Jonbytesreaktioner kommer att slutföras. Joniska reaktionsekvationer
Problem 1. Beräkna koncentrationen av vätejoner i HCN-lösningen (C m = 10 -3 M), om = 4,2∙10 -3 .
Lösning: Dissociationen av blåvätesyra fortskrider enligt ekvationen HCN ↔ H + + CN - ; koncentrationerna av joner och i lösningen är lika med varandra (eftersom H+: CN- = 1:1, där
- stökiometriska koefficienter) dvs. = = C m, mol/l; Då = = 4,2∙10 -3 ∙ 10 -3 = 4,210 -7 mol/l.
Lösning : Ammoniumhydroxid dissocierar enligt följande:
NH 4 OH ↔ NH 4 + + OH -, dissociationskonstanten har formen
K d =;
koncentrationerna av ammonium- och hydroxidjoner är desamma ( (NH4+): (OH -) = 1:1), vi betecknar dem som X:
= = x mol/l , då kommer uttrycket för K d att ta formen
1,810 -5 = X 2 / 0,01-X. Med tanke på att X<< С м, решаем уравнение
1,810 -5 =x 2 / 0,01, relativ X:
X=
=4,2∙10-4 mol/l; = 4,2∙10-4 mol/l.
Koncentrationerna av väte- och hydroxidjoner är relaterade till den joniska produkten av vatten K w= =10 -14, låt oss uttrycka koncentrationen av vätejoner = K w/ och beräkna dess värde:
110 -14 /4,210 -4 = 2,310 -11 mol/l.
Problem 3. Bestäm pH för HCl-lösningen ( =1), om Cm =2∙10-3 M
Lösning: Dissociationen av saltsyra fortskrider enligt ekvationen
HCl H + + Cl - , koncentration av vätejoner = C m =1∙2∙10-3 = =2∙10-3 mol/l. Väteindikator pH = - log = - log2∙10 -3 = 2,7.
Problem 4. Bestäm den molära koncentrationen av ammoniumhydroxid om pH=11 och Kd=1,8∙10 -5.
Lösning: Koncentration av vätejoner =10 - pH =10 -11 mol/l. Från den joniska produkten av vatten bestämmer vi koncentrationen = K w / = 10 -14 /10 -11 = 10 -3 mol/l. Ammoniumhydroxid är en svag bas och kännetecknas av
NH4OH ↔ NH4+ + OH-. Uttryck för dissociationskonstanten
Kd =. 
Av Ostwalds lag följer att = = ∙C m, a TILL d = 2 C m. Om vi kombinerar ekvationerna får vi C m = 2 / K d = 10 -6 / 1,8∙10 -5 = 0,056 mol/l
Löslighetsprodukt
Ämnen har, beroende på sin natur, olika löslighet i vatten, som sträcker sig från fraktioner av ett milligram till hundratals gram per liter. Knappast lösliga elektrolyter bildar mättade lösningar med mycket låga koncentrationer, så vi kan anta att graden av deras dissociation når enhet. En mättad lösning av en svårlöslig elektrolyt är således ett system som består av själva lösningen, som är i jämvikt med en fällning av det lösta ämnet. Under konstanta yttre förhållanden är hastigheten för fällningens upplösning lika med hastigheten för kristallisationsprocessen: K n A m ↔ n K+ m + m A- n (1)
fällningslösning
För att beskriva denna heterogena jämviktsprocess används en jämviktskonstant, som kallas löslighetsprodukten PR = n m, där och är koncentrationerna av joner i en mättad lösning (mol/l). Till exempel:
AgCl= Ag + +Cl-, PR = ; Här n=m=1.
PbI2 = Pb2+ +2I-, PR = 2; Här n=1, m=2.
PR beror på det lösta ämnets natur och temperatur. PR är ett tabellvärde. Kunna PR , du kan beräkna koncentrationen av en mättad lösning av ett ämne och även uppskatta dess löslighet i g per 100 ml vatten (värde s, som anges i referenslitteraturen) och bestämma möjligheten för utfällning av ämnet.
För ekvation (1) bestäms förhållandet mellan koncentrationen av en mättad lösning av ett svårlösligt ämne (C m, mol/l) och PR-värdet av följande ekvation: 
,
Var n Och m –stökiometriska koefficienter i ekv. 1.
Uppgift 5. Koncentrationen av den mättade lösningen (Cm)Mg(OH)2 är 1,1 10 -4 mol/l. Skriv ner uttrycket för PR och beräkna dess värde.
Lösning: I en mättad lösning av Mg(OH) 2 etableras jämvikt mellan fällningen och lösningen Mg(OH) 2 ↔Mg 2+ + 2OH - , för vilken PR-uttrycket har formen PR = 2 . Genom att veta koncentrationen av joner kan du hitta dess numeriska värde. Med tanke på den fullständiga dissociationen
Mg(OH)2, dess koncentration mättad lösning C m = = 1,110 -4 mol/l, a = 2 = 2,210 -4 mol/l. Därför är PR=2=1,1. 10 -4 (2,2 10 -4) 2 = 5,3. 10 -12.
Uppgift 6. Beräkna koncentrationen av den mättade lösningen och PR av silverkromat om 0,011 g salt är löst i 0,5 l vatten.
Lösning:
För att bestämma molkoncentrationen av en mättad lösning Ag 2 CrO 4 använder vi formeln C M =
,
Var m- massa löst ämne (g), M - molmassa (g/mol), V- volym lösning (l). M (Ag 2
CrO 4
)
=332 g/mol. cm = 9,48. 10 -5 mol/l. Upplösningen av silver (I) kromat åtföljs av fullständig ( = 1) dissociation av saltet: Ag 2 CrO 4 ↔ 2Ag + +CrO 4 2-, PR = 2, där = C m = 9,48. 10 -5 mol/l, a = 2 =1,89610 -4.
Alltså PR = (1,89610 -4) 2 (9,4810 -5) = 3,410 -12.
Problem 7. Är det möjligt att framställa lösningar av CaCO 3 salt med koncentrationer av CaCO 3 C 1 = 10 -2 M och C 2 = 10 -6 M, om PR CaCO 3 = 3,810 -9.
