Reazioni in soluzioni elettrolitiche. Condizioni per il flusso delle reazioni di scambio in soluzioni elettrolitiche. Reazioni di scambio ionico e condizioni per il loro verificarsi

Gli antipiretici per i bambini sono prescritti da un pediatra. Ma ci sono situazioni di emergenza per la febbre quando il bambino ha bisogno di ricevere immediatamente la medicina. Quindi i genitori si assumono la responsabilità e usano farmaci antipiretici. Cosa è permesso dare ai neonati? Come abbassare la temperatura nei bambini più grandi? Quali farmaci sono i più sicuri?

Una condizione necessaria per il flusso delle reazioni di scambio nelle soluzioni elettrolitiche è la rimozione di alcuni ioni dalla soluzione a causa della formazione di sostanze scarsamente dissocianti (elettroliti deboli e ioni complessi) o scarsamente solubili (precipitati e gas).

Le reazioni di scambio nelle soluzioni elettrolitiche sono scritte sotto forma di tre equazioni: molecolare, ione-molecolare completo e ione-molecolare ridotto. Per comporre queste equazioni è necessario conoscere la natura della dissociazione elettrolitica dei partecipanti alla reazione.

Le sostanze leggermente dissocianti e scarsamente solubili nelle equazioni ione-molecolari sono scritte in forma molecolare. Le reazioni in cui elettroliti deboli o sostanze scarsamente solubili entrano nella composizione dei soli prodotti di reazione procedono, di regola, irreversibilmente, cioè finire.

Esempi di reazioni che si verificano quasi irreversibilmente:

con la formazione di composti a bassa dissociazione:

a) HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - equazione molecolare,

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - equazione molecolare ione completa,

H + + OH - = H 2 O - equazione ione-molecolare ridotta,

b) NaF + HCl = NaCl + HF,

F - + H + = HF - equazione ione-molecolare ridotta,

c) NH 4 Cl + NaOH = NH 3 H 2 O + NaCl,

NH 4 + + OH - = NH 3 H 2 O - equazione ione-molecolare ridotta,

Pertanto, gli acidi forti (basi) spostano gli acidi deboli (basi) dalle soluzioni dei loro sali.

con la formazione di sostanze scarsamente solubili:

a) NaCl + AgNO 3 = NaNO 3 + AgCl¯

Cl - + Ag + = AgCl¯ - equazione ione-molecolare ridotta.

Le reazioni in cui elettroliti deboli o sostanze scarsamente solubili sono incluse nella composizione sia dei prodotti che delle sostanze iniziali, di norma, non procedono fino alla fine, ad es. sono reversibili. L'equilibrio del processo reversibile in questi casi è spostato verso la formazione delle particelle meno dissociate o meno solubili. Esempi di reazioni reversibili il cui equilibrio è spostato a destra:

HF + NaOH « NaF + H 2 O,

HF + OH - "F - + H 2 O - equazione ione-molecolare abbreviata.

L'acqua è un elettrolita più debole di HF: K d (H 2 O) \u003d 1,8 10 -16; K d (HF) \u003d 6.6 10 -4, quindi, l'equilibrio del processo reversibile viene spostato verso la formazione di H 2 O.

NH 3 H 2 O + HCl "NH 4 Cl + H 2 O,

NH 3 H 2 O + H + «NH 4 + + H 2 O - equazione ione-molecolare ridotta

K d (NH 3 H 2 O) = 1,78 10 -5; K d (H 2 O) \u003d 1,8 10 -16

HF + NH 3 H 2 O "NH 4 F + H 2 O,

HF + NH 3 H 2 O « NH 4 + + F - + H 2 O - equazione ione-molecolare ridotta

Le reazioni di neutralizzazione di acidi deboli (basi) con basi forti (acidi) o di acidi deboli con basi deboli non raggiungono il completamento(ovvero il punto di equivalenza è nell'intervallo di pH basico o acido, rispettivamente).

AgCl¯ + NaI « NaCl + AgI¯ ,

AgCl¯ + I - « Cl - + AgI¯ - equazione ione-molecolare ridotta

PR(AgCl) = 1,78 10 -10 PR(AgI) = 8,3 10 -17

PR(AgI) è minore di PR(AgCl), l'equilibrio del processo reversibile è spostato verso la formazione di AgI.

MnS¯ + 2HCl "H 2 S + MnCl 2,

MnS¯ + 2H + « H 2 S + Mn 2+ - equazione ione-molecolare ridotta

Be(OH) 2 ¯ + 2KOH « K 2 ,

Be(OH) 2 ¯ + 2OH - « 2- - equazione ione-molecolare ridotta

IDROLISI DEL SALE

La reazione di scambio tra acqua e un composto si chiama idrolisi. L'idrolisi del sale è la reazione dell'interazione di polarizzazione degli ioni salini con le molecole d'acqua, accompagnata dalla formazione di sostanze a bassa dissociazione e da un cambiamento nel pH del mezzo.

K y + + HOH "KOH (y-1) + H +

A x- + HOH "HA (x-1) + OH -

L'idrolisi è dovuta alla formazione di particelle KOH (y-1) e HA (x-1) a bassa dissociazione. Maggiore è la carica e minore è il raggio degli ioni salini, più forte è la loro interazione di polarizzazione con l'acqua, più debole è la dissociazione delle particelle risultanti KOH (y-1) e HA (x-1) e più si verifica l'idrolisi.

L'effetto polarizzante sulle molecole d'acqua è piccolo per i cationi degli elementi s (le eccezioni sono Be 2+ e Mg 2+), per anioni di acidi forti, ad esempio Cl - , Br - , I - , NO 3 - , SO 4 2- , cioè e. i sali formati dall'anione di un acido forte e dal catione di una base forte non subiscono idrolisi (pH = 7).

Sono possibili i seguenti casi di idrolisi dei sali: idrolisi per anione, per catione, per catione e anione contemporaneamente.

Idrolisi da cationi. Subisce sali formati catione base debole e anione acido forte(ZnSO 4 , FeCl 2 , Co(NO 3) 2 ecc.). L'idrolisi crea un ambiente acido (pH< 7). Характер продуктов гидролиза зависит от природы катиона.

Per esempio:

catione a carica singola.

NH 4 Cl ® NH 4 + + Cl -

NH 4 + + HOH "NH 3 H 2 O + H +

NH 4 Cl + H 2 O "NH 3 H 2 O + HCl.

I prodotti di idrolisi in questo caso sono una base debole e un acido forte.. Il processo è reversibile, l'equilibrio di idrolisi è fortemente spostato a sinistra (K(H 2 O)<< K(NH 3· H 2 O)).

catione a carica multipla. L'idrolisi di un catione a carica multipla procede graduale, a causa della graduale dissociazione delle basi poliacide. Per esempio:

CuCl 2 ® Cu 2+ + Cl -

Cu 2+ + HOH « CuOH + + H + (1 passo)

CuOH + + HOH « Cu (OH) 2 + H + (fase 2)

Le equazioni molecolari, rispettivamente, hanno la forma:

CuCl 2 + H 2 O « CuOHCl + HCl (1 passaggio)

CuOHCl + H 2 O "Cu(OH) 2 + HCl (stadio 2)

A causa dell'accumulo di ioni H nella miscela, l'idrolisi (in condizioni normali) procede principalmente sul primo gradino. Quindi, i prodotti dell'idrolisi sono sale basico e acido forte.

Idrolisi anionica. È caratteristico dei sali formati catione base forte e anione acido debole(NaF, K 2 S, K 3 PO 4 , CH 3 COONa, ecc.). L'idrolisi crea un ambiente basico (pH > 7) Il tipo di prodotti dell'idrolisi dipende dalla carica e dalla natura dell'anione. Per esempio:

anione a carica singola.

KCN ® K + + CN -

CN- + HOH « HCN + OH-

Equazione molecolare dell'idrolisi:

KCN + H 2 O « HCN + KOH

I prodotti di idrolisi in questo caso sono un acido debole e una base forte..

anione a carica multipla.

