

Часть 1

Поймите разницу между молекулярными и ионными соединениями . Для записи ионного уравнения первым делом следует определить участвующие в реакции ионные соединения. Ионными называют те вещества, которые в водных растворах диссоциируют (распадаются) на заряженные ионы. Молекулярные соединения не распадаются на ионы. Они состоят из двух неметаллических элементов, и иногда их называют ковалентными соединениями.

Определите растворимость соединения. Не все ионные соединения растворяются в водных растворах, то есть не все из них диссоциируют на отдельные ионы. Прежде чем приступить к записи уравнения, следует найти растворимость каждого соединения. Ниже приведены краткие правила растворимости. Более подробные сведения и исключения из правил можно найти в таблице растворимости.

• Следуйте правилам в том порядке, в котором они приведены ниже:
• все соли Na + , K + и NH 4 + растворяются;
• все соли NO 3 - , C 2 H 3 O 2 - , ClO 3 - и ClO 4 - растворимы;
• все соли Ag + , Pb 2+ и Hg 2 2+ нерастворимы;
• все соли Cl - , Br - и I - растворяются;
• соли CO 3 2- , O 2- , S 2- , OH - , PO 4 3- , CrO 4 2- , Cr 2 O 7 2- и SO 3 2- нерастворимы (за некоторыми исключениями);
• соли SO 4 2- растворимы (за некоторыми исключениями).

1. Определите катион и анион соединения. Катионами называют положительно заряженные ионы (обычно это металлы). Анионы имеют отрицательный заряд, как правило это ионы неметаллов. Некоторые неметаллы могут образовывать не только анионы, но и катионы, в то время как атомы металлов всегда выступают в роли катионов.

   • Например, в соединении NaCl (поваренная соль) Na является положительно заряженным катионом, поскольку это металл, а Cl представляет собой отрицательно заряженный анион, так как это неметалл.

2. Определите участвующие в реакции многоатомные (сложные) ионы. Такие ионы представляют собой заряженные молекулы, между атомами которых существует такая сильная связь, что они не диссоциируют при химических реакциях. Необходимо выявить многоатомные ионы, поскольку они обладают своим зарядом и не распадаются на отдельные атомы. Многоатомные ионы могут иметь как положительный, так и отрицательный заряд.

   Часть 2

   Запись ионных уравнений

   1. Сбалансируйте полное молекулярное уравнение. Прежде чем приступить к записи ионного уравнения, следует сбалансировать исходное молекулярное уравнение. Для этого необходимо расставить соответствующие коэффициенты перед соединениями, так чтобы число атомов каждого элемента в левой части равнялось их количеству в правой части уравнения.

      • Запишите число атомов каждого элемента по обе стороны уравнения.
      • Добавьте перед элементами (кроме кислорода и водорода) коэффициенты, так чтобы количество атомов каждого элемента в левой и правой части уравнения было одинаковым.
      • Сбалансируйте атомы водорода.
      • Сбалансируйте атомы кислорода.
      • Пересчитайте количество атомов каждого элемента по обе стороны уравнения и убедитесь, что оно одинаково.
      • Например, после балансировки уравнения Cr + NiCl 2 --> CrCl 3 + Ni получаем 2Cr + 3NiCl 2 --> 2CrCl 3 + 3Ni.

   2. Определите, в каком состоянии находится каждое вещество, которое участвует в реакции. Часто об этом можно судить по условию задачи. Есть определенные правила, которые помогают определить, в каком состоянии находится элемент или соединение.

      Определите, какие соединения диссоциируют (разделяются на катионы и анионы) в растворе. При диссоциации соединение распадается на положительный (катион) и отрицательный (анион) компоненты. Эти компоненты затем войдут в ионное уравнение химической реакции.

      Посчитайте заряд каждого диссоциировавшего иона. При этом помните, что металлы образуют положительно заряженные катионы, а атомы неметаллов превращаются в отрицательные анионы. Определите заряды элементов по таблице Менделеева. Необходимо также сбалансировать все заряды в нейтральных соединениях.

   3. Перепишите уравнение так, чтобы все растворимые соединения были разделены на отдельные ионы. Все что диссоциирует или ионизируется (например, сильные кислоты) распадется на два отдельных иона. При этом вещество останется в растворенном состоянии (р-р ). Проверьте, чтобы уравнение было сбалансировано.