Lösning: Genom att känna till PR-värdet kan du beräkna koncentrationen
mättad saltlösning och jämför den med den föreslagna
koncentrationer, dra en slutsats om möjligheten eller omöjligheten att bereda lösningar. Upplösningen av kalciumkarbonat fortskrider enligt schemat CaCO 3 ↔Ca 2+ +CO 3 2- I denna ekvation n = m = 1 då
=
≈ 6,2 10 -5 mol/l,
C 1 > C m – lösningen kan inte framställas, eftersom en fällning bildas;
C 2< С м – раствор приготовить можно.
Jonbytesreaktioner
Elektrolytlösningar kännetecknas av jonbytesreaktioner. En förutsättning för att sådana reaktioner ska inträffa nästan fullständigt är avlägsnandet av vissa joner från lösningen på grund av:
1) sedimentbildning
FeSO 4 + 2 NaOH Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4 - molekylekvation (MU)
Fe 2+ +SO 4 2- +2Na + +2OH - Fe(OH) 2 +2Na + +SO 4 2- jon-molekylekvation (IMU).
Fe 2+ +2OH - Fe(OH) 2 (PR Fe (OH) 2 = 4,810 -16) – en kort jon-molekylekvation för bildning av fällning;
2) gasutsläpp
Na 2 CO 3 + 2H 2 SO 4 H 2 CO 3 + 2 NaHSO 4 (MU)
2Na + +CO 3 2- + 2H + + 2HSO 4 - H 2 C0 3 + 2Na + + 2HSO 4 - (IMU)
2H + + CO 3 2- H 2 C0 3 H 2 O + C0 2 - jon - molekylär nivå
bildning av en flyktig förening.
3) bildning av svaga elektrolyter
a) enkla ämnen:
2KCN + H 2 SO 4 2HCN + K 2 SO 4 (MU)
2K + + 2CN - + 2H + +SO 4 2- 2HCN + 2K + + SO 4 2- (IMU)
CN - +H + HCN (K d HCN = 7,8 10 -10) – jonmolekylär nivå av bildning av den svaga elektrolyten HCN.
b) komplexa föreningar:
ZnCl2 + 4NH3 Cl2 (MU)
Zn 2+ + 2Cl - +4NH 3 2+ + 2Cl - -(IMU)
Zn 2+ +4NH 3 2+ - en kort jonisk-molekylär ekvation för bildandet av en komplex katjon.
Det finns processer där svaga elektrolyter eller dåligt lösliga föreningar är bland utgångsmaterialen och reaktionsprodukterna. I detta fall skiftar jämvikten mot bildandet av ämnen som har den lägsta dissociationskonstanten eller mot bildandet av ett mindre lösligt ämne:
A) NH 4 OH + HCl NH 4 Cl + H 2 O (MU)
NH 4 OH + H + + Cl - NH 4 + + Cl - + H 2 O
NH 4 OH + H + NH 4 + + H 2 O (IMU)
K d ( NH4OH) =1,8 10 -5 > K d ( H2O) =1,810 -16.
Jämvikten förskjuts mot bildandet av vattenmolekyler.
B) AgCl + NaI AgI + NaCl (MU)
AgCl + Na + +I - AgI+ Na + +Cl -
AgCl + I - AgI + Cl - (IMU)
ETC AgCl =1,7810-10 > ETC AgI =8,310 -17.
Jämvikten förskjuts mot bildandet av en AgI-fällning.
C) Det kan finnas processer i ekvationerna där det finns både en svårlöslig förening och en svag elektrolyt
MnS + 2HCl MnCl2 + H 2S (MU)
MnS + 2H + +2Cl - Mn 2+ + 2Cl - + H 2S
MnS + 2 H + Mn 2+ + H 2 S (IMU)
PR MnS =2,510 -10 ; = 
=1.58.10 -5 mol/l
K d H 2 S = K 1 K 2 = 610 -22; = 
=5.4.10 -8 mol/l
Bindningen av S 2-joner till H 2 S-molekyler sker mer fullständigt än i MnS, därför fortsätter reaktionen i riktning framåt, mot bildandet av H 2 S
Hydrolys av salter
Hydrolys är resultatet av polarisationsinteraktion mellan saltjoner och deras hydratiseringsskal. Hydrolys är en utbytesreaktion i lösning mellan vattenmolekyler och saltjoner. Som ett resultat av hydrolys, på grund av bildandet av en svag elektrolyt (svag syra eller svag bas), ändras jonjämvikten H 2 O⇄H + + OH - på grund av bindningen av H + eller OH - och pH-miljön förändras . Salter som innehåller svag syra eller svaga basjoner genomgår hydrolys. Salter som bildas av joner av en stark syra och en stark bas genomgår inte hydrolys (NaCl, Na 2 SO 4). Hydrolysprodukterna kan vara svaga elektrolyter, dåligt dissocierande, svårlösliga och flyktiga ämnen. Hydrolys är en stegvis reaktion; i fallet med en multipelladdad jon är antalet steg lika med dess laddning. Hydrolys av katjon salter som bildas av starka sura anjoner och svaga baskatjoner påverkas. Till exempel inkluderar svaga baser hydroxider sid- Och d-metaller (K d 10 -4), samt ammoniumhydroxid.
Zinkklorid är ett salt som bildas av den svaga basen Zn(OH)2 och den starka syran HCl. Zinkkatjonen har en laddning på 2+, så hydrolys kommer att ske i två steg:
Zn 2+ + HOH ↔ ZnOH + + H + I steg
ZnOH + +HOH↔ Zn(OH)2 +H + II steg
Som ett resultat av denna interaktion uppstår ett överskott av H + joner ([H + ] [OH - ]), lösningen surgörs (pH<7).
Hydrolys av anjon. Denna typ av hydrolys är karakteristisk för salter som bildas av anjoner av en svag syra (Kd 10 -3) och katjoner av en stark bas (Kd >10 -3). Låt oss överväga hydrolysen av kaliumkarbonat - ett salt som bildas av svag kolsyra H 2 CO 3 (K d I = 4,5. 10 -7) och den starka basen KOH, har karboxianjonen en laddning (2-). Hydrolys sker i två steg:
CO 3 2- +H 2 O↔HCO 3 - +OH - Steg I
HCO3 - +H2O↔H2CO3 +OH - II steg
I detta fall frigörs OH - joner ([H + ] [OH - ]) - lösningen blir alkalisk (pH > 7).