K 2 CO 3 ® 2 K + + CO 3 2-,

CO 3 2- + HOH « HCO 3 - + OH -

Equazione molecolare del 1° stadio di idrolisi:

K 2 CO 3 + H 2 O "KHCO 3 + KOH

A causa dell'accumulo di ioni OH nel sistema di reazione, l'idrolisi nel secondo stadio può essere trascurata. I prodotti di idrolisi in questo caso saranno un sale acido e una base forte..

Idrolisi da cationi e anioni. Questo caso si verifica per i sali formati catione base debole e anione acido debole. Inoltre, molto spesso, indipendentemente dall'entità della carica del catione e dell'anione, I prodotti dell'idrolisi sono una base debole e un acido debole.. La natura del mezzo è determinata dal rapporto tra le costanti di dissociazione degli acidi e delle basi risultanti, cioè dalla loro forza. Per esempio:

NH 4 CN ® NH 4 + + CN -

NH 4 + + HOH "NH 3 H 2 O + H +

CN- + HOH « HCN + OH-

NH 4 + + CN - + 2H 2 O "NH 3 H 2 O + HCN + H + + OH -

Equazione molecolare dell'idrolisi:

NH 4 CN + 2H 2 O « NH 3 H 2 O + HCN

L'idrolisi in questo caso procede abbastanza intensamente. Gli ioni H + e OH - formati durante l'idrolisi si legano alle molecole di H 2 O, il che migliora l'idrolisi sia nel catione che nell'anione. La reazione del mezzo in questo caso è debolmente basica (pH è leggermente superiore a 7) (K (NH 3 H 2 O) > K (HCN)).

Se l'acido e la base che formano il sale non sono solo elettroliti deboli, ma anche scarsamente solubili o instabili e si decompongono formando prodotti gassosi, l'idrolisi di tali sali in alcuni casi procede quasi irreversibile. Per questo motivo non si possono ottenere in soluzione acquosa solfuri e carbonati di alluminio, cromo, ecc.:

2AlCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 ¯ + 3CO 2 + 6NaCl

2CrCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 ¯ + 3H 2 S + 6NaCl

Equazioni di idrolisi ionico-molecolare, rispettivamente:

