Підготовка до ЗНО з хімії

Згідно з теорією електролітичної дисоціації усі реакції в розчинах електролітів зводяться до міжіонних взаємодій. Якщо при взаємодії різнойменно заряджених іонів утворюються малодисоційовані сполуки, або один чи декілька продуктів виходять з реакційного середовища (утворюється вода, виділяється газ, випадає осад), то реакція відбувається практично повністю, у протилежному випадку встановлюється динамічна рівновага між реагентами і продуктами реакції. При зливанні розчинів натрій хлориду NaCl і калій нітрату KNO₃ і наступному випаровуванні, утворюється суміш чотирьох солей (NaCl, KNO₃, NaNO₃ та KCl):

NaCl + KNO₃ ↔ NaNO₃ + KCl

Реакції у розчинах електролітів записують у формі іонних рівнянь. При записі цих рівнянь сильні електроліти наводять в іонній формі, а малодисоційовані сполуки (гази, нерозчинні у воді речовини і воду) – у молекулярній формі (табл. 12.8).

Таблиця 12.8

Форма запису деяких речовин у розчинах

В іонній формі	Сильні кислоти (перхлоратну HClO4, сульфатну H2SO4, нітратну HNO3, хлоридну HCl). Луги (NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2). Розчинні у воді солі (див. таблицю розчинності).
У молекулярній формі	Воду H2O. Слабкі кислоти (оцтову СН3СООН, нітритну HNO2, ціанідну HCN, сульфітну H2SO3, силікатну H2SiO3). Слабкі основи (NH4OH, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Cu(OH)2). Амфотерні гідроксиди (Zn(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3). Малорозчинні солі (див. таблицю розчинності).

При складанні іонних рівнянь слід додержуватись алгоритму:

1. Записати схему реакції у молекулярній формі і розставити коефіцієнти.
2. Записати повне іонне рівняння з урахуванням електролітичної дисоціації (табл. 12.8).
3. Скоротити однакові члени у лівій і правій частинах рівняння.
4. Записати скорочене іонне рівняння, що відображає суть хімічного процесу в розчині.
5. Перевірити алгебраїчну суму зарядів у лівій і правій частинах рівняння. Якщо вона дорівнює нулю, рівняння складене правильно.

Розглянемо кілька прикладів.

Приклад 1. Реакція нейтралізації сильної кислоти лугом.

1. HCl + KOH = H₂O + KCl.
2. H⁺ + Cl^– + K⁺ + OH^– = H₂O + K⁺ + Cl^–.

3, 4. H⁺ + OH^– = H₂O.

5. + 1 + (– 1) = 0, скорочене іонне рівняння складене правильно.

Отже, реакція нейтралізації сильної кислоти лугом фактично зводиться до взаємодії іонів Н⁺ та ОН^– з утворенням молекули Н₂О. У випадку будь-якої іншої сильної кислоти або лугу, скорочене іонне рівняння буде мати такий же вигляд. Якщо ж узяти слабку кислоту і луг, одержимо:

СН₃СООН + КОН = СН₃СООК + Н₂О

СН₃СООН + ОН^– = СН₃СОО^– + Н₂О

У випадку сильної кислоти і слабкої основи:

HCl + NH₄OH = NH₄Cl + H₂O

H + NH₄OH = NH₄⁺ + H₂O

Приклад 2. Реакції з утворенням осаду і/або виділенням газу.

а) Na₂CO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + CO₂↑­ + H₂O

CO₃^2– + 2H⁺ = CO₂­↑ + H₂O

б) CaCl₂ + 2AgNO₃ = Ca(NO₃)₂ + 2AgCl↓

Cl^– + Ag⁺ = AgCl↓

в) BaCO₃ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + CO₂­↑ + H₂O

BaCO₃ + 2H⁺ + SO₄^2– = BaSO₄↓ + CO₂­↑

Приклад 3. Оборотні іонні реакції.

NaNO₃ + KBr ↔ KNO₃ + NaBr

Записати скорочене іонне рівняння у цьому випадку неможливо, тому вважають, що ця реакція не відбувається (див. вище).

Окисно-відновні реакції у розчинах див. Хімія окисно-відновних процесів.