      • Твердые вещества, жидкости, газы, слабые кислоты и ионные соединения с низкой растворимостью не изменят своего состояния и не разделятся на ионы. Оставьте их в прежнем виде.
      • Молекулярные соединения просто рассеются в растворе, и их состояние изменится на растворенное (р-р ). Есть три молекулярных соединения, которые не перейдут в состояние (р-р ), это CH 4(г ) , C 3 H 8(г ) и C 8 H 18(ж ) .
      • Для рассматриваемой реакции полное ионное уравнение запишется в следующем виде: 2Cr (тв ) + 3Ni 2+ (р-р ) + 6Cl - (р-р ) --> 2Cr 3+ (р-р ) + 6Cl - (р-р ) + 3Ni (тв ) . Если хлор не входит в состав соединения, он распадается на отдельные атомы, поэтому мы умножили количество ионов Cl на 6 с обеих сторон уравнения.

   4. Сократите одинаковые ионы в левой и правой части уравнения. Можно вычеркнуть лишь те ионы, которые полностью идентичны с обеих сторон уравнения (имеют одинаковые заряды, нижние индексы и так далее). Перепишите уравнение без этих ионов.

      • В нашем примере обе части уравнения содержат 6 ионов Cl - , которые можно вычеркнуть. Таким образом, получаем краткое ионное уравнение: 2Cr (тв ) + 3Ni 2+ (р-р ) --> 2Cr 3+ (р-р ) + 3Ni (тв ) .
      • Проверьте результат. Суммарные заряды левой и правой частей ионного уравнения должны быть равны.

Тип урока: изучение нового материала

Цели:

образовательные:

на основе усвоенных понятий о реакциях обмена и электролитической диссоциации веществ разных классов сформировать понятие «реакции ионного обмена», закрепить понятие «реакции нейтрализации»; экспериментально доказать, что реакции в растворах электролитов являются реакциями между ионами; выявить условия, при которых они идут практически до конца; дать первоначальные представления о качественных реакциях; научить школьников применять знания о диссоциации кислот, оснований, солей при написании ионных уравнений реакций; научить составлять эмпирические, полные и сокращённые ионные уравнения; по сокращённому ионному уравнению определять продукты реакции.

развивающие:

совершенствовать учебные умения школьников при составлении химических уравнений, при выполнении лабораторных опытов; продолжить формирование химической речи учащихся, творческого мышления, правил научного общения, умения прогнозировать результат деятельности;

воспитательные:

воспитывать культуру интеллектуального труда; чувство ответственности, уверенности в себе, требовательности к себе.

Основные понятия темы: реакции ионного обмена, ионные реакции, ионные уравнения, молекулярные (эмпирические) уравнения реакций, полные и сокращённые ионные уравнения реакций, реакции нейтрализации

Методы обучения: репродуктивный, частично-поисковый

Формы организации познавательной деятельности : фронтальная, групповая

Средства обучения:

Карты с лабораторными работами , задачами, домашним заданием. Растворы CaCl2, AgNO3, BaCl2 и Na2SO4, K2CO3 и H2SO4, NaOH и H2SO4, CuSO4 ,KNO3 и NaCl, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки, фенолфталеин.

Ход урока

I. Организационный момент. На каждую парту раздается маршрутный лист с правилами составления ионных уравнений, по которым работаем весь урок (см. приложение):

II. Актуализация знаний учащихся.

Какие вещества называются электролитами? Какие вещества называются неэлектролитами? Сформулируйте основные положения теории электролитической диссоциации. Что такое ионы? Какие вещества и при каких условиях образуют ионы? Как называется процесс распада вещества на ионы при растворении в воде? На какие ионы при растворении в воде диссоциируют кислоты, соли, основания? (схемы диссоциации кислот, оснований, солей, см. приложение 1) Какие типы химических реакций вы знаете? Какая реакция называется реакцией соединения? Разложения? Замещения?

Определите типы химической реакции (на слайде записаны):

2) Zn(OH)2=ZnO+H2O

3) Mg+H2SO4=MgSO4+H2

4) 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O

Какие реакции мы называем реакциями обмена? (общая схема, см. приложение 2) Найдите среди предложенных реакций реакции обмена: K2CO3 + H2SO4 ? Mg + HCl? Na2SO4 + Ba(NO3)2? Zn(OH)2 ? NaOH + HCl? SO3 + MgO? Перечислите условия протекания реакций обмена до конца (схема, см. приложение 3)