2Al 3+ + 3CO 3 2- + 3HOH = 2Al(OH) 3 ¯ + 3CO 2

2Cr 3+ + 3S 2- + 6HOH = 2Cr(OH) 3 ¯ + 3H 2 S

SISTEMI DISPERSIVI, eterog. sistemi di due o più fasi con un'interfaccia altamente sviluppata tra loro. Solitamente una delle fasi forma un mezzo di dispersione continuo, nel cui volume la fase dispersa (o più fasi disperse) è distribuita sotto forma di piccoli cristalli, particelle solide amorfe, gocce o bolle. D.s. può avere una struttura più complessa, ad esempio, rappresentare una formazione a due fasi, ciascuna delle fasi to-rogo, essendo continua, penetra nel volume di un'altra fase. Tali sistemi includono solidi penetrati da un sistema ramificato di canali-pori riempiti di gas o liquidi, alcune composizioni polimeriche microeterogenee, ecc. Non è raro che un mezzo di dispersione "degeneri" negli strati più sottili (film) che separano le particelle del disperso fase.
Le principali tipologie di sistemi dispersi. Per dispersione, cioè la dimensione delle particelle della fase dispersa o il rapporto tra l'area totale della superficie interfacciale e il volume (o massa) della fase dispersa (superficie sp.), D. s. convenzionalmente suddiviso in grossolano e fine (altamente) disperso. Quest'ultimo, secondo la tradizione, chiamato. sistemi colloidali dispersi o semplicemente colloidali. Nei sistemi grossolani, le particelle hanno dimensioni da 1 µm e oltre (la superficie specifica non è superiore a 1 m 2 /g), nei sistemi colloidali, da 1 nm a 1 µm (la superficie specifica raggiunge centinaia di m 2 /g). La dispersione è valutata dall'indice medio (dimensione media delle particelle, superficie specifica) o composizione dispersa (cfr. Analisi della varianza I corpi finemente porosi sono caratterizzati dalla porosità, un concetto simile alla dispersione. Nei sistemi liberamente dispersi non c'è coesione tra le particelle della fase dispersa, ogni particella è cineticamente indipendente e, a dimensioni sufficientemente piccole, partecipa a un intenso moto browniano. I sistemi strutturati (coerentemente dispersi) sono caratterizzati dalla presenza di spazi disordinati. griglia (telaio) formata da particelle della fase dispersa (vedi Fig. Formazione della struttura nei sistemi dispersi). Un gruppo speciale è costituito da D. s. altamente concentrati, in cui le particelle si trovano in condizioni "anguste", come, ad esempio, nei periodici. strutture colloidali. Pelliccia. I sistemi sv-va svobodnodispersnyh sono definiti cap. arr. St. tu del mezzo di dispersione e sistemi coerentemente dispersi - anche St. tu e il numero di contatti tra le particelle della fase dispersa (vedi. Reologia). In base allo stato di aggregazione del mezzo di dispersione e della fase dispersa si distingue una traccia. principale tipi di D. s .: 1) sistemi aerodispersi (gas dispersi) con un mezzo di dispersione di gas: aerosol(fumo, polvere, nebbia) polveri, materiali fibrosi come il feltro. 2) Sistemi con mezzo di dispersione liquido; fase dispersa m. duro (grossolano sospensioni e paste, altamente disperse sol E gel), liquido (grossolano emulsioni, altamente disperso microemulsioni e lattici) o gas (emulsioni di gas grossolani e schiuma). 3) Sistemi con mezzo di dispersione solido: vetroso o cristallino. corpi con inclusioni di piccole particelle solide, goccioline liquide o bolle di gas, ad esempio vetri di rubino, minerali come opale, vari materiali microporosi. Gruppi separati di D. con. compongono molti metallico leghe, rocce, compositi complessi e altri sistemi multifase. D. liofilo e liofobo con. con un mezzo di dispersione liquido differiscono a seconda di quanto vicini o diversi nelle loro proprietà sono la fase dispersa e il mezzo di dispersione (vedi Fig. Liofilicità e liofobicità).In liofilo D. con. interazioni intermolecolari. su entrambi i lati della fase di separazione, le superfici differiscono leggermente, quindi, sp. gratuito l'energia superficiale (per un liquido - tensione superficiale) è estremamente piccola (di solito centesimi di mJ / m 2), l'interfaccia (strato superficiale) può esserlo. è sfocato e spesso paragonabile in spessore alla dimensione delle particelle della fase dispersa. D. liofilo con. sono termodinamicamente equilibrati, sono sempre altamente dispersi, si formano spontaneamente e, se le condizioni per il loro verificarsi sono preservate, possono esistere per un tempo arbitrariamente lungo. Tipico D. liofilo con. - microemulsioni, alcune miscele polimero-polimero, sistemi tensioattivi micellari, D. s. con cristalli liquidi fasi disperse. A liofilo D. con. sono spesso inclusi anche i minerali del gruppo montmorillonite che rigonfiano e si disperdono spontaneamente in un mezzo acquoso, ad esempio le argille bentonitiche. Va notato che in passato si chiamavano "colloidi liofili". soluzioni di polimeri, cioè fondamentalmente omog. sistemi. Tuttavia, nel moderno terminologia, il termine "colloide" si riferisce solo a sistemi microeterogenei; in relazione a sistemi omogenei (monofase), non viene utilizzato. In liofobo D. con. interazione intermolecolare. nel mezzo di dispersione e nella fase dispersa è significativamente differente; batte gratuito l'energia superficiale (tensione superficiale) è grande - da diversi. unità fino a diverse centinaia (e migliaia) mJ/m 2 ; il confine di fase è espresso abbastanza chiaramente. Lyophobic D. s. termodinamicamente non equilibrio; grande eccesso di l'energia superficiale provoca i processi di transizione in essi verso uno stato energeticamente più favorevole. In isoterma condizioni è possibile coagulazione - convergenza e associazione di particelle che mantengono la loro forma e dimensione originarie in aggregati densi, nonché l'allargamento delle particelle primarie dovuto a coalescenza - fusione di gocce o bolle di gas, ricristallizzazione collettiva (nel caso di una fase cristallina dispersa) o isoterma. distillazione (trasferimento mol.) della fase dispersa da particelle piccole a particelle grandi (nel caso di D. s. con un mezzo di dispersione liquido, l'ultimo processo è chiamato ricondensazione). D. liofobo non stabilizzato e, quindi, instabile con. cambiano continuamente la loro composizione dispersa nella direzione dell'ingrossamento delle particelle fino alla completa separazione in macrofasi. Tuttavia, stabilizzato lyophobic D. s. può mantenere la dispersione per lungo tempo. tempo.
Formazione di sistemi dispersi.È possibile in due modi: dispersivo e condensante. Dispersione di macrofasi con formazione di D. s. avviene spontaneamente - per questo è sufficiente l'energia del movimento termico. Tale processo viene eseguito a valori di tensione superficiale s al di sotto di un certo valore critico. valori s cr = bkT/d 2 , dove d è la dimensione delle particelle della fase dispersa, T è abs. t-ra, k - costante di Boltzmann, b - coefficiente adimensionale, che assume valori approssimativamente 10-30. Formazione di D. liofobica con. per dispersione di una macrofase stabile richiede un'energia significativa. costi determinati dall'area totale della superficie delle particelle della fase dispersa. In condizioni reali, solo una piccola parte (frazioni di percentuale) dell'energia fornita al sistema è dovuta alla formazione di una superficie durante la macinazione di solidi o durante la spruzzatura e l'emulsione di liquidi; il resto viene speso in processi laterali e dissipato nello spazio circostante (vedi Fig. dispersione). Modo di condensazione dell'istruzione D. con. Connesso con la nascita di una nuova fase(o nuove fasi) in una fase iniziale metastabile sovrasatura - il futuro mezzo di dispersione. Per la comparsa di un sistema altamente disperso, è necessario che il numero di nuclei della nuova fase sia sufficientemente grande e il loro tasso di crescita non troppo elevato. Inoltre, è richiesta la presenza di fattori che limitino la possibilità di eccessiva crescita e adesione di particelle della fase dispersa. La transizione dell'omog inizialmente stabile. sistema in uno stato metastabile può verificarsi a seguito di cambiamenti nella termodinamica. parametri di stato (pressione, t-ry, composizione). È così che si formano, ad esempio, aerosol naturali e artificiali (nebbia - da vapore acqueo sottoraffreddato, fumo - da miscele gas-vapore rilasciate durante la combustione incompleta del carburante), alcuni sistemi polimerici - da soluzioni quando la "qualità termodinamica" del la soluzione si deteriora solvente, organosoli metallici per condensazione di vapori metallici insieme a vapori org. liquido o facendo passare il primo attraverso uno strato di org. liquidi, policristallini colloidali dispersi. corpi (leghe metalliche, alcuni tipi di rocce e materiali inorganici artificiali). È anche possibile formare D. con. per effetto della chim. p-zione in omog. ambiente, se il prodotto p-tion in queste condizioni è in uno stato di aggregazione, diverso dalla fase "madre", o praticamente non si dissolve in essa. Esempi di tali sistemi sono aerosol con particelle solide NH 4 Cl (formate dall'interazione di NH 3 gassoso e HCl), aerosol con particelle goccioline liquide H 2 SO 4 (con l'interazione di SO 3 e vapore acqueo). Nella natura e nella tecnologia. processi, durante l'idrolisi di sali e altri composti instabili all'azione dell'acqua si formano spesso idrosol di varie composizioni. Riduzione dell'ossidazione p-tion viene utilizzato per ottenere i sol di Au e Ag, la decomposizione di Na 2 S 2 O 3 razb. solforico o cloridrico a quello - per ottenere un idrolato di zolfo elementare. Chim. o termochimico. decomposizione dei carbonati, org. porofori (formatori di pori, agenti espandenti), ecc. Comm. con il rilascio di mezzi gassosi in-in inizialmente liquidi è la base del ballo di fine anno. produzione pl. materiali in schiuma.
Stabilità dei sistemi dispersi caratterizzato dalla costanza della dispersione (distribuzione granulometrica) e dalla concentrazione della fase dispersa (numero di particelle per unità di volume). Naib. difficile in teoria. aspetto e importante nella pratica. per quanto riguarda il problema della stabilità di aerosol e liquidi liofobici D. s. Distinguere tra resistenza alla sedimentazione e resistenza alla coagulazione (resistenza aggregativa). I sistemi colloidali con un mezzo di dispersione gassoso e liquido sono resistenti alla sedimentazione, in cui il moto browniano delle particelle impedisce la sedimentazione; sistemi a dispersione grossolana con la stessa densità delle loro fasi costitutive; sistemi, la cui velocità di sedimentazione può essere trascurata a causa dell'elevata viscosità del mezzo. In D. s. direttamente i contatti tra le particelle non si verificano, le particelle mantengono la loro individualità. In violazione della stabilità aggregativa del D. s. le particelle, avvicinandosi nel processo del moto browniano, si connettono irreversibilmente o il tasso di aggregazione diventa molto più alto del tasso di disaggregazione. Si verificano contatti puntuali diretti ("atomici") tra particelle solide, che possono quindi trasformarsi in contatti di fase (coesivi), e il contatto di goccioline e bolle è accompagnato dalla loro coalescenza e da una rapida riduzione dell'area totale della superficie interfacciale . Per tali sistemi, la perdita della stabilità aggregativa significa anche la perdita della stabilità della sedimentazione. Nei sistemi aggregativamente stabili, la composizione dispersa può cambiare a causa dell'isotermia. distillazione - dicono. trasferimento della fase dispersa da particelle piccole a particelle più grandi. Questo processo è dovuto alla dipendenza della tensione di vapore saturo (o della concentrazione della soluzione satura) dalla curvatura dell'interfaccia tra le fasi (vedi Fig. Fenomeni capillari). Stabilità aggregata ed esistenza a lungo termine di D. s. con la conservazione del loro St. è fornita dalla stabilizzazione. Per sistemi altamente dispersi con un mezzo di dispersione liquido, viene utilizzata l'introduzione di stabilizzanti in-in (elettroliti, tensioattivi, polimeri). Nella teoria della stabilità di Deryagin-Landau-Verwey-Overbeck (teoria DLVO) principale. il ruolo è assegnato a ione-elettrostatico. fattore di stabilizzazione. La stabilizzazione è fornita da elettrostatica. repulsione delle parti diffuse del doppio elettrico. strato, to-ry è formato dall'adsorbimento di ioni elettroliti sulla superficie delle particelle. Ad una certa distanza tra le particelle, la repulsione degli strati diffusi provoca la presenza di un minimo nel potenziale. curva (lontana, o secondaria, minima; vedi fig.). Sebbene questo minimo sia relativamente superficiale, può impedire un ulteriore avvicinamento di particelle attratte dalle forze dell'interazione intermolecolare. Il minimo prossimo, o primario, corrisponde a una forte coesione delle particelle, con Krom l'energia del moto termico non è sufficiente a separarle. Avvicinandosi ad una distanza corrispondente a questo minimo, le particelle si combinano in aggregati, la cui formazione porta alla perdita di stabilità aggregativa da parte del sistema. In questo caso la stabilità del sistema alla coagulazione è determinata dall'altezza dell'energetico. barriera.

Dipendenza energetica di interazione E tra particelle a distanza R: 1 e 2 - minimi vicini e lontani, rispettivamente.

