Сабақтың тақырыбы Ион алмасу реакциялары және олардың жүру жағдайлары Сабақтың типі

Көптеген химиялық реакциялар ерітінділерде яғни электролит ерітінділері арасында жүреді. Сулы ерітінділерде электролиттер иондарға ыдырайтын болғандықтан, реакцияға иондар қатысады

Ион алмасу реакциялары айрықша маңызды реакцияларға жатады. Ондай реакциялар қалай жүруі мүмкін?

Зертханалық тәжірибе

.1-тәжірибе: Сынауыққа калий хлоридін құйып, үстіне натрий сульфатын қосамыз. Тәжірибеде ешқандай өзгеріс байқалмайды.

2-тәжірибе: Натрий сульфаты бар сынауыққа барий хлоридін қосамыз. Нәтижесінде ақ түсті тұнба пайда болады.

3-тәжірибе. Натрий сульфиді ерітіндісіне тұз қышқылын құямыз. Нәтижесінде шіріген жұмыртқа иісті газ түзіледі.

4-тәжірибе. Калий гидроксиді ерітіндісіне фенолфталеин тамызып, оған тұз қышқылының ерітіндісін қосамыз. Таңқурай түсті индикатор түссізденеді және жылу бөлінеді (сурет).Тірек-сызба

Ион алмау реакцияларының жүру жағдайлары

Жүргізілген тәжірибелерге түсініктеме.

1-тәжірибеде ешқандай өзгеріс болмады. Неге? Ион алмасу теңдеуін жазу:

Na₂SO₄ + 2KCl = 2NaCl + K₂SO₄

Бұл теңдеу – реакцияның молекулалық теңдеуі.

әрекеттесуші заттардың екеуі де күшті электролиттер, сондықтан иондарға диссоциацияланады:

2Na⁺ + SO₄^2- + 2K⁺ + 2Cl^- = 2Na⁺ + 2Cl^- + 2K⁺ + SO₄^2-

Бұл теңдеу толық иондық теңдеу деп аталады. Егер бұл теңдеудегі ұқсас иондарды қысқартсақ, барлық бөлшектер қысқарады.

2Na⁺ + SO₄^2- + 2K⁺ + 2Cl^- = 2Na⁺ + 2Cl^- + 2K⁺ + SO₄^2-

Бұл қайтымды алмасу реакциясы, немесе ол реакция аяғына дейін жүрмейтін реакция деп айтылады. Мұндай реакциялардың іс жүзінде мәні жоқ, оларды басқару қиын, сондықтан жүргізбейді. Мұндай реакция теңдеулерін былай жазып көрсетуге болады.

Na₂SO₄ + 2 KCl =

2-тәжірибеде ақ тұнба түзіледі. Неліктен? Оқушылар алмасу реакциясының теңдеуін жазады:

Na₂SO₄ + ВаCl₂ = 2NaCl + ВаSO₄↓

(молекулалық теңдеуі)

Сол жағындағы екі зат та күшті электролиттер, сондықтан иондарға ыдырайды. Оң жағында натрий хлориді ғана күшті электролит, ал барий сульфаты суда ерімейді, сондықтан иондарға диссоциацияланбайды:

(толық иондық теңдеуі)

Оң және сол жақтағы ұқсас иондарды қысқартамыз:

2 Na⁺ + SO₄^2- + Ва²⁺ + 2 Cl^- = 2 Na⁺ + 2 Cl^- + ВаSO₄↓

Реакцияның қысқартылған иондық теңдеуі:

Ва²⁺ + SO₄^2- + = ВаSO₄↓

Ақ тұнба – ВаSO₄↓. Бұл ион алмасу реакциясы қайтымсыз, яғни, тұнба түзілетіндіктен аяғына дейін жүреді.

3-тәжірибеде шіріген жұмыртқа иісті газ түзіледі, бұл – күкіртсутек. Бұл алмасу реакциясы қалай жүреді?

Молекулалық теңдеуі:

Na₂S + 2НCl = 2NaCl + Н₂S↑

Сол жақтағы екі зат иондарға ыдырауға қабілетті күшті электролиттер. Оң жақтағы мұндай зат натрий хлориді, ал күкіртсутек – бейэлектролит. Толық иондық теңдеуін жазып, ұқсас иондарды қысқартайық:

2 Na⁺ + S^2- + 2 Н⁺ + 2 Cl^- = 2 Na⁺ + 2 Cl^- + Н₂S↑

Қысқартылған иондық теңдеуі:

2Н⁺ + S^2- = Н₂S↑

4-тәжірибеде индикатордың түсі өзгерді және жылу бөлініп шығады. Реакцияның молекулалық теңдеуін жазайық.