III. Целеполагание и мотивация.
- Итак, опираясь на знания о реакциях обмена и условиях их протекания до конца, а также электролитической диссоциации кислот, солей, оснований при растворении в воде, на сегодняшнем уроке мы должны выяснить, какие реакции называются реакциями ионного обмена и научиться составлять ионные уравнения .
- Запишите тему урока

IV. Изучение нового материала. Первичное закрепление.

1) Вступительное слово
- Каждое химическое свойство, проявляемое сильными электролитами в растворах, - это свойство ионов, на которые электролит распался: либо катионов, либо анионов. Между тем, реакции обмена между электролитами в водных растворах мы раньше изображали молекулярными уравнениями, не учитывая, что в этих реакциях участвуют не молекулы электролита, а ионы, на которые он диссоциирован.
- Итак, реакции, осуществляемые в растворах между ионами, называются ионными, а уравнения таких реакций – ионными уравнениями

Основные правила составления ионных уравнений реакций:

1. Формулы малодиссоциирующих, газообразных веществ и неэлектролитов изображают в молекулярном виде.

2. С помощью знака ( - газ, ↓ - осадок) отмечают «путь удаления» вещества из сферы реакции (раствора).

3. Формулы сильных электролитов записываются в виде ионов.

4. Для реакции берут растворы веществ, поэтому даже малорастворимые вещества находятся в виде ионов.

5. Если малорастворимое вещество образуется в результате реакции, то оно выпадает в осадок, и в ионном уравнении его записывают в виде молекулы.

6. Сумма зарядов ионов в левой части уравнения должна быть равна сумме зарядов ионов в правой части.

Ионные уравнения могут быть полными и сокращенными.

Алгоритм составления ионных уравнений

Как такие реакции происходят в действительности, рассмотрим сначала на примере реакций, сопровождающихся выделением осадка.

2) Лабораторная работа № 1 «Реакции, идущие с образованием нерастворимых (малорастворимых) веществ»
Оборудование и реактивы: растворы CaCl2, AgNO3, BaCl2 и Na2SO4, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки.
а) В пробирку с раствором CaCl2, закреплённую в пробиркодержателе, добавьте несколько капель AgNO3.
Что наблюдаете? Запишите молекулярное уравнение химической реакции
- При выполнении лабораторных опытов соблюдайте основные правила техники безопасности
- Сливая растворы CaCl2 и AgNO3, мы наблюдаем образование осадка AgCl, в растворе остаётся Ca(NO3)2
2AgNO3 + CaCl2 = Ca(NO3)2 + 2AgCl?

Молекулярное (эмпирическое) уравнение
- Обе исходные соли – сильные электролиты, полностью диссоциирующие в воде

Одна из полученных солей также остаётся в растворе диссоциированной на ионы Ca2+ и NO3-, а вот AgCl – нерастворимое соединение, не диссоциирующее в воде, поэтому его переписываем в молекулярном виде.
- Итак, уравнение реакции между CaCl2 и AgNO3 можно записать так:
2Ag+ + 2NO3- + Ca2+ + 2Cl - = Ca2+ + 2NO3- + 2AgCl?

Полное ионное уравнение
- Что же произошло при сливании растворов? Ионы Ag+ и Cl- соединились и образовали AgCl, выпавший в осадок.
- Ионы же Ca2+ и NO3- в реакции не участвовали, они остались такими, какими были и до сливания растворов, следовательно, мы можем исключить их обозначение из левой и правой частей полного ионного уравнения. Что осталось?
2Ag+ + 2Cl - = 2AgCl?
- Или, сокращая коэффициенты,
Ag+ + Cl - = AgCl?

Сокращённое ионное уравнение
- Это уравнение показывает, что суть данной реакции сводится к взаимодействию Ag+ и Cl - , в результате которого образуется осадок AgCl. При этом совершенно не важно, в состав каких электролитов входили эти ионы до реакции: аналогичное взаимодействие можно наблюдать и между NaCl и AgNO3, AgNO3 и AlCl3 и так далее – суть всех этих реакций будет сводиться к взаимодействию Ag+ и Cl - c образованием AgCl?
б) Рассмотрите реакцию ионного обмена между BaCl2 и Na2SO4
- Предложите, пользуясь таблицей растворимости, формулы электролитов, реакции между которыми сводятся к взаимодействию Ba2+ + SO4- = BaSO4?
в) растворы каких веществ нужно взять, чтобы в растворе осуществилась реакция между Ca2+ + CO3- = CaCO3
- Составьте молекулярные уравнения предложенных реакций, запишите сокращённое ионное уравнение, отражающее их суть.
- Образование при реакции нерастворимого или малорастворимого соединения используют для обнаружения в растворе того или иного иона: так растворимые соли серебра используют для обнаружения Cl-, Br-, I-… - ионов, так как с этими анионами Ag+ образует нерастворимые осадки, и, наоборот, растворимые соли, содержащие Cl-, Br-, I-… - ионы, используют для распознавания Ag+ в растворе.
- Такие реакции принято называть качественными , т. е. реакциями, с помощью которых можно обнаружить тот или иной ион.
(таблица «Качественные реакции на ионы», см. приложение 6)