Irreversibel hydrolys. Salter som bildas av en svag bas och en svag syra hydrolyserar vid katjonen och anjonen. Resultatet av hydrolys kommer att bero på värdet Till d baser och syror. Låt oss överväga hydrolysen av ammoniumfluorid, ett salt som bildas av svag
bas NH4OH (Kd = 1,8 . 10-5) och svag syra HF (Kd = 6,8 . 10-4):
NH 4 F + HOH NH 4 OH + HF
I detta fall K d ( NH 4 OH) K d ( HF), därför kommer hydrolysen (huvudsakligen) att fortgå längs katjonen och reaktionen av mediet kommer att vara lätt sur.
Utbytesreaktioner mellan elektrolytlösningar
Reaktioner som leder till bildandet av en fällning. Häll 3-4 ml koppar(I)sulfatlösning i ett provrör, samma mängd kalciumkloridlösning i det andra och aluminiumsulfat i det tredje. Tillsätt lite natriumhydroxidlösning i det första provröret, natriumortofosfatlösning i det andra och bariumnitratlösning i det tredje. Utfällningar bildas i alla provrör.
Träning. Skriv reaktionsekvationer i molekylär, jonisk och förkortad jonform. Förklara varför nederbörd bildades. Lösningar av vilka andra ämnen kan hällas i provrör för att få nederbörd att bildas? Skriv ekvationer för dessa reaktioner i molekylär, jonisk och förkortad jonform.
Reaktioner som innebär utsläpp av gas. Häll 3-4 ml natriumsulfitlösning i ett provrör och samma volym natriumkarbonatlösning i det andra. Tillsätt samma mängd svavelsyra till var och en av dem. Det första provröret avger en gas med en stickande lukt, det andra provröret avger en luktfri gas.
Träning. Skriv ekvationer för de reaktioner som sker i molekylär, jonisk och förkortad jonform. Fundera på vilka andra syror som skulle kunna appliceras på dessa lösningar för att få liknande resultat. Skriv ekvationer för dessa reaktioner i molekylär, jonisk och förkortad jonform.
Reaktioner som uppstår med bildandet av ett något dissocierande ämne. Häll 3-4 ml natriumhydroxidlösning i ett provrör och tillsätt två eller tre droppar fenolftalein. Lösningen får en röd färg. Tillsätt sedan salt- eller svavelsyra tills färgen blir missfärgad.
Häll ca 10 ml koppar(II)sulfat i ett annat provrör och tillsätt lite natriumhydroxidlösning. En blå fällning av koppar(II)hydroxid bildas. Häll svavelsyra i provröret tills fällningen löst sig.
Träning. Skriv ekvationer för de reaktioner som sker i molekylär, jonisk och förkortad jonform. Förklara varför missfärgning uppstod i det första provröret och upplösning av fällningen i det andra. Vilka gemensamma egenskaper har lösliga och olösliga baser?
Kvalitativ reaktion på kloridjon. Häll 1-2 ml utspädd saltsyra i ett provrör, samma mängd natriumkloridlösning i det andra och kalciumkloridlösning i det tredje. Tillsätt några droppar silver(I)nitratlösning AgNO3 till alla provrör. Kontrollera om fällningen löser sig i koncentrerad salpetersyra.
Träning. Skriv ekvationerna för motsvarande kemiska reaktioner i molekylär, jonisk och förkortad jonform. Fundera på hur du kan skilja: a) saltsyra från andra syror; b) klorider från andra salter; c) lösningar av klorider från saltsyra. Varför kan man också använda bly(II)nitratlösning istället för silver(I)nitratlösning?
Lektionen kommer att undersöka förutsättningarna för att jonbytesreaktioner ska fortsätta till slutförandet. För att bättre förstå vilka villkor som måste iakttas för att jonbytesreaktioner ska fortsätta till slut, kommer vi att se över vad dessa reaktioner är och deras väsen. Exempel ges för att förstärka dessa begrepp.
Ämne: Kemisk bindning. Elektrolytisk dissociation
Lektion: Flödesförhållandenjonbytesreaktioner till fullbordan
Om du försöker reagera natriumhydroxid med kaliumklorid kommer reaktionen inte att inträffa. I en reaktion byts joner, men inga produkter bildas. Låt oss titta på orsakerna till detta. Ämnen som bildas som ett resultat av ömsesidig attraktion kan dissociera.
1. Jonbytesreaktioner som leder till bildandet av en fällning.
Tidigare övervägdes reaktionsekvationerna som resulterade i bildandet av en fällning.
Alla dessa reaktioner hörde till jonbytesreaktioner. Man kan dra slutsatsen att ett av villkoren för att jonbytesreaktionen ska fullbordas är bildandet av en fällning.
BaCl2 + Na2CO3 → BaCO3 ↓ + 2NaCl.
Ba 2+ +2Cl - + 2Na + + CO 3 2- →BaCO 3 ↓ + 2Na + +2Cl - komplett jonisk ekvation
Ba 2+ + CO 3 2- → BaCO 3 ↓ förkortad jonisk ekvation.
Låt oss skriva en annan reaktionsekvation som leder till bildandet av en fällning.
CuSO 4 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4
Cu 2+ + SO 4 2- +2Na + + 2OH - → Cu(OH) 2 ↓ + 2Na + + SO 4 2- komplett jonisk ekvation
Cu 2+ + 2OH - → Cu(OH) 2 ↓ förkortad jonisk ekvation.
Slutsats: Jonbytesreaktioner fortsätter till fullbordan om resultatet är en fällning.
Ris. 1. Neutraliseringsreaktion ()
Överväg reaktionen av neutralisering av natriumhydroxid med saltsyra.
NaOH + HCl → NaCl+ H2O
Na + + OH - + H + + Cl - →Na + + Cl - + H 2 O fullständig jonisk ekvation
OH - + H + → H2O reducerad jonisk ekvation
Denna reaktion fortsätter till fullbordan, eftersom resultatet är ett något dissocierande ämne - vatten.
