Как определить уравнение реакции обмена (7 видео)

Реакции ионного обмена

Реакции ионного обмена – это реакции между сложными веществами в растворах, в результате которых реагирующие вещества обмениваются своими составными частями. Так как в этих реакциях происходит обмен ионами – они называются ионными.

Правило Бертолле: Реакции обмена в растворах электролитов протекают до конца (возможны) только тогда, когда в результате реакции образуется либо твердое малорастворимое вещество (осадок), либо газ, либо вода или любой другой слабый электролит.

Например, нитрат серебра взаимодействует с бромидом калия

AgNО₃ + КВr = АgВr↓ + КNО₃

Содержание

Правила составления уравнений реакций ионного обмена
Обменные реакции
Урок химии в 8-м классе «Реакции обмена»
🔥 Видео

Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

Правила составления уравнений реакций ионного обмена

1. Записываем молекулярное уравнение реакции, не забывая расставить коэффициенты:

3KOH +FeCl₃ = Fe(OH)₃ + 3KCl

2. С помощью таблицы растворимости определяем растворимость каждого вещества. Подчеркнем вещества, которые мы не будем представлять в виде ионов.

р р н р

3KOH + FeCl₃ = Fe(OH)₃ + 3KCl

3. Составляем полное ионное уравнение. Сильные электролиты записываем в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые вещества и газообразные вещества записываем в виде молекул.

3K + + 3OH — + Fe 3+ + 3Cl — = Fe(OH)₃ + 3K + + 3Cl —

4. Находим одинаковые ионы (они не приняли участия в реакции в левой и правой частях уравнения реакции) и сокращаем их слева и справа.

3K + + 3OH — + Fe 3+ + 3Cl — = Fe(OH)₃ + 3K + + 3Cl —

5. Составляем итоговое сокращенное ионное уравнение (выписываем формулы ионов или веществ, которые приняли участие в реакции).

Fe 3+ + 3OH — = Fe(OH)₃

На ионы мы не разбиваем:

Оксиды; осадки; газы; воду; слабые электролиты (кислоты и основания)
Анионы кислотных остатков кислых солей слабых кислот (НСО₃ — , Н₂РО₄ — и т.п.) и катионы основных солей слабых оснований Al(OH) 2+
Комплексные катионы и анионы: [Al(OH)₄] —

Например, взаимодействие сульфида цинка и серной кислоты

Составляем уравнение реакции и проверяем растворимость всех веществ. Сульфид цинка нерастворим.

ZnS + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂S

Реакция протекает до конца, т.к. выделяется газ сероводород, который является слабым электролитом. Полное ионно-молекулярное уравнение:

ZnS + 2H + + SO₄ 2 — = Zn 2+ + SO₄ 2 — + H₂S

Сокращаем ионы, которые не изменились в процессе реакции – в данном случае это только сульфат-ионы, получаем сокращенное ионное уравнение:

ZnS + 2H + = Zn 2+ + H₂S

Например, взаимодействие гидрокарбоната натрия и гидроксида натрия

Составляем уравнение реакции и проверяем растворимость всех веществ:

NaHCO₃ + NaOH = Na₂CO₃ + H₂O

Кислые анионы слабых кислот являются слабыми электролитами и на ионы не разбиваются:

Na + + НСО₃ — + Na + + ОН — = 2Na + + CO₃ 2- + H₂O

Сокращаем одинаковые ионы, получаем сокращенное ионное уравнение:

НСО₃ — + ОН — = CO₃ 2- + H₂O

Например, взаимодействие тетрагидроксоалюмината натрия и соляной кислоты

Составляем уравнение реакции и проверяем растворимость всех веществ:

Na[Al(OH)₄] + 4HCl = NaCl + AlCl₃ + H₂O

Комплексные ионы являются слабыми электролитами и на ионы не разбиваются:

Na + + [Al(OH)₄] — + 4H + + 4Cl — = Na + + Cl — + Al 3+ + 3Cl — + H₂O

Сокращаем одинаковые ионы, получаем сокращенное ионное уравнение:

[Al(OH)₄] — + 4H + = Al 3+ + 4H₂O

Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Обменные реакции

Реакциями ионного обмена называют химические реакции, которые протекают между ионами без изменения степеней окисления элементов и приводят к обмену составных частей реагентов.

Уравнения обменных реакций записывают в молекулярной форме (с указанием формул всех реагирующих веществ со стехиометрическими коэффициентами); в полной ионной форме (с указанием всех существующих в растворе ионов) и в сокращенной ионной форме (с указанием только тех ионов, которые непосредственно взаимодействуют между собой).

При написании уравнений реакций в ионной форме формулы малодиссоциирующих веществ (слабых электролитов) записывают в молекулярной форме.

Уравнения реакций обмена в водных растворах электролитов составляют так.

