معادلة تفاعل Zn hcl في شكل أيوني. معادلة تفاعل حمض الهيدروكلوريك والزنك ، ORP ، المعادلة الأيونية المختصرة. تفاعل الزنك مع حمض الهيدروكلوريك

حان الوقت للتغيير حان الوقت للتغير حان الوقت للانتقال. كما نعلم بالفعل ، تحتاج المعادلة الأيونية الكاملة إلى "تنظيف". من الضروري إزالة تلك الجسيمات الموجودة في كلا الجانبين الأيمن والأيسر من المعادلة. تسمى هذه الجسيمات أحيانًا "أيونات المراقبة" ؛ لا يشاركون في رد الفعل.

من حيث المبدأ ، لا يوجد شيء معقد في هذا الجزء. تحتاج فقط إلى توخي الحذر وإدراك أنه في بعض الحالات قد تتطابق المعادلات الكاملة والقصيرة (لمزيد من التفاصيل ، انظر المثال 9).

مثال 5... اكتب معادلة أيونية كاملة وموجزة تصف تفاعل حمض السيليك وهيدروكسيد البوتاسيوم في محلول مائي.

حل... لنبدأ ، بشكل طبيعي ، بالمعادلة الجزيئية:

H 2 SiO 3 + 2KOH = K 2 SiO 3 + 2H 2 O.

حمض السيليك هو أحد الأمثلة النادرة للأحماض غير القابلة للذوبان. مكتوب في شكل جزيئي. نكتب KOH و K 2 SiO 3 في شكل أيوني. H 2 O ، بطبيعة الحال ، نكتب في شكل جزيئي:

H 2 SiO 3 + 2K ++ 2 أوه - = 2K ++ SiO 3 2- + 2H 2 O.

نرى أن أيونات البوتاسيوم لا تتغير أثناء التفاعل. هذه الجسيمات لا تشارك في العملية ، يجب إزالتها من المعادلة. نحصل على المعادلة الأيونية القصيرة المطلوبة:

H 2 SiO 3 + 2OH - = SiO 3 2- + 2H 2 O.

كما ترون ، يتم تقليل العملية إلى تفاعل حمض السيليك مع أيونات OH. لا تلعب أيونات البوتاسيوم أي دور في هذه الحالة: يمكننا استبدال KOH بهيدروكسيد الصوديوم أو هيدروكسيد السيزيوم ، بينما تحدث نفس العملية في دورق التفاعل.

مثال 6... تم إذابة أكسيد النحاس (II) في حامض الكبريتيك. اكتب معادلة أيونية كاملة وموجزة لهذا التفاعل.

حل... تتفاعل الأكاسيد الأساسية مع الأحماض لتكوين الملح والماء:

H 2 SO 4 + CuO = CuSO 4 + H 2 O.

المعادلات الأيونية المقابلة موضحة أدناه. أعتقد أنه ليس من الضروري التعليق على أي شيء في هذه الحالة.

2 س + SO 4 2-+ CuO = Cu 2+ + SO 4 2-+ H 2 O

2H + + CuO = Cu 2+ + H 2 O

مثال 7... وصف تفاعل الزنك مع حمض الهيدروكلوريك باستخدام المعادلات الأيونية.

حل... تتفاعل المعادن الموجودة في سلسلة الفولتية الموجودة على يسار الهيدروجين مع الأحماض مع إطلاق الهيدروجين (نحن لا نناقش الخصائص المحددة للأحماض المؤكسدة الآن):

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2.

يمكن كتابة المعادلة الأيونية الكاملة بسهولة:

Zn + 2H + + 2Cl -= Zn 2+ + 2Cl -+ H 2.

لسوء الحظ ، عند التبديل إلى معادلة قصيرة في مهام من هذا النوع ، غالبًا ما يرتكب أطفال المدارس أخطاء. على سبيل المثال ، إزالة الزنك من طرفي المعادلة. هذا خطأ فادح! على الجانب الأيسر توجد مادة بسيطة ، ذرات زنك غير مشحونة. على الجانب الأيمن نرى أيونات الزنك. هذه أشياء مختلفة تمامًا! تأتي المزيد من الخيارات الرائعة. على سبيل المثال ، يتم شطب أيونات H + على الجانب الأيسر وجزيئات H 2 على الجانب الأيمن. هذا مدفوع بحقيقة أن كلاهما هيدروجين. ولكن بعد ذلك ، باتباع هذا المنطق ، يمكن للمرء ، على سبيل المثال ، افتراض أن H 2 و HCOH و CH 4 "واحد ونفس الشيء" ، لأن كل هذه المواد تحتوي على الهيدروجين. انظر كيف يمكنك الحصول على سخيفة!

بطبيعة الحال ، في هذا المثال يمكننا (ويجب علينا!) محو أيونات الكلور فقط. نحصل على الإجابة النهائية:

Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2.

على عكس جميع الأمثلة التي تمت مناقشتها أعلاه ، فإن هذا التفاعل هو الأكسدة والاختزال (خلال هذه العملية ، تتغير حالات الأكسدة). لكن بالنسبة لنا ، هذا غير مهم تمامًا: الخوارزمية العامة لكتابة المعادلات الأيونية تستمر في العمل هنا أيضًا.