Slutsats: Jonbytesreaktioner fortsätter till fullbordan om resultatet är en något dissocierande substans.
Du vet att kalciumkarbonat reagerar bra med saltsyra.
CaCO3 +2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
CaCO 3 +2H + + 2Cl - → Ca 2+ +2Cl - + H 2 O + CO 2 komplett jonisk ekvation
2H + + CaCO 3 → Ca 2+ + H 2 O + CO 2 förkortad jonisk ekvation.
Som ett resultat av denna reaktion bildas koldioxid, som bildas under nedbrytningen av svag kolsyra. Observera att kalciumkarbonat är ett olösligt ämne och bryts inte ner till joner. I den kompletta joniska ekvationen skriver vi bara väteklorid och kalciumklorid som joner. De återstående formlerna förblir oförändrade, eftersom dessa ämnen inte exponeras.
Slutsats: Jonbytesreaktioner fortsätter till slut om de resulterar i en gas.
I den här lektionen undersökte du förutsättningarna för att jonbytesreaktioner ska fortsätta till slutförandet. Jonbytesreaktioner fortsätter till fullbordan om resultatet är en fällning, något dissocierande ämne eller gas.
1. Rudzitis G.E. Oorganisk och organisk kemi. 9:e klass: lärobok för allmänna läroanstalter: grundläggande nivå / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. M.: Upplysning. 2009 119 s.: ill.
2. Popel P.P. Kemi: 8:e klass: lärobok för allmänna läroanstalter / P.P. Popel, L.S. Krivlya. -K.: IC ”Academy”, 2008.-240 s.: ill.
3. Gabrielyan O.S. Kemi. 9: e klass. Lärobok. Förlag: Bustard: 2001. 224s.
1. Nr 3,4,5 (s.22) Rudzitis G.E. Oorganisk och organisk kemi. 9:e klass: lärobok för allmänna läroanstalter: grundläggande nivå / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. M.: Upplysning. 2009 119 s.: ill.
2. Vad observerar du när du gör deg när du tillsätter vinäger till läsk? Skriv reaktionsekvationen.
3. Varför bildas kalk i grytan? Hur tar man bort det? Skriv reaktionsekvationerna.
Mål:
- Eleverna ska skaffa sig kunskap om jonbytesreaktioner och de förhållanden under vilka de uppstår.
- fortsätta att utveckla färdigheterna att skriva ekvationer av dissociationer av ämnen;
- arbeta med löslighetstabellen;
- utveckla logiskt tänkande när du känner igen elektrolyter och icke-elektrolyter, jämförelse, observation; utveckla praktiska färdigheter och förmågor, dra slutsatser;
- skriva reaktionsekvationer i molekylära, full joniska och reducerade jonformer.
Metoder och metodologiska tekniker: verbalt-visuellt, heuristiskt, gruppfrontala laborationer.
Utrustning:
- på elevernas skrivbord: H 2 SO 4, BaCl 2, Na 2 CO 3, fenolftalein, NaOH, 4 sprutor, tablett, löslighetstabell, tabell att fylla i.
- till läraren: H 2 SO 4, BaCl 2, Na 2 CO 3, fenolftalein, NaOH, 3 provrör, i 2 behållare: soda och salt, vatten, ättiksyra.
Under lektionerna
1. Organisatoriskt ögonblick.
2. Målsättning.
Lärare. Killar, föreställ er att det i ert kök finns salt och läsk i 2 likadana burkar utan etiketter. Hur kan du känna igen dessa två ämnen utan att smaka på dem?
Lärare. För att ta reda på det måste vi bekanta oss med jonbytesreaktioner, bestämma villkoren för deras förekomst och lära oss att skriva kompletta, förkortade joniska ekvationer. För att bättre förstå mekanismen för jonbytesreaktioner, låt oss komma ihåg vilka ämnen som kallas elektrolyter.
Studerande. Elektrolyter är ämnen som leder elektrisk ström i smältor och lösningar.
Lärare. Varför leder elektrolyter i lösningar och smältor elektrisk ström?
Studerande. Elektrolyter leder elektricitet eftersom joner bildas i lösningar och smälter.
Lärare. Vad är elektrolytisk dissociation?
Studerande. Processen att elektrolyt bryts ner till joner kallas elektrolytisk dissociation.
Lärare. Låt oss skriva dissociationsekvationerna för olika ämnen. (3 elever arbetar med korten på tavlan):
- Kort nr 1. Skriv sammanfattande dissociationsekvationer för ämnen: H 2 SO 4, HCl.
- Karta nr 2. Skriv de övergripande dissociationsekvationerna för ämnena: Na 2 CO 3, BaCl 2.
- Kort nr 3. Skriv de totala dissociationsekvationerna för ämnen: NaOH, Ba(OH) 2
Lärare. Klassuppgift: välj elektrolyter och icke-elektrolyter från denna lista över ämnen.
KCl, CuO, CuSO4, Cu(OH)2, BaSO4, K2SO4. (från ett ark).
För elektrolyter, skriv sammanfattande dissociationsekvationer. (vid svarta tavlan).
Lärare. Låt oss kolla anteckningarna på tavlan.
Lärare. Killar, namn av vilka joner det olösliga ämnet BaSO 4 bildas?
Studerande. Bariumsulfat bildas av bariumjoner och sulfatjoner.
Lärare. Namnge de ämnen, med hjälp av löslighetstabellen, vars lösningar innehåller Ba 2+-jonen och SO 4 2- ?
Studerande. Till exempel bariumklorid och svavelsyra.
Lärare. Låt oss skriva ner ekvationen för reaktionen mellan H 2 SO 4 och BaCl 2 (elev vid tavlan).