КОН + НCl = КCl + Н₂О + Q

Судан басқа оң және сол жақтағы заттардың бәрі күшті электролиттер, сондықтан иондарға диссоциацияланады. Су - әлсіз электролит (оның диссоцияциялану дәрежесі өте аз – 55 миллион молекуланың 1-еуі ғана диссоциацияланады), сондықтан оның диссоциациялануы ескерілмейді. Толық және қысқыртылған иондық теңдеулерін жазайық:

H⁺ + Cl^- + K⁺ + OH^- = K⁺ + Cl^- + H₂O +Q

H⁺ + OH^- = H₂O+ Q

◊ Мынадай қызықты жайт бар: қандай қышқыл және қандай негіз алсақ та, бейтараптану реакцияларының жылу эффектісі әрқашан іс жүзінде бірдей 57 кДж-ға тең болады (егер 1 моль сілтіге қышқылдың мөлшері сәйкес келсе). Қышқыл мен сілті көп болғанымен, бейтараптану реакциясы біреу ғана. Әрине біреу, оны электролиттік диссоциация теориясы түсіндіріп берді.

Егер тәжірибені натрий гидроксиді мен күкірт қышқылы арасында жүргізсек, оның да қысқартылған иондық теңдеуі төмендегідей болады:

H⁺ + OH^- = H₂O+ Q

Бейтараптану реакциясы негіз катионы мен қышқыл анионының табиғатына байланысты емес, себебі, барлық жағдайларда H⁺ және OH- иондарының әрекеттесуіне келіп тіреледі. Сондықтан реакциялардың жылу эффектісі бәрінде бірдей.

Сонымен, электролит ерітінділерінде реакция иондар арасында жүреді. Тұнба, газ немесе аз диссоциацияланатын зат – су түзілсе, алмасу реакциялары соңына дейін жүреді.

1) Мұндай теңдеулерде электролиттердің формулалары ионды түрде жазылады (мысалы, К⁺ и СО₃^2-);

2. Аз диссоциацияланатын, ерімейтін, газ тәрізді заттардың формулалары молекулалық түрде жазылады (мысалы, Cu(OH)₂, CO₂, H₂O);

3. Егер тұнбаға түзілетін болса, оның формуласының қасына (↓) белгісі қойылады (мысалы, СаСО₃↓);

Сонымен, ерітінділер арасындағы реакциялар иондар арасында жүреді. Алмасу реакциясы – қайтымсыз реакция. Оның жүру жағдайлары: реакция нәтижесінде тұнба, газ немесе аз диссоциацияланатын зат – су түзілуі (сурет).

Қайтымсыз алмасу реакциялары

? 1. Ион алмасу реакциясы деген не? Олар қандай болады?

2. Алмасу реакциясы қандай жағдайда қайтымды және қайтымсыз болады?

3. Қайтымсыз ион алмасу реакцияларын табыңдар:

1-топ. NaNO₃ + LiCl → LiNO₃ + NaCl ;

2-топ. Ba(OH)₂ + HBr → BaBr₂ + H₂O;

3топ. AlCl₃ + NaOH → Al(OH)₃↓+ NaCl.

1) HNO₃ + NaOH→ NaNO₃ + H₂O;

2) CuCl₂ + KOH → Cu(OH)₂↓ + KCl;

3) K₂CO₃ + HCl → KCl + CO₂↑ + H₂O.

Рефлексия,қорытындылау

Топтық жұмыс.Келесі заттардың арасында жүретін реакциялардың молекулалық және иондық теңдеулерін жазыңдар:

1) кальций хлориді және магний сульфаты;

2) мырыш гидроксиді және күкірт қышқылы;

3) натрий сульфаты және азот қышқылы.

6. Қысқартылған иондық теңдеулерге сәйкес реакциялардың молекулалық теңдеулерін құрастырыңдар:

1) Fe³⁺ + 3 OH^- = Fe(OH)₃↓;

2) 2 H⁺ + CO₃^2- = H₂O + CO₂↑;

3) Ag⁺ + Cl^- = AgCl↓