3) Лабораторный опыт № 2 «Реакции с образованием газообразных веществ»
Оборудование и реактивы: растворы K2CO3 и H2SO4, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки.
а) Видеоопыт «Реакции ионного обмена, протекающие с выделением газа»
Посмотрите видеоопыт, составьте и запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения реакции.
б) Проведите аналогичную реакцию между K2CO3 и H2SO4, составьте и запишите молекулярное и сокращённое ионное уравнения реакции.
в) Предложите вещества, растворы которых можно взять для осуществления реакции между 2H+ + SO32- = H2O + SO2?

4) Лабораторный опыт № 3 «Реакции, идущие с образованием слабого электролита»
Оборудование и реактивы: растворы NaOH и H2SO4, CuSO4, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки, фенолфталеин
а) В пробирку прилейте 1-2 мл раствора NaOH, добавьте 2-3 капли фенолфталеина. Прилейте H2SO4 до полного обесцвечивания раствора.
Почему раствор обесцветился? Как называются реакции между кислотами и основаниями, в результате которых образуется соль и вода?
б) Посмотрите видеоопыт «Реакция нейтрализации», составьте молекулярное и сокращённое ионное уравнение для продемонстрированной вам реакции
- Реакция нейтрализации может протекать не только между кислотами и щелочами, но и между кислотами и нерастворимыми основаниями. Для доказательства проведём следующий опыт.
в) Получите свежеосаждённый Cu(OH)2, используя выданные вам реактивы. Какие? Разделите полученный осадок на 3 равные пробирки, в каждую добавьте по 1-2 мл разных кислот. Что наблюдаете?
Составьте и запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнение одной из проведённых реакций. В чём её суть? Можно утверждать, что сокращённая запись отражает суть всех трёх реакций, независимо от того, какая кислота вступала в реакцию?

5) Лабораторный опыт № 4 «Обратимое взаимодействие между ионами»
Оборудование и реактивы: растворы KNO3 и NaCl, пипетка, пробиркодержатель, чистые пробирки, фенолфталеин
В пробирку с KNO3 добавьте 2-3 капли фенолфталеина, прилейте 1-2 мл раствора NaCl. Что наблюдаете? Составьте молекулярное и полное ионное уравнения реакции.
Какие ионы находились в растворе? Какие ионы находятся в полученном растворе? О чём свидетельствует отсутствие видимых эффектов реакции?
Как называются такие реакции?

V. Обобщение
- Итак, мы рассмотрели реакции, протекающие в растворах электролитов с образованием осадка, газа или малодиссоциирующего вещества: растворы электролитов содержат ионы, следовательно, реакции в растворах электролитов сводятся к реакциям между ионами. Сформулируйте определение понятия «реакции ионного обмена» (реакции между ионами в растворах электролитов, протекающие с выделением осадка, газа или воды)

VI. Закрепление первоначальных знаний (самостоятельная работа, разноуровневая).

Вариант 1. Для слабых учеников.

1) Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4

2) NaOH + HCl = NaCl + H2O

Вариант 2. Для средних учеников.

Написать реакцию ионного обмена (полное и сокращенное ионное уравнение)

1) СuSO4 + NaOH =

Вариант 3. Для сильных учеников.

Написать реакцию ионного обмена (полное и сокращенное ионное уравнение)

1) Карбонат калия + фосфорная кислота =

2) Хлорид бария + серная кислота =

VII. Домашнее задание § 44 упр.1 стр.167
С какими веществами может реагировать фосфорная кислота, образуя а) газ; б) воду; в) осадок?
Запишите уравнения реакций в молекулярном, полном и сокращённом ионном видах.