المثال 8... تم وضع النحاس في محلول مائي من نترات الفضة. صف العمليات التي تحدث في الحل.

حل... المعادن الأكثر نشاطًا (التي تقف إلى اليسار في سلسلة الفولتية) تزيح المعادن الأقل نشاطًا من محاليل أملاحها. النحاس موجود في سلسلة الفولتية على يسار الفضة ، لذلك يزيح Ag من محلول الملح:

النحاس + 2AgNO 3 = النحاس (NO 3) 2 + 2Ag ↓.

المعادلات الأيونية الكاملة والموجزة مذكورة أدناه:

النحاس 0 + 2Ag + + 2NO 3 -= النحاس 2+ + 2NO 3 -+ 2Ag ↓ 0 ،

النحاس 0 + 2Ag + = النحاس 2+ + 2Ag ↓ 0.

المثال 9... اكتب معادلات أيونية تصف تفاعل المحاليل المائية لهيدروكسيد الباريوم وحمض الكبريتيك.

حل... نحن نتحدث عن تفاعل التعادل المعروف ، يمكن كتابة المعادلة الجزيئية دون صعوبة:

Ba (OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O.

المعادلة الأيونية الكاملة:

Ba 2+ + 2OH - + 2H + + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O.

حان الوقت لعمل معادلة قصيرة ، وهنا تتضح تفاصيل مثيرة للاهتمام: في الواقع ، لا يوجد شيء يمكن اختزاله. لا نرى الجسيمات نفسها في طرفي المعادلة الأيمن والأيسر. ما يجب القيام به؟ تبحث عن علة؟ لا ، ليس هناك خطأ هنا. الوضع الذي واجهناه غير نمطي ، لكنه مقبول تمامًا. لا توجد أيونات مراقب هنا ؛ تشارك جميع الجسيمات في التفاعل: عندما تتحد أيونات الباريوم وأنيون الكبريتات ، يتشكل راسب من كبريتات الباريوم ، وعندما تتفاعل أيونات H + و OH ، يتشكل إلكتروليت ضعيف (ماء).

"ولكن ، معذرة!" أنت تصرخ. - "كيف نصنع معادلة أيونية قصيرة؟"

مستحيل! يمكنك القول أن المعادلة القصيرة هي نفسها المعادلة الكاملة ، يمكنك إعادة كتابة المعادلة السابقة مرة أخرى ، لكن هذا لن يغير معنى رد الفعل. دعونا نأمل أن يحميك القائمون على تجميع إصدارات USE من مثل هذه الأسئلة "الزلقة" ، ولكن ، من حيث المبدأ ، يجب أن تكون مستعدًا لأي سيناريو.

حان الوقت لبدء العمل بمفردك. أقترح عليك إكمال المهام التالية:

التمرين رقم 6... اكتب المعادلات الجزيئية والأيونية (كاملة وقصيرة) للتفاعلات التالية:

Ba (OH) 2 + HNO 3 =
Fe + HBr =
Zn + CuSO 4 =
SO 2 + KOH =

كيفية حل المهمة 31 في امتحان الكيمياء

من حيث المبدأ ، قمنا بالفعل بتحليل الخوارزمية لحل هذه المشكلة. المشكلة الوحيدة هي أنه في الامتحان تتم صياغة المهمة إلى حد ما ... غير عادية. سيتم تقديمك مع قائمة بالعديد من المواد. سيكون عليك اختيار مركبين يمكن التفاعل بينهما ، وتشكيل المعادلات الجزيئية والأيونية. على سبيل المثال ، يمكن صياغة مهمة على النحو التالي:

المثال 10... هناك محاليل مائية لهيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد الباريوم وكبريتات البوتاسيوم وكلوريد الصوديوم ونترات البوتاسيوم تحت تصرفك. اختر مادتين يمكن أن تتفاعل مع بعضهما البعض ؛ اكتب معادلة التفاعل الجزيئي بالإضافة إلى المعادلة الأيونية الكاملة والموجزة.

حل... عند تذكر خصائص الفئات الرئيسية للمركبات غير العضوية ، توصلنا إلى استنتاج مفاده أن التفاعل الوحيد الممكن هو تفاعل المحاليل المائية لهيدروكسيد الباريوم وكبريتات البوتاسيوم:

Ba (OH) 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2KOH.

المعادلة الأيونية الكاملة:

با 2+ + 2 ساعة - + 2K ++ SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2K + + 2 ساعة -.

معادلة أيونية قصيرة:

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓.

بالمناسبة ، انتبه إلى نقطة مثيرة للاهتمام: تبين أن المعادلات الأيونية القصيرة متطابقة في هذا المثال وفي المثال 1 من الجزء الأول من هذه المقالة. للوهلة الأولى ، يبدو هذا غريبًا: تتفاعل مواد مختلفة تمامًا ، والنتيجة واحدة. في الواقع ، لا يوجد شيء غريب هنا: المعادلات الأيونية تساعد على رؤية جوهر التفاعل ، والذي يمكن إخفاؤه تحت أغلفة مختلفة.