Con l'introduzione al D. s. come stabilizzante tensioattivo, il fattore di stabilizzazione m.b. "elasticità termodinamica" di pellicole di un mezzo che separa le particelle. La stabilizzazione è assicurata dal fatto che quando le particelle si avvicinano, ad esempio, a gocce o bolle di gas, si verifica uno stiramento e un assottigliamento dell'interstrato contenente il tensioattivo che le separa e, di conseguenza, una violazione dell'adsorbimento. bilancia. Il ripristino di questo equilibrio porta ad un aumento della stabilità dello strato intermedio che separa le particelle. Idrodinamico la resistenza allo spostamento di un mezzo di dispersione liquido dall'interstrato tra le particelle in avvicinamento è una delle cinetiche. fattori di stabilizzazione D. s. È particolarmente efficace nei sistemi con un mezzo di dispersione altamente viscoso e, quando quest'ultimo vetrifica, rende il sistema infinitamente resistente all'aggregazione e alla coalescenza delle particelle. Pelliccia strutturale. il fattore di stabilizzazione, secondo P. A. Rebinder, si verifica quando all'interfaccia si formano strati protettivi polimolecolari di tensioattivi che formano micelle, composti ad alto peso molecolare e talvolta sottili film in fase continua o discreta. Lo strato protettivo interfacciale deve avere la capacità di resistere alla deformazione e alla distruzione, mobilità sufficiente per "guarire" i difetti che si sono manifestati in esso e, soprattutto, essere liofilizzato con ext. lato rivolto verso il mezzo di dispersione. Se lo strato protettivo non è sufficientemente liofilo, non sarà in grado di prevenire la coagulazione proteggendo le particelle dalla coalescenza. Pelliccia strutturale. la barriera è, in sostanza, un complesso fattore di stabilizzazione, to-ry include termodinamico., cinetico. e componenti strutturali. È universale e in grado di fornire un'elevata stabilità aggregativa di qualsiasi D.s. con un mezzo di dispersione liquido, anche altamente concentrato, max. importante nella pratica. rispetto. Principale San D. s. determinato fenomeni superficiali. assorbimento, formazione doppio strato elettrico e il risultante fenomeni elettrocinetici, interazioni di contatto delle particelle della fase dispersa. La dimensione delle particelle determina l'ottica. (diffusione della luce, ecc.) e cinetica molecolare. St. Islands (diffusione, termoforesi, osmosi, ecc.). D.s. onnipresente in natura. Queste sono rocce, suoli, suoli, atm. e precipitazioni idrosferiche, cresce. e tessuti animali. D.s. ampiamente utilizzato nella tecnologia. processi; sotto forma di D. con. la maggior parte del ballo di fine anno. prodotti e articoli per la casa. Tecnologia altamente diffusa. i materiali (plastica caricata, materiali compositi rinforzati con dispersione) sono estremamente resistenti. Su superfici altamente sviluppate, flussi eterogenei intensamente. ed eterog.-catalitico. chim. processi. La dottrina su D. con. e i fenomeni superficiali in essi sono l'essenza chimica dei colloidi. Indipendente. sezione di chimica colloidale - meccanica fisica e chimica - studia i modelli di formazione della struttura e mech. Isola Santa strutturata D. s. e materiali nella loro connessione con fiz.-chem. fenomeni ai confini di interfase.
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Utilizzo letteratura per l'articolo "SISTEMI DISPERSIVI": Rebinder PA, Fenomeni superficiali in sistemi dispersi. Chimica colloidale, selezionare. opere, M., 1978; Deryagin B.V., "Advances in Chemistry", 1979, v. 48, c. 4, pag. 675-721; Uriev N. B., Sistemi dispersi altamente concentrati, M., 1980; Contatti di coagulazione in sistemi dispersi, M., 1982; Chimica capillare, ed. K. Tamaru, trad. dal giapponese., M., 1983; Schukin E. D., Pertsov A. V., Amelina E. A., Colloid Chemistry, M., 1982; Vedi anche acceso. sotto gli artt chimica colloidale. fenomeni superficiali. Meccanica fisica e chimica. LA Merda. E. D. Schukin.

Pagina "SISTEMI DISPERSIVI" preparato secondo i materiali dell'enciclopedia chimica.

Equazioni ionico-molecolari delle reazioni chimiche

Come hai già studiato al grado 8, si verificano reazioni di scambio tra sali, acidi e basi nelle soluzioni a condizione che come risultato della reazione:

L'acqua si forma;

Si forma un precipitato (sostanza insolubile in acqua);

Il gas viene rilasciato.

Consideriamo come procedono le reazioni di scambio tra soluzioni elettrolitiche dal punto di vista della teoria della dissociazione elettrolitica. Per fare ciò, vengono composte equazioni ione-molecolari: nell'equazione di reazione molecolare, le formule degli elettroliti forti sono sostituite dalle formule degli ioni in cui questi elettroliti si dissociano e altre sostanze (precipitati, gas, elettroliti deboli, ossidi, ecc. ) sono lasciati in forma molecolare.

Componiamo un'equazione ione-molecolare per la reazione di neutralizzazione dell'acido cloruro con idrossido di sodio. Innanzitutto, scriviamo l'equazione molecolare per questa reazione:

I reagenti e uno dei prodotti di reazione sono elettroliti forti. In una soluzione acquosa, sono esclusivamente sotto forma di ioni e l'acqua quasi non si decompone in ioni. Con questo in mente, sostituiamo le formule degli elettroliti forti con le formule degli ioni:

Tale record è chiamato l'equazione ione-molecolare completa della reazione. Contiene tutte le particelle effettivamente presenti nella soluzione. Si può vedere da questa equazione che gli ioni Cl - e Na + non prendono parte alla reazione - sono scritti sia a sinistra che a destra dell'equazione, quindi possono essere rimossi (ridotti):

Abbiamo ottenuto un'equazione di reazione ione-molecolare abbreviata. Mostra l'essenza chimica di questa reazione: se gli ioni H + e OH - sono presenti contemporaneamente nella soluzione, interagiscono tra loro formando un debole elettrolita - acqua.

In questo modo si può comporre un'equazione ione-molecolare per qualsiasi reazione in soluzione. Tali equazioni riflettono il reale processo che avviene nella soluzione, poiché alcuni degli ioni non prendono parte alla reazione.

Reazioni di scambio con formazione di acqua

Facciamo un'equazione ione-molecolare per la reazione dell'acido solforico con l'idrossido di potassio. Si noti che i fattori stechiometrici devono essere presi in considerazione:

Come si può vedere, l'equazione ionico-molecolare completa per questa reazione differisce dall'equazione compilata nella sezione precedente. Ma l'equazione ionico-molecolare abbreviata è la stessa della reazione dell'acido perclorico con l'idrossido di sodio. Entrambe queste reazioni sono reazioni di neutralizzazione. Ciò significa che l'essenza chimica delle reazioni di neutralizzazione è la combinazione di ioni H + e OH in una molecola di un elettrolita debole: l'acqua.

Considera altri esempi dell'interazione degli idrossidi con gli acidi.

Reazione tra acido solfato e idrossido di cuprum (II) insolubile:

Interazione tra acido solfuro debole e idrossido di potassio:

Si noti che in queste equazioni abbiamo lasciato le formule per gli elettroliti deboli (Cu (OH) 2 e H 2 S) in forma molecolare, poiché quasi non si dissociano in ioni in soluzione.

Reazioni di scambio con formazione di precipitato

Consideriamo la reazione di scambio tra sali solubili:

Sia i reagenti che il cloruro di sodio sono elettroliti forti; quando disciolti in acqua, si dissociano completamente e il solfato di bario è insolubile:

L'equazione ione-molecolare abbreviata si ottiene dopo la riduzione di ioni identici nelle parti sinistra e destra:

Pertanto, l'essenza del processo è l'interazione di ioni bario e ioni solfato con la formazione di un precipitato di solfato di bario. Se non si forma alcun precipitato durante la miscelazione di soluzioni di due sali solubili, la reazione non si verifica. Ad esempio, quando si versano soluzioni di cloruro di potassio e solfato di magnesio, non si osservano cambiamenti visibili. Scriviamo l'equazione per questa reazione di scambio:

Tutte le sostanze sono elettroliti forti:

Vediamo che le parti sinistra e destra dell'equazione sono le stesse, cioè la soluzione risultante contiene tutti gli ioni che erano nelle soluzioni del reagente. Ovviamente, in questo caso, nessuno ione si combina tra loro, non si verificano cambiamenti nella soluzione. Ciò significa che la reazione è impossibile:

Reazioni di scambio con sviluppo di gas

Le sostanze gassose rilasciate nelle reazioni di scambio sono generalmente non elettroliti o elettroliti deboli. Pertanto, quando si compilano equazioni molecolari ioniche, le loro formule vengono lasciate in forma molecolare.