BaCl2 + H2S04 = BaS04 + 2HCl
Lärare. Reaktioner som sker i elektrolytlösningar kallas jonbytesreaktioner. För att ta reda på under vilka förhållanden jonbytesreaktioner inträffar, låt oss göra laboratoriearbete:
Syfte: Att bli bekant med förutsättningarna för sådana reaktioner. (skriv i en anteckningsbok)
Erfarenhet nr 1. Skaffa BaSO 4. (istället för erfarenhet kan du använda ett fragment av en lektion från den "virtuella skolan för Cyril och Methodius" 9:e klass lektion nr 6)
Läraren gör samma sak vid svarta tavlan.
Läraren kommenterar: tillsätt en lösning av H 2 SO 4 till BaCl 2-lösningen Vad observerar vi?
Elev: En vit fällning föll.
Lärare: Låt oss skriva ner den fullständiga joniska ekvationen; för detta skriver vi ner vilka joner som fanns i lösningarna av de tagna ämnena och vilka ämnen som bildades.
2H 1+ + SO 4 2- + Ba 2+ +2Cl 1- - > BaSO 4v + 2H 1+ +2Cl 1-
Detta är den fullständiga joniska ekvationen.
Om vi reducerar höger och vänster sida av ekvationen med identiska joner får vi den förkortade joniska ekvationen.
SO 4 2- + Ba 2+ -> BaSO 4v
Diskussion:
Frågor till klassen:
- Vilka joner fanns i lösningen före reaktionen?
- Vilka joner fanns kvar i lösningen efter reaktionen?
- Vad är kärnan i dessa reaktioner?
Samtal med klassen: vi diskuterar att kärnan i reaktionen är att bindningen av Ba 2+ och SO 4 2- joner inträffade.
Denna ekvation visar essensen av denna reaktion.
Erfarenhet nr 2. Att få koldioxid.
Läraren kommenterar: lägg till en lösning av H 2 SO 4 till Na 2 CO 3-lösningen (1 elev skriver reaktionen på tavlan)
Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2
Vad är det vi ser?
Elev: Utsläpp av gasbubblor.
Läraren skriver ner hela joniska ekvationen och den förkortade joniska ekvationen.
2Na1+ +CO32- +2H1+ +SO42- - >2Na1+ + SO42- + H2O+ CO2
CO32- +2H1+ -> H2O+ CO2
Erfarenhet nr 3. Bildning av H 2 O (lågt dissocierande ämne).
Läraren kommenterar: tillsätt 1-2 droppar ftaleinfenol till NaOH-lösningen, lösningen blir röd, tillsätt H 2 SO 4. (1 elev skriver reaktionen på tavlan)
2 NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2 H 2 O
Vad är det vi ser?
Studerande. Lösningen blev färglös.
Lärare. Låt oss skriva hela joniska ekvationen och den förkortade joniska ekvationen på tavlan (1 elev).
2Na 1+ +2OH 1- +2H 1+ + SO 4 2- -> 2Na 1+ + SO 4 2- + 2H 2 O
2OH 1- +2H1+ ->2H2O
| Reaktionsförhållanden Mellan elektrolytlösningar (fylls i av eleven). |
Exempel på jonbytesreaktioner. |
| 1. | Na2CO3 +CaCl2 =CaCO3 +2NaCl 2Na + + CO3 2- +Ca 2+ + 2Cl - = CaCO3 +2Na + + 2Cl - Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 |
| 2. | K2CO3 +2HCl =2KCl+H2O+CO2 2K + + CO3 2- +2H + +2Cl - =2K + +2Cl - +H2O+CO2 CO32- +2H+ = CO2 ^+H2O |
| 3. | NaOH+HNO3 = NaNO3 +H2O Na + +OH - +H + +NO3 =Na + +NO3- + H2O H + + OH - =H2O |
Lärare: Killar, vi utförde jonbytesreaktioner. Låt oss sammanfatta: under vilka förhållanden fortsätter jonbytesreaktioner till slut? (fyll i tabellerna som tillhandahålls)
Studerande: Jonbytesreaktioner fortsätter till fullbordan om, som ett resultat, en fällning bildas, en gas frigörs och ett dåligt dissocierande ämne, såsom vatten, bildas.
Lärare: Låt oss återgå till vårt problem. Föreslå en metod för att känna igen salt (NaCl) och soda (Na 2 CO 3).
Elev: Du måste tillsätta syra till dessa ämnen. I vilken behållare gasutvecklingen kommer att observeras, kommer det att finnas läsk.
Fixa materialet:
Uppgift i styrelsen: 1 Välj från den här listan de reaktioner som går till slutet (en elev)
NaOH+ NaCl -> NaCl+ H2O
AgNO3 + NaCl ->NaNO3 + AgCl
CuCl2 +2NaOH ->Cu(OH)2 +2NaCl
KNO3 +LiCl ->KCl+LiNO3
Given:
Komplett jonisk ekvation.
Fe3+ +3Cl - +3Na + +3OH - = Fe(OH)3 +3Na + +3Cl -
Skriv de molekylära och förkortade joniska ekvationerna i enlighet med detta.
Lärare. Låt oss sammanfatta vår lektion: Vilka reaktioner fick vi bekanta oss med på lektionen?
Studerande. Vi lärde oss om jonbytesreaktioner.
Lärare. Under vilka förhållanden är det möjligt för dessa reaktioner att fortsätta till slut?
Studerande. Jonbytesreaktioner fortsätter till fullbordan om en fällning bildas, en gas frigörs och en något dissocierande substans bildas.
Lärare. Läxa: §37 övning. 4, 5.
Litteratur.
- Gabrielyan O.S. Kemi. 8:e klass: Bustard, 1999.
- "Virtual School of Cyril and Methodius" Kemilektioner 8-9 årskurser, 2004.
Det föreslagna materialet presenterar metodologiska utvecklingar av praktiskt arbete för 9:e klass: "Lösa experimentella problem på ämnet "Kväve och fosfor", "Bestämning av mineralgödselmedel", samt laboratorieexperiment på ämnet "Utbytesreaktioner mellan elektrolytlösningar".
Utbytesreaktioner mellan elektrolytlösningar
Metodutveckling består av tre delar: teori, workshop, kontroll. Den teoretiska delen ger några exempel på molekylära, fullständiga och förkortade joniska ekvationer av kemiska reaktioner som uppstår vid bildning av en fällning, ett något dissocierande ämne och frigörande av gas. Den praktiska delen innehåller uppgifter och rekommendationer till studenter om hur man utför laboratorieförsök. Kontrollen består av testuppgifter med val av rätt svar.
