Reakcje jonowe – jak je zapisać? – JR

Reakcje jonowe – jak je zapisać?

Reakcje jonowe polegają na łączeniu się jonów w cząsteczki.

Jony mogą się połączyć trwale (powodując zajście reakcji) tylko w kilku wypadkach:

  • powstaje substancja trudnorozpuszczalna (nie ulegającą dysocjacji)
  • powstająca cząsteczka jest gazem i może opuścić układ (przez co „nie zdąży” zdysocjować)
  • powstający osad jest trudniej rozpuszczalny od osadu-substratu.

Jak określić, czy substancja jest trudnorozpuszczalnym osadem?

Do tego posłuży Ci tabela rozpuszczalności. Posłużymy się tablicą maturalną. Wiedząc, że mamy w roztworze jony Cu2+ i SO42- sprawdzamy, czy mogą utworzyć osad.

W tabeli odszukujemy w kolumnie odpowiedni anion a w wierszach szukamy kationu. Na skrzyżowaniu znajduje się informacja, czy połączenie obu jonów daje trudnorozpuszczalny osad. W naszym przypadku widnieje R, co oznacza substancję dobrze rozpuszczalną.

 

Jak określić czy reakcja jonowa zajdzie?

Po zmieszaniu dwóch substancji musimy w produktach otrzymać albo osad, albo gaz. W naszym przypadku mieszając dwa roztwory tak naprawdę mieszamy ze sobą jony: H+, SO42- oraz Pb2+ i NO3. Czy któreś z tych jonów mogą utworzyć trwałe połączenie (osad, gaz)? To sprawdzamy w  tabeli rozpuszczalności. Czy HNO3 lub PbSO4 są trudno rozpuszczalne lub występują w postaci gazu? Z tabeli widzimy, że PbSO4 jest osadem. Reakcja zajdzie.

 

Jak zapisać równanie reakcji w formie jonowej?

Jeśli jeszcze nie wiesz jak to robić, zacznij od reakcji w formie cząsteczkowej. Niech przykładem będzie reakcja kwasu siarkowego (VI) z azotanem (V) ołowiu.

Pb(NO)3 + H2SO4 –>

Po zmieszaniu roztworów wytrąci się osad (patrz w tabeli rozpuszczalności) siarczanu (VI) ołowiu.

Wiemy już, że reakcja zajdzie, więc ją zapiszemy w całości:

H2SO4 + Pb(NO3) –> PbSO4 + 2HNO3

 

Zapiszemy teraz równanie jonowe:

Sprawdzamy, czy obie substancje dysocjują na jony: kwas siarkowy (VI) jest mocnym kwasem więc ulega dysocjacji całkowitej. Azotan (V) ołowiu, jest solą dobrze rozpuszczalną, dysocjuje na jony.

UWAGA – słabe elektrolity (słabe kwasy i zasady) zapisujemy w formie cząsteczek! Podobnie zapisujemy tlenki (nie ulegają one dysocjacji w wodzie). Woda zawsze występuje w postaci cząsteczki H2O – nie rozpisujemy jej na jony!

2H+ + SO42- + Pb2+ + 2NO3 –> PbSO4↓ + 2H+ + 2 NO3

 

Równanie jonowe skrócone

Jest to taki zapis, w którym usuwamy z obu stron równania powtarzające się jony. Skrócona wersja równania reakcji pozwala pokazać dokładnie, na czym polega cały proces zachodzący pomiędzy dwiema substancjami.

Dla naszego przykładu reakcji równanie skrócone będzie miało postać:

SO42- + Pb2+ –> PbSO4

Usuwamy jony azotanowe i kationy wodoru, które były obecne w roztworze zarówno przed jak i po reakcji, a więc nie miały wpływu na jej przebieg.


Na prośbę jednej z osób:

Czego nie rozpisujemy na jony w równaniu jonowym?

Nie rozpisujemy:

– tlenków (np. MgO, SiO2, CaO, SO3)

– słabych zasad (np. NH3, CH3NH2)

– słabych kwasów (np. HCOOH,  H2SO3, HCN)

– trudnorozpuszczalnych soli (np. PbSO4, AgCl) , wodorotlenków (Cu(OH)2) i kwasów (kwas krzemowy jest nierozpuszczalny w wodzie: H2SiO3).

– wody (zawsze występuje w postaci H2O)

– jeśli PO TEJ SAMEJ STRONIE RÓWNANIA są zarówno jony H+ jak i jony OHto należy je zapisać jako cząsteczkę wody. Te jony nie znajdą się obok siebie w dużym stężeniu w roztworze!

Wszystkie te drobiny zapisujemy w postaci cząsteczek w równaniu.

Jonowo zapisujemy mocne kwasy, zasady i dobrze rozpuszczalne w wodzie sole.

Przykład 1

reakcja MgO z HNO3

Tlenki zasadowe reagują z kwasami tworząc sól i wodę:

MgO + 2HNO3 –> Mg(NO3)2 + H2O

Pamiętaj, żeby dobierać zawsze współczynniki w równaniu. Zapisujemy reagenty jonowo:

MgO + 2H+ + 2 NO3 –> Mg2+ + H2O + 2NO3

Równanie jonowe skrócone:

MgO + 2H+ –> Mg2+ + H2O

Przykład 2

Reakcja CuSO4 + 2NaOH –> Cu(OH)2 + Na2SO4

Jonowo: zarówno siarczan (VI) miedzi jak i NaOH ulegają dysocjacji w wodzie:

Cu2+ + SO42- + 2Na+ + 2OH–> Cu(OH)2 + 2Na+ + SO42-

Równanie jonowe skrócone:

Cu2+ + 2OH–> Cu(OH)2

Przykład 3

Na2CO3 + 2HCl –>2NaCl + CO2 + H2O   UWAGA! powstałby tutaj kwas węglowy, jednak jest on nietrwały i w kwaśnym środowisku ulega rozkładowi do dwutlenku węgla i wody!. Wydziela się nam gaz.

Jonowo:

2Na+ + CO32- + 2H+ + 2Cl –> CO2 + H2O + 2Cl + 2Na+

zauważ, że gaz opuszczający probówkę jest cząsteczką, nie jonem. NaCl jest dobrze rozpuszczalną solą, więc zapisujemy ją w produktach w postaci jonowej. Woda zawsze jest w formie cząsteczki.

Równanie jonowe skrócone:

CO32- + 2H+ –> CO2 + H2O

Podobnie do kwasu węglowego zachowuje się kwas siarkowy (IV). Jeżeli siarczan (IV) potraktujemy mocnym kwasem, wtedy w produktach zamiast kwasu siarkowego (IV) otrzymamy wodę i dwutlenek siarki.