Реакции ионного обмена

Реакция ионного обмена — один из видов химических реакций, протекающих в полярных растворителях между ионами исходных компонентов. Обратимые реакции ионного обмена приводят к наличию в растворах продуктов перекрестного синтеза, например, из смеси растворов хлорида натрия и бромида калия при выпаривании кристаллизуются четыре вещества. Необратимые реакции ионного обмена сводятся к образованию из ионов нерастворимых соединений с их выделением в виде воды, газа или осадка.

Введение, правило Бертолле

Химические реакции в растворах электролитов (кислот, оснований и солей) протекают при участии ионов. Ионными уравнениями могут быть изображены любые реакции, протекающие в полярных растворах между электролитами. Если при таких реакциях не происходит изменения зарядов ионов (не изменяется степень окисления), то они называются ионообменными.

Изображение реакций ионного обмена

Реакцию обмена в растворе можно выразить тремя видами уравнений: молекулярным, полным ионным и сокращённым ионным. В ионном уравнении слабые электролиты, газы и малорастворимые вещества изображают молекулярными формулами.

1. Запишем уравнение реакции в молекулярной форме:

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl

2. Перепишем это уравнение, изобразив хорошо диссоциирующие вещества в виде ионов:

FeЗ+ + 3Cl— + 3Nа+ + 3ОН— = Fе(ОН)3↓ + 3Nа+ + 3Cl—

Это ионное уравнение реакции.

3. Исключим из обеих частей ионного уравнения одинаковые ионы, т.е. ионы, не участвующие в реакции (они подчеркнуты):

Fe3+ + 3Cl— + 3Na— + 3ОН— = Fе(ОН)3↓ + 3Na++ 3Cl—.

4. Запишем уравнение реакции в окончательном виде:

Fe3+ + 3ОН— = Fe(OH)3↓

Это сокращенное ионное уравнение реакции. Как видно из этого уравнения, сущность реакции сводится к взаимодействию ионов Fe3+ и ОН—, в результате чего образуется осадок Fе(ОН)3. При этом вовсе не имеет значения, в состав каких электролитов входили эти ионы до их взаимодействия.

Правила написания реакций ионного обмена

1. При написании ионных уравнений следует обязательно руководствоваться таблицей растворимости кислот, оснований и солей в воде, то есть обязательно проверять растворимость реагентов и продуктов, отмечая это в уравнениях.
2. Следует иметь в виду, что реакции двойного обмена между солями с образованием осадков протекают во всех тех случаях, когда растворимость реагентов выше, чем растворимость одного из продуктов.
3. Для получения малорастворимого вещества всегда надо выбирать хорошо растворимые реагенты и использовать достаточно концентрированные растворы.