Teori
1. Reaktioner som leder till bildandet av en fällning.
a) När koppar(II)sulfat reagerar med natriumhydroxid bildas en blå fällning av koppar(II)hydroxid.
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4.
Cu 2+ + + 2Na + + 2OH – = Cu(OH)2 + 2Na + + ,
Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2.
b) När bariumklorid reagerar med natriumsulfat fälls en vit mjölkaktig fällning av bariumsulfat ut.
Molekylära ekvationen för en kemisk reaktion:
BaCl2 + Na2SO4 = 2NaCl + BaSO4.
Fullständiga och förkortade jonreaktionsekvationer:
Ba 2+ + 2Cl – + 2Na + + = 2Na + + 2Cl – + BaSO4,
Ba2++ = BaS04.
2.
När natriumkarbonat eller bikarbonat (bakpulver) interagerar med saltsyra eller annan löslig syra, observeras kokning eller intensiv frisättning av gasbubblor. Detta frigör koldioxid CO 2, vilket orsakar grumling i den klara lösningen av kalkvatten (kalciumhydroxid). Kalkvatten blir grumligt eftersom... olösligt kalciumkarbonat bildas.
a) Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2;
b) NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 + H2O;
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O.
a) 2Na + + + 2H + + 2Cl – = 2Na + + 2Cl – + CO2 + H2O,
2H+ = CO2 + H2O;
b) Na + + + H + + Cl – = Na + + Cl – + CO2 + H2O,
H+ = CO2 + H2O.
3. Reaktioner som uppstår med bildandet av ett något dissocierande ämne.
När natrium- eller kaliumhydroxid reagerar med saltsyra eller andra lösliga syror i närvaro av fenolftaleinindikatorn blir alkalilösningen färglös och som ett resultat av neutralisationsreaktionen bildas ett lågdissocierande ämne H 2 O.
Molekylära ekvationer för kemiska reaktioner:
a) NaOH + HCl = NaCl + H2O;
c) 3KOH + H3PO4 = K3PO4 + 3H2O.
Fullständiga och förkortade jonreaktionsekvationer:
a) Na + + OH – + H + + Cl – = Na + + Cl – + H2O,
OH – + H+ = H2O;
b) 2Na + + 2OH – + 2H + + = 2Na + + + 2H2O,
2OH – + 2H+ = 2H2O;
c) 3K + + 3OH – +3H + + = 3K + + + 3H2O,
3OH – + 3H+ = 3H2O.
Verkstad
1. Utbytesreaktioner mellan elektrolytlösningar som leder till bildandet av en fällning.
a) Utför en reaktion mellan lösningar av koppar(II)sulfat och natriumhydroxid. Skriv molekylära, fullständiga och förkortade joniska ekvationer av kemiska reaktioner, notera tecknen på en kemisk reaktion.
b) Utför en reaktion mellan lösningar av bariumklorid och natriumsulfat. Skriv molekylära, fullständiga och förkortade joniska ekvationer av kemiska reaktioner, notera tecknen på en kemisk reaktion.
2. Reaktioner som innebär utsläpp av gas.
Utför reaktioner mellan lösningar av natriumkarbonat eller natriumbikarbonat (bakpulver) med saltsyra eller annan löslig syra. Passera den frigjorda gasen (med hjälp av ett gasutloppsrör) genom klart kalkvatten som hälls i ett annat provrör tills det blir grumligt. Skriv molekylära, fullständiga och förkortade joniska ekvationer för kemiska reaktioner, notera tecknen på dessa reaktioner.
3. Reaktioner som uppstår med bildandet av ett något dissocierande ämne.
Utför neutraliseringsreaktioner mellan en alkali (NaOH eller KOH) och en syra (HCl, HNO 3 eller H 2 SO 4), efter att ha placerat fenolftalein i alkalilösningen. Notera observationer och skriv molekylära, fullständiga och förkortade jonekvationer för kemiska reaktioner.
Tecken, som åtföljer dessa reaktioner, kan väljas från följande lista:
1) utsläpp av gasbubblor; 2) sedimentering; 3) utseende av lukt; 4) upplösning av sedimentet; 5) värmeavgivning; 6) ändra färgen på lösningen.
Kontroll (test)
1. Den joniska ekvationen för reaktionen som ger den blå fällningen är:
a) Cu2+ + 2OH – = Cu(OH)2;
c) Fe3+ + 3OH - = Fe(OH)3;
d) Al 3+ + 3OH – = Al(OH) 3.
2. Den joniska ekvationen för reaktionen där koldioxid frigörs är:
a) CaCO3 + CO2 + H2O = Ca2++;
b) 2H+ + SO2-3 = H2O + SO2;
c) CO2-3 + 2H+ = CO2 + H2O;
d) 2H+ + 2OH – = 2H2O.
3. Den joniska ekvationen för reaktionen där ett lågdissocierande ämne bildas är:
a) Ag + + Cl - = AgCl;
b) OH – + H+ = H2O;
c) Zn + 2H+ = Zn2+ + H2;
d) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3.
4. Den joniska ekvationen för reaktionen som ger den vita fällningen är:
a) Cu2+ + 2OH – = Cu(OH)2;
b) CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O;
c) Fe3+ + 3OH - = Fe(OH)3;
d) Ba2+ + SO2-4 = BaS04.
5. Den molekylära ekvationen som motsvarar den förkortade joniska ekvationen för reaktionen 3OH – + 3H + = 3H 2 O är:
a) NaOH + HCl = NaCl + H2O;
b) 2NaOH + H2SO4 = Na2S04 + 2H2O;
c) 3KOH + H3P04 = K3P04 + 3H2O;
d) Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + H2O.