Сущность обменных реакций, протекающих в растворах, отражают ионные (ионно-молекулярные) уравнения реакций. Такие реакции в общем виде записываются в виде трех уравнений: а) молекулярного ; б) полного ионного ; в) сокращенного ионного . Например, при взаимодействии карбоната натрия с соляной кислотой все три уравнения выглядят так:

молекулярное

Na 2 CO 3 + 2 HCl  2 NaCl + H 2 O + CO 2 ,

полное ионное

2 Na + + +2 H + + 2 Cl –  2 Na + + 2 Cl – + H 2 O + CO 2 .

сокращенное ионное

2 H + +
 H 2 O + CO 2 .

В сокращенном ионном уравнении отсутствуют те ионы, которые до и после реакции остались неизменными.

При записи ионных уравнений принято придерживаться следующих правил.

Не записывают в виде ионов как в левой, так и в правой частях уравнения формулы:

а) слабых электролитов, т.е. веществ, которые в водных растворах лишь частично распадаются на ионы. К слабым электролитам относятся: вода, кислоты (H 2 CO 3 , H 2 SiO 3 , H 2 S, CH 3 COOH, H 3 PO 4 , H 2 SO 3 , HF, HNO 2 , HClO, HClO 2 , H 2 SO 4(конц.)), основания, за исключением гидроксидов щелочных и щелочно-земельных металлов (NH 4 OH, Cu(OH) 2 , Al(OH) 3 , Fe(OH) 2 и др.);

б) нерастворимых и малорастворимых в воде веществ, которые устанавливаются по таблице растворимости кислот, оснований и солей;

в) газов: СО 2 , SO 2 , NH 3 и т.д.;

г) оксидов: Al 2 O 3 , CuO, FeO, P 2 O 5 и т.д.;

д) водородсодержащих остатков слабых кислот:
,
,
, НS – ,
и т.д.;

е) остатков слабых оснований, содержащих гидроксогруппы: CuOH + , MgOH + , AlOH 2+ ,
.

В виде ионов записывают формулы:

а) сильных кислот: HCl, HNO 3 , HBr, HI, HClO 3 , HClO 4 , HMnO 4 , H 2 SO 4 ;

б) щелочей (гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов): LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH) 2 , Sr(OH) 2 , Ba(OH) 2 ;

в) растворимых в воде солей: NaCl, K 2 SO 4 , Сu(NO 3) 2 и т.д. Формулы растворимых комплексных солей также представляют в виде ионов:

K  K + + – .

Экспериментальная часть Опыт 1. Получение и химические свойства оксидов

а) Получение основного оксида

В металлическую ложечку для сжигания положите немного стружки магния и нагрейте в пламени спиртовки до воспламенения магния.

Осторожно ! Магний горит очень ярко. Напишите уравнение реакции. Отметьте цвет оксида. Сохраните полученный оксид для следующего опыта.

б) Взаимодействие основного оксида с водой

Полученный в предыдущем опыте оксид перенесите в пробирку и добавьте 1-2 мл воды и 2-3 капли фенолфталеина. Как изменилась окраска? Напишите уравнение реакции взаимодействия оксида магния с водой.

в) Получение кислотного оксида

Положите в пробирку кусочек мела или мрамора и прибавьте 1-2 мл раствора соляной кислоты. Что наблюдается? Получите углекислый газ в аппарате Киппа, в котором протекает аналогичная реакция соляной кислоты с мрамором. Напишите уравнение реакции в молекулярной и ионно-молекулярной формах. Сделайте заключение об устойчивости угольной кислоты.

г) Взаимодействие кислотного оксида с водой и основаниями

Пропустите ток углекислого газа из аппарата Киппа в пробирку с водой. Добавьте к содержимому пробирки 2-3 капли раствора индикатора метилового красного. Отметьте изменение окраски и объясните причину. Напишите уравнение реакции взаимодействия углекислого газа с водой.

Пропустите ток углекислого газа в пробирку со свежеприготовленной известковой водой (насыщенный раствор гидроксида кальция). С чем связано происходящее помутнение раствора? Какая соль при этом образуется? Продолжайте пропускать избыток углекислого газа через раствор до полного растворения выпавшего осадка. Какая соль образуется? Составьте уравнение реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах образования средней соли CaCO 3 и взаимодействия средней соли с избытком угольной кислоты. Полученный раствор сохраните для опыта 4, в).

д) Свойства амфотерных оксидов

В две пробирки поместите по одному микрошпателю оксида цинка. В первую пробирку добавьте 10-15 капель2 M раствора соляной кислоты, в другую – столько же концентрированного раствора щелочи. Осторожно встряхните содержимое пробирок до растворения осадков в обеих пробирках. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах. Сделайте вывод о характере взятого оксида.