Considera la reazione del solfuro di sodio con l'acido cloridrico:

L'idrogeno solforato, sebbene sia un acido, è molto debole. Inoltre, l'idrogeno solforato è scarsamente solubile in acqua, quindi, durante la formazione, viene rilasciato dalla soluzione sotto forma di gas, come evidenziato dalla comparsa di un odore specifico di idrogeno solforato: l'odore di uova marce. L'equazione ione-molecolare per questa reazione è:

Le reazioni di scambio possono procedere anche con la partecipazione di sali insolubili in acqua se sono formati da acidi deboli: carbonati, solfiti e alcuni solfuri. Ciò è possibile perché un acido forte sposta un acido debole dal suo sale, anche dal precipitato.

Facciamo un'equazione per l'interazione del carbonato di calcio con l'acido cloridrico:

In tutti i casi considerati, per effetto della reazione di scambio, alcuni ioni si combinano tra loro e si formano non elettroliti (gas) ed elettroliti deboli (acqua o sostanze insolubili).

Le reazioni di scambio ionico nelle soluzioni si verificano se la reazione produce un elettrolita debole o un non elettrolita.

Recupero di equazioni molecolari dall'equazione ione-molecolare ridotta

Non è raro che si conosca solo un'equazione ione-molecolare ridotta, ma è necessario determinare i reagenti e redigere un'equazione di reazione in forma molecolare.

Ad esempio, dobbiamo eseguire una reazione chimica, che corrisponde alla seguente equazione ionico-molecolare abbreviata:

Per riprodurre l'equazione molecolare, è necessario determinare le sostanze, durante la dissociazione di cui si formano gli ioni dall'equazione ridotta. Gli ioni solfuro S 2- si formano durante la dissociazione di solfuri solubili: Na 2 S, K 2 S e BaS.

Il secondo reagente deve dissociarsi per formare ioni H+. Questa condizione corrisponde a qualsiasi acido forte. Pertanto, una delle varianti dell'equazione molecolare è:

Naturalmente, questa non è l'unica opzione possibile. Pertanto, diverse equazioni molecolari possono corrispondere a un'equazione ionico-molecolare ridotta. Questa capacità di identificare i reagenti tornerà utile quando si eseguono esperimenti di laboratorio.

Le reazioni di scambio ionico nelle soluzioni procedono fino alla fine verso la connessione degli ioni se uno dei prodotti di reazione viene rimosso dal mezzo di reazione. Considera la reazione tra soluzioni di cloruro di sodio e acido solfato:

Poiché tutti i reagenti e i prodotti di reazione sono altamente solubili e sono elettroliti forti, questa reazione non si verificherà in soluzioni diluite. Ma se la reazione viene eseguita in condizioni di mancanza di solvente, cioè il cloruro di sodio non viene assunto sotto forma di soluzione, ma in forma secca e l'acido solfato viene assunto sotto forma di soluzione concentrata, allora la reazione è possibile. Il cloruro di idrogeno, sebbene sia altamente solubile in acqua, è limitato:

ESPERIMENTI DI LABORATORIO N. 4-6

Attrezzatura: rack con provette, pipette, spatola. Reagenti: soluzioni di CaCl 2 , Ca(NO 3) 2 , Na 2 CO 3 , NaCl, KNO 3 , NaOH, fenolftaleina, HCl, CaCO 3 polvere.

Norme di sicurezza:

Fare attenzione a non ottenere reagenti sulla pelle, negli occhi; in caso di contatto con una sostanza corrosiva, lavare con abbondante acqua.

Reazioni di scambio tra elettroliti in soluzioni acquose, accompagnate da precipitazione

1. Versare 1 ml di soluzione di cloruro di calcio nella prima provetta e la stessa quantità di soluzione di nitrato di calcio nella seconda. Aggiungere 1 ml di soluzione di carbonato di sodio in entrambe le provette. Cosa stai osservando?

2. Aggiungere la stessa quantità di soluzione di nitrato di potassio a una soluzione di cloruro di sodio da 1 ml. Stai vedendo dei cambiamenti? Perché la reazione è impossibile in questo caso? Come si può dimostrare questo usando l'equazione completa della reazione ione-molecolare? Quali ioni sono presenti nella soluzione risultante?

Reazioni di scambio tra elettroliti in soluzioni acquose, accompagnate da sviluppo di gas

Versare 1 ml di soluzione di carbonato di sodio nella prima provetta, versare una piccola quantità di carbonato di calcio nella seconda provetta (sulla punta di una spatola). Aggiungere con cautela 1 ml di acido cloridrico in entrambe le provette. Cosa sta succedendo?

Comporre equazioni di reazione molecolare e ione-molecolare. Si può sostenere che la stessa reazione si verifica in entrambi i casi?

Reazioni di scambio tra elettroliti in soluzioni acquose, accompagnate dalla formazione di acqua

Versare 1 ml di soluzione di idrossido di sodio in una provetta, aggiungere alcune gocce di fenolftaleina. Qual è il colore della soluzione? Aggiungere goccia a goccia acido cloridrico fino a quando il colore della soluzione scompare completamente. Componi le equazioni di reazione molecolare e ione-molecolare.

Idea chiave

Le reazioni di scambio tra soluzioni elettrolitiche si verificano se la reazione produce un elettrolita debole (acqua o sostanza insolubile) o un non elettrolita (gas).

Domande di controllo

146. In quali condizioni si verificano le reazioni di scambio ionico in soluzione? Fai un esempio per ogni caso.

147. Quali reazioni sono chiamate reazioni di neutralizzazione?

Compiti per padroneggiare il materiale

148. Crea equazioni molecolari e ion-molecolari per gli schemi:

149. Fornisci due equazioni di reazione molecolare corrispondenti alle seguenti equazioni ionico-molecolari abbreviate:

150. Fornisci un'equazione di reazione corrispondente a ogni schema di trasformazione. Scrivere equazioni molecolari e ione-molecolari.

151. Fai un esempio di un sale solubile in acqua, la cui interazione sia con il solfato di potassio che con il nitrato di argentoO) forma un precipitato. Scrivi le equazioni per queste reazioni in forma molecolare e ionomolecolare.

152. Nomina due sali solubili in acqua di acidi diversi, che reagiscono con un acido forte per liberare prodotti gassosi.

153. Completa le equazioni, crea equazioni ione-molecolari:

154. Dall'elenco delle sostanze, scrivi quelle con cui l'idrossido di potassio interagisce in una soluzione acquosa. Comporre equazioni di reazione molecolare e ione-molecolare. HCl, NaNO 3 , Ca(OH) 2 , MgCl 2 .

155. Dall'elenco fornito, scrivi le formule dei sali che interagiscono con l'acido perclorico. Componi equazioni di reazione molecolari e ionomolecolari.

K8r, AgNO3, CaCO3, MgSO4.

156. L'acido perclorico è stato aggiunto ad una soluzione di ArgentumO) nitrato del peso di 200 g con una frazione in massa di sale dello 0,85% fino alla cessazione della precipitazione. Calcolare la massa del precipitato formatosi.

157. Ad una soluzione contenente una miscela di solfito di potassio e cloruro di sodio, si aggiunse prima una soluzione di acido perclorico fino a cessare lo sviluppo del gas, e poi una soluzione di ArgentumO) nitrato. Quali ioni sono rimasti nella soluzione? Supporta la tua risposta con le equazioni di reazione.

158. Il carbonato di calcio è stato aggiunto all'acido cloridrico fino alla cessazione dell'evoluzione del gas. Di conseguenza, si è formata una soluzione di cloruro di calcio del peso di 500 g con una frazione in massa di sale dello 0,333%. Calcolare la massa di acido cloridrico nella soluzione iniziale.