6. Molekylära ekvation som motsvarar den förkortade jonreaktionsekvationen
H + + = H 2 O + CO 2 , –
a) MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + CO2 + H2O;
b) Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O;
c) NaHC03 + HCl = NaCl + CO2 + H2O;
d) Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O.
| Svar. 1 -A; 2 -V; 3 -b; 4 -G; 5 -V; 6 -V. |
Lösa experimentella problem på ämnet "Kväve och fosfor"
När eleverna studerar nytt material om ämnet "Kväve och fosfor" utför eleverna en serie experiment relaterade till produktion av ammoniak, bestämning av nitrater, fosfater och ammoniumsalter och förvärvar vissa färdigheter och förmågor. Denna metodutveckling innehåller sex uppgifter. För att slutföra praktiskt arbete räcker det med tre uppgifter: en om att skaffa ett ämne, två om att känna igen substanser. Vid praktiskt arbete kan eleverna erbjudas uppgifter i en form som gör det lättare för dem att göra en rapport (se uppgifter 1, 2). (Svar ges för läraren.)
Övning 1
Skaffa ammoniak och experimentellt bevisa dess närvaro.
a) Produktion av ammoniak.
Värm upp en blandning av lika stora delar av fast ammoniumklorid och kalciumhydroxidpulver i ett provrör med ett gasutloppsrör. I detta fall kommer ammoniak att frigöras, som måste samlas upp i ett annat torrt provrör med ett hål ............ ( Varför?).
Skriv reaktionsekvationen för produktionen av ammoniak.
…………………………………………………..
b) Bestämning av ammoniak.
Kan identifieras på lukt………… (ämnets namn), såväl som genom förändringar i färgen på lackmus eller fenolftalein. När ammoniak löses i vatten bildas ....... (basens namn), så lackmustestet...... (ange färg), och färglöst fenolftalein blir …………. (ange färg).
Istället för prickar, infoga ord enligt deras betydelse. Skriv reaktionsekvationen.
…………………………………………………..
* Ammoniak, en vattenlösning av ammoniak, luktar ammoniak. – Notera ed.
Uppgift 2
Förbered kopparnitrat på två olika sätt, med följande ämnen tillgängliga: koncentrerad salpetersyra, kopparspån, koppar(II)sulfat, natriumhydroxid. Skriv ekvationer för kemiska reaktioner i molekylär form och notera förändringarna. I metod 1, för en redoxreaktion, skriv elektronbalansekvationer, bestäm oxidationsmedlet och reduktionsmedlet. I metod 2, skriv förkortade jonreaktionsekvationer.
1:a s p o s o b. Koppar + salpetersyra. Värm upp innehållet i provröret lätt. Den färglösa lösningen blir... (ange färg), därför att är formad….. (ämnets namn); gas frigörs……..färgad med en obehaglig lukt, detta är……. (ämnets namn).
2:a s p o s o b. När koppar(II)sulfat reagerar med natriumhydroxid erhålls en fällning med ..... färg, detta är ...... (ämnets namn). Tillsätt salpetersyra tills fällningen är helt upplöst......... (namn på sediment). En klarblå lösning bildas...... (namn på salt).
Uppgift 3
Bevisa experimentellt att ammoniumsulfat innehåller NH 4 + och SO 2- 4 joner. Notera observationerna och skriv molekylära och förkortade joniska ekvationer för reaktionerna.
Uppgift 4
Hur man experimentellt bestämmer närvaron av lösningar av natriumortofosfat, natriumklorid, natriumnitrat i provrör nr 1, nr 2, nr 3? Notera observationerna och skriv molekylära och förkortade joniska ekvationer för reaktionerna.
Uppgift 5
Att ha följande ämnen: salpetersyra, kopparspån eller tråd, universalindikatorpapper eller metylorange, bevisar experimentellt sammansättningen av salpetersyra. Skriv ekvationen för dissociationen av salpetersyra; molekylekvation för reaktionen av koppar med koncentrerad salpetersyra och elektronbalansekvationer, identifiera oxidationsmedlet och reduktionsmedlet.
Uppgift 6
Förbered en lösning av kopparnitrat på olika sätt med hjälp av ämnena: salpetersyra, kopparoxid, basiskt kopparkarbonat eller hydroxikoppar(II)karbonat. Skriv molekylära, fullständiga och förkortade jonekvationer för kemiska reaktioner. Observera tecken på kemiska reaktioner.
Benchmark-tester
1. Ge reaktionsekvationen där en gul fällning bildas.
2. Jonekvationen för reaktionen där den vita ostliknande fällningen bildas är:
3. För att bevisa närvaron av nitratjoner i nitrater måste du ta:
a) saltsyra och zink;
b) svavelsyra och natriumklorid;
c) svavelsyra och koppar.
4. Reagenset för kloridjon är:
a) koppar och svavelsyra;
b) silvernitrat;
c) bariumklorid.
5. I reaktionsekvationen, diagrammet som
HNO 3 + Cu -> Cu(NO 3) 2 + NO 2 + H 2 O,
Före oxidationsmedlet måste du sätta koefficienten:
a) 2; b) 4; vid 6.
6. Basiska och sura salter motsvarar paren:
a) Cu(OH)2, Mg(HC03)2;
b) Cu(NO3)2, HNO3;
c) 2 CO 3, Ca(HCO 3) 2.
|
Svar. 1 -A; 2 -b; 3 -V; 4 -b; 5 -b; 6 -V. |
Bestämning av mineralgödsel
Metodutvecklingen av detta praktiska arbete består av tre delar: teori, workshop, kontroll. Den teoretiska delen ger allmän information om kvalitativ bestämning av katjoner och anjoner som ingår i mineralgödsel. Workshopen ger exempel på sju mineralgödselmedel med en beskrivning av deras karakteristiska egenskaper och ger även ekvationer för kvalitativa reaktioner. I texten behöver du istället för prickar och frågetecken infoga svar som är lämpliga i betydelsen. För att slutföra praktiskt arbete efter lärarens gottfinnande räcker det att ta fyra gödselmedel. Att testa elevernas kunskaper består av testuppgifter för att bestämma gödselformler, som ges i detta praktiska arbete.
Teori
1. Reagenset för kloridjon är silvernitrat. Reaktionen fortsätter med bildandet av en vit ostliknande fällning:
Ag + + Cl - = AgCl.
2. Ammoniumjon kan detekteras med alkali. När en lösning av ammoniumsalt värms upp med en alkalilösning frigörs ammoniak, som har en skarp karakteristisk lukt:
NH + 4 + OH – = NH3 + H2O.