Записывают в левой части уравнения все формулы веществ, вступивших в реакцию в молекулярной или ионной форме.
Руководствуясь знаниями физико-химических свойств реагентов и таблицами растворимости веществ, составляют формулы продуктов реакции.
Проверяют число атомов каждого элемента в обеих частях уравнения и определяют необходимые стехиометрические коэффициенты перед формулами.

Реакции ионного обмена в растворах электролитов протекают практически необратимо и до конца, если в качестве продуктов образуются осадки (малорастворимые вещества), газы (легколетучие вещества), слабые электролиты (малодиссоциирующие соединения) и комплексные ионы.

Если при взаимодействии растворов электролитов не образуется ни одно из указанных видов соединений, химическое взаимодействие практически не происходит.

Уравнения обменных реакций можно записать в молекулярной форме, полной ионной форме, с указанием всех существующих в растворе ионов и в сокращенной ионной форме, которая, собственно, и выражает взаимодействие ионов. Следует отметить, что при написании уравнений реакций в ионной форме малодиссоциирующие вещества (слабые электролиты) записывают в молекулярной форме.

Пример 1. Реакция между нитратом свинца и сульфатом калия. В результате этой реакции образуется нерастворимый сульфат свинца и выделяется растворимый нитрат калия:

Пример 2. Взаимодействие карбоната натрия с серной кислотой. При этом выделяется углекислый газ и вода, а в растворе остаются катионы натрия и сульфат-ионы:

Пример 3. Реакция между азотной кислотой и едким кали. В результате данной реакции образуется малодиссоциированное соединение — вода, и в растворе остаются катионы калия и нитрат-ионы:

Иногда в ходе обменных реакций образуются вещества, для которых в таблице растворимости приведены символы «–» (в водной среде разлагается или не существует) или «?» — нет достоверных сведений о существовании соединения. Это означает, что данное соединение водой разлагается на кислоту и основание.

Так, например, сульфид алюминия разлагается водой на Al(OH)₃ и H₂S, карбонат хрома (III) Cr₂(CO₃)₃ разлагается на Cr(OH)₃ и CO₂ и т.д.

Пример 4. Реакция между водными растворами сульфата алюминия и карбоната натрия:

Теоретически в результате этой реакции должны образоваться сульфат натрия и карбонат алюминия. Однако последний в водном растворе не существует, а разлагается на Al(OH)₃ и CO₂. Следовательно, реакция пройдет следующим образом:

Видео:Типы Химических Реакций — Химия // Урок Химии 8 КлассСкачать

Урок химии в 8-м классе «Реакции обмена»

Разделы: Химия

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Основная цель урока: Развитие знаний учащихся о химических реакциях при формировании представлений о реакции обмена.

Задачи урока

Образовательная: ввести основное понятие-реакция обмена, сформировать понятие реакции нейтрализации, как частного случая реакции обмена. Продолжить формирование умения записывать уравнения и предвидеть продукты реакций обмена. Научить сравнивать конкретные уравнения реакций и узнавать тот или иной тип реакций. Дать первоначальное понятие об условиях течения реакций между растворами (правило Бертолле). Продолжить отработку навыков и умений в составлении формул веществ, схем химических реакций.
Воспитательная: воспитывать чувство ответственности за свои действия в процессе обучения, при проведении лабораторных опытов, соблюдение правил техники безопасности при работе с химическими веществами.
Развивающая: развивать химический язык, культуру речи, взаимоотношения. Способствовать развитию умений анализировать и обобщать, делать выводы в процессе беседы, демонстрации эксперимента, лабораторного опыта, развивать умения работать с таблицей растворимости, работать в парах, развивать умения применять имеющиеся знания в новой ситуации посредством составления уравнений.

Оборудование и реактивы: держатель для пробирок, CuO, растворы HCl, H₂SO₄, CuSO₄, NaOH, Na₂SO₄, BaCl₂, KCl, фенолфталеин, компьютер, проектор, ПСХЭ, таблица растворимости; на партах учеников инструктаж по технике безопасности и р-ры HNO₃ и Na₂CO₃.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Подготовка к основному этапу усвоения учебного материала.

2.1. Проверка домашнего задания: (3 ученика у доски)

Закончите уравнения реакций, укажите тип реакции.
А) Li + O2 → ? Б) HgO →? В) Zn + CuSO4 →
2.2. Фронтальный опрос:

Изучению какой темы мы посвятили последние несколько уроков?
Что такое химическая реакция?
По каким признакам можно судить, что происходит химическая реакция?
Назовите условия, необходимые для возникновения химических реакций.
Какие типы химических реакций вы знаете?
Какая реакция называется реакцией соединения? Разложения? Замещения?