LAVORO PRATICO #1

Reazioni di scambio ionico tra elettroliti in soluzioni acquose

Attrezzatura: rack con provette, pipette.

Reagenti: HCl, soluzioni di Na 2 CO 3 , KCl, CaCl 2 , BaCl 2 , MgCl 2 , KBr, KI, K 3 PO 4 , Na 2 SO 4 , Na 2 SO 3 , AgNO 3 , H 2 SO 4 , NaOH , tornasole o metilarancio.

Norme di sicurezza:

Per gli esperimenti, utilizzare piccole quantità di reagenti;

Fare attenzione a non ottenere reagenti sulla pelle, negli occhi;

Per determinare l'odore delle sostanze, non avvicinare la provetta al viso, ma dirigere l'aria con movimenti delle mani verso di sé.

Esperimento 1. Versare 1 ml di soluzione di carbonato di sodio in due provette. Aggiungere alcune gocce di acido perclorico alla prima provetta e 1 ml di soluzione di cloruro di calcio alla seconda. Quali cambiamenti stai vedendo? Queste reazioni sono reversibili o irreversibili? Scrivere equazioni di reazione in forma ionico-molecolare molecolare, completa e abbreviata. Le reazioni procederanno se si usa un sale insolubile, come il carbonato di magnesio, invece di una soluzione di carbonato di sodio?

Esperimento 2. Versare 1 ml di soluzione di cloruro di bario in due provette. Versare 1 ml di soluzione di solfato di sodio nella prima provetta e alcune gocce di soluzione di nitrato di argento (!) nella seconda. Quale

vedi cambiamenti? I precipitati in entrambe le provette differiscono per aspetto e composizione? Scrivere equazioni di reazione in forma ionico-molecolare molecolare, completa e abbreviata.

Esperienza 3. Versare 1 ml di soluzioni di cloruro di potassio, bromuro di potassio, ioduro di potassio e ortofosfato di potassio in quattro provette. Aggiungere 1 ml di soluzione di nitrato di Argentumph in ogni provetta. Quali cambiamenti stai vedendo? I precipitati in tutte le provette differiscono per aspetto e composizione? Scrivere equazioni di reazione in forma ionico-molecolare molecolare, completa e abbreviata.

Esperienza 4. Versare 1 ml di soluzione di acido solfato in quattro provette e aggiungere alcune gocce di soluzione di indicatore (tornasole o arancio metile). Aggiungere la soluzione alcalina goccia a goccia nella prima provetta fino a quando la soluzione non viene neutralizzata. Aggiungere 1 ml di soluzione di cloruro di bario nella seconda provetta. C'è una reazione? Come cambia l'acidità del mezzo nella provetta? Aggiungere 1 ml di soluzione di solfito di sodio nella terza provetta. Cosa stai guardando? Determina l'odore nella provetta. C'è una reazione? Su quali basi è possibile determinarlo? Aggiungere 1 ml di soluzione di cloruro di magnesio alla quarta provetta. C'è una reazione? Da quali segni può essere determinato? Scrivere equazioni di reazione in forma ionico-molecolare molecolare, completa e abbreviata.

Se la reazione di un acido con una base viene eseguita senza utilizzare un indicatore, i cambiamenti saranno evidenti? Avverrà una reazione?

Conclusione. Fai una conclusione generalizzante per il lavoro pratico. Per fare ciò, usa le risposte alle domande:

1. In quali condizioni si verificano le reazioni di scambio ionico nelle soluzioni?

2. Su quali basi hai tratto una conclusione sul corso delle reazioni in ciascun esperimento?

Questo è materiale da manuale.

La lezione considererà le condizioni per il flusso delle reazioni di scambio ionico fino alla fine. Per comprendere meglio quali condizioni devono essere osservate affinché le reazioni di scambio ionico si completino, si ripeterà cosa sono queste reazioni, la loro essenza. Vengono forniti esempi per rafforzare questi concetti.

Argomento: legame chimico. Dissociazione elettrolitica

Lezione: condizioni di flussoreazioni di scambio ionico fino al completamento

Se si tenta di eseguire la reazione dell'interazione dell'idrossido di sodio con il cloruro di potassio, la reazione non si verificherà. Nella reazione avviene lo scambio di ioni, non si formano solo prodotti. Consideriamo le ragioni di ciò. Le sostanze formate a seguito dell'attrazione reciproca possono dissociarsi.

1. Reazioni, scambio ionico, accompagnata dalla formazione di un precipitato.

In precedenza, venivano considerate le equazioni di reazione, a seguito delle quali si formava un precipitato.

Tutte queste reazioni sono state classificate come reazioni di scambio ionico. Si può concludere che una delle condizioni per il completamento della reazione di scambio ionico è la formazione di un precipitato.

BaCl 2 + Na 2 CO 3 → BaCO 3 ↓ + 2NaCl.

Ba 2+ +2Cl - + 2Na + + CO 3 2- →BaCO 3 ↓ + 2Na + +2Cl - equazione ionica completa

Ba 2+ + CO 3 2- → BaCO 3 ↓ equazione ionica abbreviata.

Scriviamo un'altra equazione per la reazione che porta alla formazione di un precipitato.

СuSO 4 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

Сu 2+ + SO 4 2- + 2Na + + 2OH - → Cu(OH) 2 ↓ + 2Na + + SO 4 2- equazione ionica completa

Cu 2+ + 2OH - → Cu(OH) 2 ↓ equazione ionica abbreviata.

Conclusione: le reazioni di scambio ionico vanno a completamento se il risultato è un precipitato.

Riso. 1. Reazione di neutralizzazione ()

Consideriamo la reazione di neutralizzazione dell'idrossido di sodio con l'acido cloridrico.

NaOH + HCl → NaCl + H 2 O

Na + + OH - + H + + Cl - →Na + + Cl - + H 2 O equazione ionica completa

OH - + H + → H 2 O breve equazione ionica

Questa reazione procede fino alla fine, perché il risultato è una sostanza a bassa dissociazione: l'acqua.

Conclusione: le reazioni di scambio ionico vanno a completamento se il risultato è una sostanza a bassa dissociazione.

Sai che il carbonato di calcio funziona bene con l'acido cloridrico.

CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + H 2 O + CO 2

CaCO 3 + 2H + + 2Cl - → Ca 2+ + 2Cl - + H 2 O + CO 2 equazione ionica completa

2H + + CaCO 3 → Ca 2+ + H 2 O + CO 2 equazione ionica abbreviata.

Come risultato di questa reazione si ottiene anidride carbonica, che si forma durante la decomposizione dell'acido carbonico debole. Si noti che il carbonato di calcio è una sostanza insolubile e non si decompone in ioni. Nell'equazione ionica completa, scriviamo solo acido cloridrico e cloruro di calcio come ioni. Le restanti formule rimangono invariate, poiché queste sostanze non sono esposte.

Conclusione: le reazioni di scambio ionico vanno a completamento se il risultato è un gas.

In questa lezione, hai considerato fino alla fine le condizioni per il verificarsi delle reazioni di scambio ionico. Le reazioni di scambio ionico si completano se il risultato è un precipitato, una sostanza a bassa dissociazione o un gas.

1. Rudzite G.E. Chimica inorganica e organica. Grado 9: libro di testo per istituzioni educative: livello base / G. E. Rudzitis, F.G. Feldmann. M.: Illuminazione. 2009 119 pp.: riprod.

2. Popel P.P. Chimica: 8a classe: un libro di testo per le istituzioni educative generali / P.P. Popel, L.S. Krivlya. -K .: IC "Academy", 2008.-240 p .: riprod.

3. Gabrielyan O.S. Chimica. Grado 9 Manuale. Editore: Drofa.: 2001. 224s.

1. No. 3,4,5 (p. 22) Rudzitis G.E. Chimica inorganica e organica. Grado 9: libro di testo per istituzioni educative: livello base / G. E. Rudzitis, F.G. Feldmann. M.: Illuminazione. 2009 119 pp.: riprod.

2. Cosa osservi quando fai l'impasto quando aggiungi l'aceto alla soda? Scrivi l'equazione di reazione.

3. Perché si forma del calcare nel bollitore? Come rimuoverlo? Scrivi le equazioni di reazione.

elettroliti sono sostanze le cui soluzioni hanno conduttività ionica.

Poiché gli elettroliti formano ioni nelle soluzioni, il cosiddetto equazioni ioniche reazioni. La scrittura di equazioni ioniche sottolinea il fatto che, secondo la teoria della dissociazione, le reazioni avvengono in soluzioni non tra molecole, ma tra ioni.

Dal punto di vista della teoria della dissociazione durante le reazioni tra ioni in soluzioni elettrolitiche, è possibile due esiti:

1. Le sostanze risultanti sono elettroliti forti, altamente solubili in acqua e completamente dissociati in ioni.

2. Una (o più) delle sostanze formate: un gas, un precipitato o un elettrolita debole (altamente solubile in acqua).

Ad esempio, considera due reazioni:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2 , (1)

2Al + 2KOH + 6H 2 O \u003d 2K + 3H 2. (2)

In forma ionica, le equazioni (1) e (2) saranno scritte come segue:

2Al + 2Na + + 2OH - + 6 H 2 O = 2Na + + 2 - + 3H 2 , (3)

2Al + 2K + + 2OH - + 6 H 2 O = 2K + + 2 - + 3H 2 , (4)

In questo caso, l'alluminio non è un elettrolita e la molecola d'acqua è scritta in una forma non dissociata perché è un elettrolita molto debole. Le molecole di idrogeno non polari sono praticamente insolubili in acqua e vengono rimosse dalla sfera di reazione. Gli ioni identici in entrambe le parti delle equazioni (3), (4) possono essere ridotti e quindi queste equazioni vengono convertite in un'equazione ionica ridotta per l'interazione dell'alluminio con gli alcali:

2Al + 2OH - + 6H 2 O \u003d 2 - + 3H 2. (5)

Ovviamente, quando l'alluminio interagisce con qualsiasi alcali, la reazione sarà descritta dall'equazione (5). Quindi, l'equazione ionica, a differenza di quella molecolare, non si riferisce a nessuna reazione tra sostanze specifiche, ma a un intero gruppo di reazioni simili. Questo è il suo grande valore pratico e significato, ad esempio, grazie a questo, reazioni qualitative a vari ioni.

Quindi, con l'aiuto degli ioni d'argento Ag +, è possibile rilevare la presenza di ioni alogeni in una soluzione e, con l'aiuto degli ioni alogeni, è possibile rilevare gli ioni d'argento; gli ioni di bario Ba 2+ possono rilevare gli ioni SO 2- e viceversa.

Alla luce di quanto sopra, è possibile formulare una regola da cui è conveniente essere guidati nello studio dei processi che si verificano nelle soluzioni elettrolitiche.

Le reazioni tra ioni nelle soluzioni elettrolitiche vanno quasi alla fine nella direzione della formazione di precipitati, gas ed elettroliti deboli.

Di conseguenza le reazioni procedono con la formazione di sostanze a minore concentrazione di ioni in soluzione secondo la legge di azione di massa. La velocità della reazione diretta è proporzionale al prodotto delle concentrazioni degli ioni dei componenti reagenti e la velocità della reazione inversa è proporzionale al prodotto delle concentrazioni degli ioni dei prodotti. Ma con la formazione di gas, precipitazioni ed elettroliti deboli, gli ioni si legano (lasciano la soluzione) e la velocità della reazione inversa diminuisce.

Le reazioni di scambio nelle soluzioni elettrolitiche sono scritte come tre equazioni: molecolare, ione-molecolare pieno e ione-molecolare ridotto.

Per comporre queste equazioni è necessario conoscere la natura della dissociazione elettrolitica dei partecipanti alla reazione.

Esempi di reazioni che si verificano quasi irreversibilmente:

1. con la formazione di composti a bassa dissociazione:

a) HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - equazione molecolare,

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + H 2 O - equazione molecolare ione completa,

H + + OH - = H 2 O - equazione ione-molecolare ridotta,

Pertanto, gli acidi forti (basi) spostano gli acidi deboli (basi) dalle soluzioni dei loro sali.

1. con la formazione di sostanze scarsamente solubili:

a) NaCl + AgNO 3 = NaNO 3 + AgCl¯ - equazione molecolare.

Cl - + Ag + = AgCl¯ - equazione ione-molecolare ridotta.

Esempi di reazioni reversibili il cui equilibrio è spostato a destra:

1. HF + NaOH "NaF + H 2 O,

HF + OH - "F - + H 2 O - equazione ione-molecolare abbreviata.

L'acqua è un elettrolita più debole di HF: K d (H 2 O) \u003d 1,8 10 -16; K d (HF) \u003d 6.6 10 -4, quindi, l'equilibrio del processo reversibile viene spostato verso la formazione di H 2 O.

1. NH 3 H 2 O + HCl "NH 4 Cl + H 2 O,

NH 3 H 2 O + H + «NH 4 + + H 2 O - equazione ione-molecolare ridotta

K d (NH 3 H 2 O) = 1,78 10 -5; K d (H 2 O) \u003d 1,8 10 -16

1. HF + NH 3 H 2 O "NH 4 F + H 2 O,

HF + NH 3 H 2 O « NH 4 + + F - + H 2 O - equazione ione-molecolare ridotta

Le reazioni di neutralizzazione di acidi deboli (basi) con basi forti (acidi) o acidi deboli con basi deboli non vanno a completamento (cioè, il punto di equivalenza è nell'intervallo di pH basico o acido, rispettivamente).

1. AgCl¯ + NaI « NaCl + AgI¯ ,

AgCl¯ + I - « Cl - + AgI¯ - equazione ione-molecolare ridotta

PR(AgCl) = 1,78 10 -10 PR(AgI) = 8,3 10 -17

PR(AgI) è minore di PR(AgCl), l'equilibrio del processo reversibile è spostato verso la formazione di AgI.

1. MnS¯ + 2HCl "H 2 S + MnCl 2,

MnS¯ + 2H + « H 2 S + Mn 2+ - equazione ione-molecolare ridotta

1. Be(OH) 2 ¯ + 2KOH « K 2 ,

Reazioni di scambio ionico in soluzioni elettrolitiche.

condizioni per il loro passaggio.

Equazioni ioniche.

Bersaglio:

scoprire qual è l'essenza delle reazioni di scambio ionico; condizioni per l'irreversibilità delle reazioni di scambio ionico;

formare la capacità di prevedere la reversibilità delle reazioni chimiche;

imparare a scrivere equazioni ioniche complete e ridotte;

formare negli studenti la capacità di analizzare adeguatamente le proprie attività in accordo con il raggiungimento dell'obiettivo della lezione, elaborare un algoritmo delle proprie azioni e utilizzarlo per risolvere il problema,

formare la capacità di comunicare, di esprimere il proprio punto di vista, di affermarlo brevemente, di imparare ad ascoltare i compagni, di esprimere la propria opinione.

Attrezzatura:

Struttura della lezione:

30 minuti.

1. Impostare un problema per gli studenti.

2. Una breve soluzione al problema problematico, stabilendo l'argomento e gli obiettivi della lezione.

3. Attualizzazione delle conoscenze di base. Lavorare con i termini.

4. Lavoro indipendente sulle carte, verifica delle conoscenze degli studenti.

5. Messaggio degli studenti sul tema: "Novità nel campo degli elettroliti".

30 minuti.

6. Imparare nuovo materiale, risolvere equazioni ioniche alla lavagna, dimostrare reazioni reversibili.

7. Allenatore.

30 minuti.

8. Consolidamento del materiale, eseguendo lavori di laboratorio su compiti differenziati.

9. Generalizzazione e sistematizzazione del materiale.

10. Riflessione.

11. Compiti a casa.

12. Riassumendo la lezione.

Durante le lezioni:

30 minuti.