Du kan också använda rött lackmuspapper fuktat med vatten, en universell indikator eller fenolftalein remsa av papper för att bestämma ammoniumjonen. Pappersbiten måste hållas över ångorna som släpps ut från provröret. Röd lackmus blir blå, den universella indikatorn blir lila och fenolftalein blir röd.
3. För att bestämma nitratjoner tillsätts kopparspån eller -bitar till saltlösningen, sedan tillsätts koncentrerad svavelsyra och värms upp. Efter en tid börjar en brun gas med en obehaglig lukt att släppas ut. Frigörandet av brun NO2-gas indikerar närvaron av joner.
Till exempel:
NaNO3 + H2SO4 NaHSO4 + HNO3,
4HNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.
4. Reagenset för fosfatjon är silvernitrat. När det tillsätts till en fosfatlösning fälls en gul fällning av silverfosfat ut:
3Ag + + PO 3- 4 = Ag 3 PO 4.
5. Reagenset för sulfatjon är bariumklorid. En vit mjölkaktig fällning av bariumsulfat, olöslig i ättiksyra, fälls ut:
Ba2+ + SO2-4 = BaS04.
Verkstad
1. Sylvinit (NaCl KCl), rosa kristaller, god löslighet i vatten. Lågan blir gul. När man tittar på lågan genom blått glas märks en violett färg. MED …….. (namn på reagens) ger en vit fällning...... (namn på salt).
KCl + ? -> KNO3 + AgCl.
2. Ammoniumnitrat NH 4 NO 3, eller…….. (gödselmedlets namn), vita kristaller, mycket lösliga i vatten. Brungas frigörs med svavelsyra och koppar... (ämnets namn). Med lösning……. (namn på reagens) Vid upphettning känns lukten av ammoniak, dess ånga förvandlar röd lackmus till...... Färg.
NH 4 NO 3 + H 2 SO 4 NH 4 HSO 4 + HNO 3,
HNO3 + Cu -> Cu(NO3)2+? + ? .
NH4NO3+? -> NH3 + H2O + NaNO3.
3. Kaliumnitrat (KNO 3), eller…… (gödselmedlets namn), med H 2 SO 4 och ……… (ämnets namn) producerar brungas. Lågan blir lila.
KNO 3 + H 2 SO 4 KHSO 4 + HNO 3,
4HNO3+? -> Cu(NO3)2+? + 2H2O.
4. Ammoniumklorid NH 4 Cl med lösning……. (namn på reagens) Vid upphettning bildar den ammoniak, dess ångor blir röda lackmusblå. MED …… (namnet på reagensanjonen) silver ger en vit ostlik fällning...... (namn på sediment).
NH4Cl+? = NH4NO3 + AgCl,
NH4Cl+? = NH3 + H2O + NaCl.
5. Vid upphettning bildar ammoniumsulfat (NH 4) 2 SO 4 med en alkalilösning ammoniak, dess ånga blir röd lackmusblå. MED …….. (namn på reagens) ger ett vitt mjölkaktigt sediment......... (namn på sediment).
(NH4)2SO4 + 2NaOH = 2NH3 + 2H2O+? ,
(NH4)2SO4+? -> NH4Cl+? .
6. Natriumnitrat NaNO 3, eller…… (gödselmedlets namn), vita kristaller, god löslighet i vatten, producerar en brun gas med H 2 SO 4 och Cu. Lågan blir gul.
NaNO3 + H2SO4 NaHSO4 + ? ,
Cu -> Cu(NO3)2+? + 2H2O.
7. Kalciumdivätefosfat Ca(H 2 PO 4) 2, eller…… (gödselmedlets namn), grått finkornigt pulver eller granulat, dåligt lösligt i vatten, med ..... (namn på reagens) ger ….. (ange färg) fällning ………… (ämnets namn) AgH 2 PO 4.
Ca(H2PO4)2+? -> 2AgH 2 PO 4 + Ca(NO 3) 2.
Kontroll (test)
1. Rosa kristaller, mycket lösliga i vatten, färgar lågan gul; när det interagerar med AgNO 3 bildas en vit fällning - detta är:
a) Ca(H2PO4)2; b) NaCl KCl;
c) KNO 3; d) NH4Cl.
2. Kristallerna är mycket lösliga i vatten; i reaktion med H 2 SO 4 och koppar frigörs en brun gas; med en alkalilösning, när den värms upp, producerar den ammoniak, vars ångor blir röd lackmusblå - detta är:
a) NaNO3; b) (NH4)2SO4;
c) NH4NO3; d) VET 3.
3. Ljusa kristaller, mycket lösliga i vatten; vid interaktion med H2SO4 och Cu frigörs brun gas; lågan blir lila - det här är:
a) KNO 3; b) NH4H2PO4;
c) Ca(H2PO4)2CaSO4; d) NH4NO3.
4. Kristallerna är mycket lösliga i vatten; med silvernitrat ger det en vit fällning, med alkali vid upphettning ger det ammoniak, vars ångor blir röd lackmusblå - det här är:
a) (NH4)2SO4; b) NH4H2PO4;
c) NaCl KCl; d) NH4Cl.
5. Ljusa kristaller, mycket lösliga i vatten; med BaCl 2 ger det en vit mjölkaktig fällning, med alkali ger det ammoniak, vars ångor blir röd lackmusblå - detta är:
c) NH4CI; d) NH4H2PO4.
6. Ljusa kristaller, mycket lösliga i vatten; när den interagerar med H 2 SO 4 och Cu producerar den en brun gas, lågan blir gul - det här är:
a) NH4NO3; b) (NH4)2SO4;
c) KNO 3; d) NaNO3.
7. Grått finkornigt pulver eller granulat, lösligheten i vatten är dålig, med en lösning av silvernitrat ger det en gul fällning - det här är:
a) (NH4)2SO4; b) NaCl KCl;
c) Ca(H2PO4)2; d) VET 3.
| Svar. 1 -b; 2 -V; 3 -A; 4 -G; 5 -b; 6 -G; 7 -V. |
