Ионообменные реакции

Реакции в растворах электролитов, при которых не изменяется заряд ионов, входящих в соединения, называются ионообменными. Например, взаимодействие электролитов в состоянии равновесия

К1А1 + К2А2 D К1А2 + К2А1.

Константа равновесия

(4)

Чтобы узнать, в какую сторону смещено данное равновесие, рассмотрим диссоциацию каждого из 4-х электролитов:

К1А1⇆К1⁺ + А 1 ^- ;

К2А2⇆К2⁺ + А2^⁻ ;

К1А2⇆К1⁺+А2^⁻ ;

К₂А₁⇆К₂⁺+А₁^⁻ .

Подставляя в уравнение (4) вместо концентраций значения К, получим

.

Если К>1, т.е. К₁₁· К₂₂>К₁₂·К₂₁, то равновесие смещено вправо (легче идёт прямая реакция).

Если К<1,т.е. К₁₁·К₂₂<К₁₂·К₂₁, то равновесие смещено влево (в сторону обратной реакции).

При К→ ∞ реакция будет необратимой.

Равновесие в ионообменных реакциях смещается в сторону образования наименее диссоциированных соединений.

Ионообменные реакции протекают в растворах электролитов в следующих случаях:

1) если образуется осадок трудно растворимого вещества;

2) если образуется газ (легколетучее вещество);

3) если образуется слабый электролит (плохо диссоциирующее соединение);

4) если образуется комплексный ион.

В уравнениях ионных реакции формулы сильных электролитов записывают в диссоциированном виде, слабых – в недиссоциированном.

Примеры:

1.Образование осадков:

AgNO3 + NaCl = AgCl↓ + NaNO3;

Ag⁺ + NO₃¯ + Na⁺ + CI¯ = AgCl + Na⁺ + NO₃¯;

Ag⁺ + Cl¯ = AgCl.

2. Образование газов:

Na₂S + H₂SO₄ = Na2SO4 + H2S↑;

2 Na⁺ + S²¯+ 2 H⁺ + SO₄²¯ = H2S↑ + 2 Na⁺ + SO₄²¯;

2 H⁺ + S²¯= H₂S↑.

3. Образование слабых электролитов. Чаще всего это – образование воды,

слабого основания или слабой кислоты:

а) образование воды:

NaOH + HCl = H₂O + NaCl;

Na⁺ + OH⁻ + H⁺ + Cl⁻ = H₂O + Na⁺ + Cl⁻;

H⁺ + OH⁻ = H₂O;

б) образование слабого основания:

NH₄Cl + KOH = NH₄OH + KCl;

NH₄⁺ + Cl⁻ + K⁺ + OH⁻= NH₄OH + K⁺+ Cl⁻;

NH₄⁺ + OH⁻ = NH₄ОН;

в) образование слабой кислоты:

2 CH₃COONa + H₂SO₄ = 2 CH₃COOH + Na₂SO₄;

2 CH₃COO⁻ + 2 Na⁺ + 2 H⁺ + SO₄²⁻ = 2 CH₃COOH + 2 Na⁺ + SO₄²⁻;

CH₃COO⁻ + H⁺ = CH₃COOH.

4. Образование комплексного иона (например, катиона)

CuSO₄ ∙ 4 H₂O + 4 NH₃ = [Cu(NH₃)₄]SO₄ + 4 H₂O;

[Cu(H₂O)₄]²⁺ + SO₄²⁻ + 4 NH₃ = [Cu(NH₃)₄]²⁺ + SO₄²⁻ + 4 H₂O.

Дата добавления: 2015-11-14