1 .La nostra lezione di oggi inizieremo non proprio di solito. Non parlerò dell'argomento e degli obiettivi della lezione, ma ti metterò semplicemente di fronte a un piccolo problema che dobbiamo risolvere. E tu stesso proverai a determinare l'argomento, gli obiettivi e gli obiettivi della nostra lezione.

Permettetemi solo di ricordarvi che stiamo studiando la dissociazione elettrolitica e gli elettroliti. Come reagiscono gli elettroliti tra loro, entrano in reazioni chimiche?

Dimostrazione: effettuiamo tre reazioni:

Esperienza 1. Miscelazione di soluzioni CuSO 4 e NaOH.

Esperienza 2. Soluzioni di miscelazione di Na 2 CO 3 e HCl.

Esperienza 3. La fenolftaleina viene aggiunta alla soluzione di NaOH e viene aggiunta la soluzione di HCl.

Cosa osserviamo come risultato di ciascuna delle reazioni? Precipitato, gas, reazione di neutralizzazione con conseguente formazione di acqua(sostanza debolmente dissociante)

Ci sono segni di una reazione?

Che tipo di reazioni sono le reazioni effettuate nell'esperimento?

Quali particelle si trovano nelle soluzioni elettrolitiche?

Qual è l'argomento di discussione oggi nella lezione? Come formuliamo l'argomento della lezione?

Quali sono gli obiettivi della nostra lezione?

Formuliamo l'argomento e lo scopo della lezione, scriviamo l'argomento su un quaderno.

3. Attualizzazione delle conoscenze di base, lavoro a condizioni.

Termini: elettroliti, non elettroliti, ELD, acidi, basi, sali in termini di ELD, elettroliti forti e deboli, grado di dissociazione, ioni, cationi, anioni.

4. Lavoro indipendente sulle carte, le attività sono differenziate per opzioni.

Opzione 1. 4-6 punti.

Fai le equazioni di dissociazione elettrolitica delle sostanze proposte:

NaOH=KOH=

CaCl2= K2SO4=

Opzione 2. 7 - 9 punti.

Componi le formule dei sali formati dai seguenti metalli e acidi e scrivi le equazioni per la loro dissociazione:

A. Alluminio e acido solfato.

B. Bario e acido nitrico.

B. Magnesio e acido cloridrico.

D. Sodio e acido solfito.

D. ferum (2) e acido nitrico.

E. Litio e acido fosfato.

Opzione 3. 10-12 punti.

Nella soluzione sono stati trovati ioni Na +, Ca 2+, H +, CL -, SO 4 2-, OH -. Una volta dissolte, quali sostanze potrebbero formare tali ioni. Scrivi le formule di queste sostanze, indica la classe a cui appartengono e crea le equazioni per la loro ELD.

Una breve analisi del lavoro indipendente, l'autoanalisi degli studenti, la loro autovalutazione del proprio lavoro.

5. Messaggio degli studenti sul tema: "Novità nel campo degli elettroliti".

30 minuti.

6. Imparare nuovo materiale.

Quindi, conosciamo l'argomento e lo scopo della lezione. Proviamo a scoprire quali sono le reazioni di scambio ionico.

Le reazioni di scambio ionico sono reazioni tra ioni in soluzioni elettrolitiche.

Abbiamo già scoperto che queste reazioni avvengono a condizione di precipitazione, rilascio di gas o formazione di una sostanza a bassa dissociazione - acqua. In questo caso, passano in una sola direzione e lo sono irreversibile.

Consideriamo più in dettaglio il meccanismo di tali reazioni.

Lavoro alla lavagna: scrivi un'equazione tra solfato di rame e idrossido di sodio forma molecolare. E ora scriviamo le sostanze sotto forma di ioni, in cui sono presenti in soluzione. Questa è l'equazione ionica completa. Attenzione: l'idrossido di cuprum (2) è insolubile, precipita e non si dissocia in ioni. Fai attenzione a quali ioni sono rimasti invariati nella soluzione? Possono essere accorciati. Riscriviamo ciò che resta. Ce l'abbiamo fatta equazione ionica ridotta.

L'equazione ionica abbreviata mostra la vera essenza di una reazione chimica, cioè quali ioni reagiscono effettivamente tra loro.

Perché questa reazione è irreversibile? Perché un certo numero di ioni lascia il mezzo di reazione (precipitato) e la reazione procede in una sola direzione in avanti.

Allo stesso modo, gli studenti analizzano le equazioni di interazione del carbonato di sodio e dell'acido cloridrico e la reazione di neutralizzazione dell'idrossido di sodio e dell'acido cloridrico. Si notano le condizioni per il passaggio di queste reazioni, lo sviluppo di gas e la formazione di acqua. L'acqua non si dissocia in ioni, il gas viene rimosso dal mezzo di reazione, la reazione procede in una direzione. Vengono compilate equazioni ioniche complete e ridotte. Comprende l'essenza di queste reazioni chimiche. Puoi prestare attenzione al fatto che indipendentemente dall'acido e dalla base presi per la reazione di neutralizzazione, l'equazione ionica abbreviata sarà la stessa, il che significa che l'essenza della reazione di neutralizzazione è la stessa.

Dimostrazione. Mescoliamo due soluzioni: nitrato di potassio e solfato di sodio. Stiamo vedendo segni di una reazione chimica? Possiamo dire che sta avvenendo una reazione chimica?

Facciamo un'equazione ionica molecolare, completa e ridotta di questa reazione. Vediamo che tutti gli ioni rimangono invariati in soluzione. Cioè, infatti, otteniamo una soluzione contenente un insieme di ioni che non reagiscono tra loro e tale reazione può procedere sia in avanti che in senso inverso, cioè è reversibile.

7. Allenatore.

Lavora con il libro di testo: n. 94, (a, b), pagina 61. Vengono fornite equazioni ioniche ridotte. Secondo questi schemi, seleziona le sostanze necessarie e componi equazioni ioniche molecolari e complete.

30 minuti.

8. Fissare ed elaborare il materiale, svolgendo lavori di laboratorio in gruppi, con compiti differenziati.

Esperimento di laboratorio n. 2, 3, 4: "Reazioni di scambio ionico accompagnate da precipitazione, sviluppo di gas e formazione di acqua".

Design LR in un quaderno, indicare l'argomento e lo scopo del lavoro, l'attrezzatura.

Opzione 1. 4-7 punti.

Esegui praticamente tali reazioni, indica le condizioni per il loro passaggio, scrivi equazioni ioniche molecolari, complete e abbreviate.

Opzione 2. 7 - 9 punti.

Quale delle reazioni proposte è praticamente fattibile? Mettile in pratica, indica le condizioni per il loro passaggio, scrivi equazioni ioniche molecolari, complete e ridotte.

Na2SO4 + CuCL2 =

Na2CO3 + H2SO4 =

Ba(NO3)2 + KCL =

Opzione 3. 10 - 12 punti.

Esegui praticamente le reazioni che corrispondono alle equazioni ioniche abbreviate date, indica le condizioni per il loro passaggio, scrivi equazioni ioniche molecolari, complete e abbreviate.

Autoanalisi del lavoro di laboratorio, ascoltare selettivamente le conclusioni sul lavoro e sulla lezione.

9. Generalizzazione e sistematizzazione del materiale.

Qual era il tema e lo scopo della lezione?

Abbiamo raggiunto il nostro obiettivo?

Che novità hai imparato durante la lezione? Cosa hai imparato?

Cosa sono le reazioni di scambio ionico?

In quali condizioni corrono fino alla fine?

Cosa sono le equazioni ioniche piene e ridotte?

Qual è l'essenza dell'equazione ionica ridotta?

Cosa sono le reazioni irreversibili?

Cosa sono le reazioni reversibili?

Qual è l'essenza delle reazioni reversibili?

10. Riflessione.

11. Compiti a casa. P.9, 10. 3 n. 93 (a, b) - 4-6 punti, n. 95, - 7-9 punti, n. 98 - 10 - 12 punti.

12. Riassumendo la lezione.

Ministero dell'Istruzione della Repubblica autonoma di Crimea.

Lezione per 9 gradi