Далее слушаем ответы учеников у доски.
Затем учитель предлагает определить типы химической реакции (на слайде записаны):

Идет обсуждение.
Вопрос: Как вы думаете, к какому типу относится последняя химическая реакция?
Ученики затрудняются определить тип 4 реакции.
Учитель: Это-наша новая тема, то есть эта реакция является реакцией обмена, о которой мы сегодня узнаем.
Ученики в тетрадях записывают тему урока:»Реакции обмена».

3. Усвоение новых знаний и способов действий.

Учитель: Ребята, давайте попробуем самостоятельно вывести определение реакции обмена. Запись в тетрадь: Реакции обмена-это реакции, протекающие между двумя сложными веществами, в результате чего они обмениваются своими составными частями.

3.1. а) Демонстрация опыта (NaOH и HCl).

Беседа с классом:

Какая химическая связь в NaOH?
Какие частицы образуются в растворах гидроксида натрия и соляной кислоты?
(В р-ре гидроксида натрия Na + и OH — , а в растворе соляной кислоты H + и Cl — ).
Какие это ионы по составу? По заряду?

(Na + , Cl — и H + -простые, а ОН — -сложный; Na + и H + -катионы, а ОН — и Cl — -анионы).
Запись уравнения реакции

Na + OH — + H + Cl — = Na + Cl — + H + OH —
(Н₂О)
Вопрос классу:
1)Какая среда в растворе гидроксида натрия? (Ответ:щелочная).
2)Какая среда в растворе кислоты? (Ответ: кислотная).
3)Какая среда в воде? (Ответ: нейтральная).

щелочная +кислотная =нейтральная
среда среда среда
( ОН — + Н + = Н2О )

Учитель: Ребята, а какое еще можно дать определение реакции обмена, если реакция протекает между веществами в растворе?

Вывод: Тип реакции-реакция обмена (обмен ионами).
Вид реакции-реакция нейтрализации.
(Ученики сами формулируют понятия).

3.2. б) Демонстрация реакции между нерастворимым основанием и кислотой:
гидроксидом меди (II) и соляной кислотой.

Учитель перед учениками выставляет проблему:
Мы рассмотрели реакцию растворимого основания с кислотой. А будет ли реакция протекать между нерастворимым основанием и кислотой? И будет ли она относится к реакции нейтрализации?

1) Получение нерастворимого основания Cu(OH)₂
Запись уравнения реакции учеником:
СuSO₄ + 2 NaOH = Na₂SO₄ + Cu(OH)₂ ↓
2) Демонстрация реакции между нерастворимым основанием и кислотой:
гидроксидом меди (II) и соляной кислотой.

На доске ученик записывает уравнение реакции
Cu(OH)₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O

Ученики рассуждают и приходят к выводу, что реакция между нерастворимым основанием и кислотой не является реакцией нейтрализации, но нейтрализовать кислотой нерастворимое основание можно.

3.3.Учитель: Назовите в каких классах соединений мы встречаем ионную связь?
(Ответ: ионная связь в солях и основаниях).
Учитель перед учениками выставляет новую проблему.
Вопрос: А будет ли протекать реакция, т.е. обмен ионами а) между солями?
б) солью и кислотой?
Демонстрация:
А) Na₂SO₄ и BaCl₂ Б) Н₂SO₄ и BaCl₂
Уравнения записывают ученики. Работают с таблицей растворимости.

3.4. Лабораторный опыт.

Инструктаж по ТБ
Ученики проводят реакцию между Na2CO3 и HNO3
Записывают уравнение реакции, работают с таблицей растворимости, рассуждают.

Подводится итог этой части урока. Ученики делают вывод: реакции обмена протекают между сложными веществами, т.е. между основаниями и кислотами, солями и щелочами, солями и кислотами, между солями.

3.5. Учитель перед классом ставит проблемный вопрос:
Будет ли протекать реакция между оксидами металлов и кислотами?
Демонстрируется взаимодействие оксида меди(II) с раствором серной кислоты при нагревании.
Ученик на доске записывает уравнение реакции:
CuO + Н₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

3.6. Условия течения реакций между растворами до конца.
Эта часть урока дается только на предмет возможности протекания реакций между растворами до конца.
Учитель перед классом ставит проблемный вопрос:
Все ли реакции, протекающие в растворах между двумя сложными веществами, будут протекать до конца?
Правило Бертолле (слайд). Газ, осадок, вода.

3.7. Демонстрация опыта: NaOH и KCl

NaOH + KCl ≠ NaCl + KOH

Ученики фиксируют, что нет признаков реакции, записывают уравнение реакции, работают с таблицей растворимости, делают вывод, что данная реакция не идет до конца, т.к. не происходит связывания ионов.

4. Закрепление и применение полученных знаний.

5. Рефлексия.
Учитель задает вопрос: Что нового вы узнали на уроке?

6. Подведение итогов занятия.

Подведем итоги нашего урока-точно сформулируем понятия: