Обменные реакции, с участием кислых солей - самые проблемные для понимания у тех, кто собирается сдавать ЕГЭ по химии. Причина кроется в начале 8 и 9 класса, когда мы учимся составлять обменные реакции на примерах кислот, оснований, средних солей, и, к сожалению, не уделяем должное внимание кислым солям, а иногда просто за сложностью понимания пропускаем этот момент, и надеемся, что позднее все получится.
Что поможет уже на ранних этапах познания химии научиться видеть как должны протекать обменные реакции, в том числе и реакции с участием кислых солей?
Ответ кроется в ионах, которые не могут существовать вместе в растворе!
Что скрывается под этим названием?
Это ионы, которые при встрече в растворе образуют между собой нерастворимые вещества, газы, слабые электролиты. То есть ионы перестают существовать в растворе в виде ионов, и соединяются в молекулы, которые не распадаются на ионы*. Иногда образующиеся вещества между этими ионами растворимые, но так как продукт взаимодействия является слабым электролитом, то ионы перестают существовать как ионы, и появляется хоть и не признак реакции, а что более важно, условие успешного протекания реакции.
(*для более глубокого понимания - плохо распадаются на ионы, т.к. слабые электролиты все же могут диссоциировать в некоторой степени на ионы)
Вроде бы многие знают, что вместе в растворе не существуют ионы, которые дают между собой осадок, и мы успешно их можем найти по таблице растворимости, но есть еще и другие комбинации ионов, которые необходимо ЗНАТЬ НАИЗУСТЬ. В результате взаимодействия этих ионов мы записываем определенные продукты реакции, которые нам необходимо выучить, что бы правильно и не сложно составлять реакции.
Давайте перечислим эти основные комбинации ионов:
1) Основные и самые популярные комбинации, которые дают газ/осадок/воду:
1. H⁺ и ОН⁻
2. H⁺ и CO₃²⁻
3. H⁺ и SO₃²⁻
4. H⁺ и HCO₃⁻
5. H⁺ и HSO₃⁻
6. H⁺ и S²⁻
7. H⁺ и HS⁻
8. H⁺ и SiO₃²⁻
9. NH₄⁺ и ОН⁻
2) Так же сюда можно добавить ионы, которые образуют между собой слабые растворимые кислоты, перечислим для примера, то что часто попадается:
1. H⁺ и NO₂⁻
2. H⁺ и F⁻
3. H⁺ и CH₃COO⁻
3) И еще обратим внимание на ионы, у которых в растворе протекает между собой совместный гидролиз. Укажем только часто встречающие комбинации ( в общем случае эти реакции характерны для ионов алюминия и хрома с карбонат/гидрокарбонат-ионами, сульфид/гидросульфид-ионами, сульфид/гидросульфид-ионами, а для иона железа +3 - с карбонат/гидрокарбонат-ионами):
1. Al³⁺ и CO₃²⁻
2. Al³⁺ и S²⁻
3. Al³⁺ и SO₃²⁻
4. Cr³⁺ и CO₃²⁻
5. Cr³⁺ и S²⁻
6. Fe³⁺ и CO₃²⁻
7. Fe³⁺ и HCO₃⁻
Примеры использования знания о ионах, которые не существуют вместе в растворе, при написании реакций с кислыми солями.
Пример №1.
NaHCO₃ + HCl →
Выделим в наших веществах ионы, которые не существуют вместе в растворе:
Образуется углекислый газ и вода, а оставшиеся ионы натрия и хлора соединяются вместе:
Пример №2.
Ca(HCO₃)₂ + NaOH →
Выделим в наших веществах ионы, которые не существуют вместе в растворе:
Образуется вода:
Давайте отметим, что у нас есть еще одна комбинация ионов:
И катион натрия соединится тоже с карбонат-ионом, т.к. больше нет анионов:
Пример №3.
Ba(OH)₂ + NaHSO₄ →
Выделим в наших веществах ионы, которые не существуют вместе в растворе:
Образуется вода:
Давайте отметим, что у нас есть еще одна комбинация ионов:
И катион натрия соединится с оставшимся гидроксид-ионом (хотя он может соединиться и с сульфат-ионом, это уже более детально будет зависеть либо от условий протекания реакции, либо от содержания задания):
Пример №4.
(CH₃COO)₂Ba + NaHSO₄ →
Выделим в наших веществах ионы, которые не существуют вместе в растворе:
Образуется осадок сульфата бария:
Давайте отметим, что у нас есть еще одна комбинация ионов:
И катион натрия соединится с оставшимся ацетат-ионом:
Пример №5.
Ba(NO₃)₂ + NaHSO₄ →
Выделим в наших веществах ионы, которые не существуют вместе в растворе:
Образуется осадок сульфата бария:
У нас остаются катион натрия, катион водорода и два нитрат-иона, их можно соединить в NaNO₃ и HNO₃:
Пример №6.
Fe(NO₃)₃ + NaHCO₃ →
Выделим в наших веществах ионы, которые не существуют вместе в растворе:
Образуется углекислый газ и гидроксид железа (III):
Так же образуется нитрат натрия (почему нельзя в этом случае записывать в продуктах азотную кислоту - т.к. эта сильная кислота растворит гидроксид железа (III)):
Итак, мы рассмотрели следующие реакции:
1) NaHCO₃ + HCl → H₂O + CO₂ + NaCl
2) Ca(HCO₃)₂ + 2NaOH → H₂O + CaCO₃ + Na₂CO₃
3) Ba(OH)₂ + NaHSO₄ → BaSO₄ + H₂O + NaOH
4) (CH₃COO)₂Ba + NaHSO₄ → BaSO₄ + CH₃COOH + CH₃COONa
5) Ba(NO₃)₂ + NaHSO₄ → BaSO₄ + NaNO₃ +HNO₃
6) Fe(NO₃)₃ +3NaHCO₃ → 3CO₂ + Fe(OH)₃ + 3NaNO₃
Если хорошо выучить комбинации ионов, которые не существуют вместе в растворе, то обменные реакции кислых солей мы сможем записывать достаточно просто!
По ссылке в телеграмм-канале можно найти больше полезной информации для подготовки к ЕГЭ по химии.
По ссылке доступен целый файл для печати с информацией из статьи!
Удачного повторения!