ولحظة واحدة. دعنا نحاول أخذ مواد أخرى من القائمة المقترحة ووضع المعادلات الأيونية. حسنًا ، على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك تفاعل نترات البوتاسيوم وكلوريد الصوديوم. لنكتب المعادلة الجزيئية:

KNO 3 + NaCl = NaNO 3 + KCl.

حتى الآن ، كل شيء يبدو معقولًا بدرجة كافية ، وننتقل إلى المعادلة الأيونية الكاملة:

K + + NO 3 - + Na + + Cl - = Na + + NO 3 - + K + + Cl -.

نبدأ في إزالة ما هو غير ضروري والعثور على التفاصيل غير السارة: كل شيء في هذه المعادلة "زائدة عن الحاجة". كل الجسيمات الموجودة في الجانب الأيسر ، نجدها في اليمين. ماذا يعني هذا؟ هل هذا ممكن؟ نعم ، ربما ببساطة لا يوجد رد فعل في هذه الحالة ؛ الجسيمات التي كانت موجودة في الأصل في المحلول ستبقى فيه. لا رد فعل!

كما ترون ، كتبنا بهدوء هراء في المعادلة الجزيئية ، لكننا فشلنا في "خداع" المعادلة الأيونية القصيرة. هذا هو الحال عندما تصبح الصيغ أكثر ذكاءً منا! تذكر: إذا وجدت ، عند كتابة معادلة أيونية قصيرة ، ضرورة إزالة جميع المواد ، فهذا يعني أنك إما مخطئ وتحاول "تقليل" شيء غير ضروري ، أو أن رد الفعل هذا مستحيل بشكل عام.

المثال 11... كربونات الصوديوم ، كبريتات البوتاسيوم ، بروميد السيزيوم ، حمض الهيدروكلوريك ، نترات الصوديوم. من القائمة المقترحة ، حدد مادتين قادرتين على التفاعل مع بعضهما البعض ، واكتب المعادلة الجزيئية للتفاعل ، بالإضافة إلى المعادلات الأيونية الكاملة والقصيرة.

حل... تحتوي هذه القائمة على 4 أملاح وحمض واحد. الأملاح قادرة على التفاعل مع بعضها البعض فقط في حالة تشكل راسب أثناء التفاعل ، ولكن لا يمكن لأي من الأملاح المدرجة أن تشكل راسبًا بالتفاعل مع ملح آخر من هذه القائمة (تحقق من هذه الحقيقة باستخدام جدول الذوبان!) قادر على التفاعل مع الملح فقط عندما يتكون الملح من حمض أضعف. لا يمكن إزاحة أحماض الكبريتيك والنتريك والهيدروبروميك بفعل حمض الهيدروكلوريك. الخيار الوحيد المعقول هو تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع كربونات الصوديوم.

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2

يرجى ملاحظة: بدلاً من الصيغة H 2 CO 3 ، والتي ، من الناحية النظرية ، يجب أن تكون قد تشكلت أثناء التفاعل ، نكتب H 2 O و CO 2. هذا صحيح ، لأن حمض الكربونيك غير مستقر للغاية حتى في درجة حرارة الغرفة ويتحلل بسهولة في الماء وثاني أكسيد الكربون.

عند كتابة المعادلة الأيونية الكاملة ، نأخذ في الاعتبار أن ثاني أكسيد الكربون ليس بالكهرباء:

2Na + + CO 3 2- + 2H + 2Cl - = 2Na + + 2Cl - + H 2 O + CO 2.

بإزالة غير الضروري ، نحصل على معادلة أيونية قصيرة:

CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2.

الآن جرب قليلا! حاول ، كما فعلنا في المسألة السابقة ، إنشاء معادلات أيونية للتفاعلات غير القابلة للتحقيق. خذ كربونات الصوديوم وكبريتات البوتاسيوم ، أو بروميد السيزيوم ونترات الصوديوم ، على سبيل المثال. تأكد من أن المعادلة الأيونية الموجزة مرة أخرى "فارغة".

ضع في اعتبارك 6 أمثلة أخرى لحل مهام USE-31 ،
سنناقش كيفية تكوين المعادلات الأيونية في حالة تفاعلات الأكسدة والاختزال المعقدة ،
سنقدم أمثلة على المعادلات الأيونية التي تتضمن مركبات عضوية ،
دعونا نتطرق إلى تفاعلات التبادل الأيوني التي تحدث في وسط غير مائي.

الزنك (Zn) هو عنصر كيميائي ينتمي إلى مجموعة المعادن القلوية الترابية. في الجدول الدوري لمندليف يقع في الرقم 30 ، مما يعني أن شحنة النواة الذرية وعدد الإلكترونات والبروتونات هي أيضًا 30. الزنك موجود في المجموعة الجانبية II من الفترة IV. من خلال رقم المجموعة ، يمكنك تحديد عدد الذرات الموجودة عند التكافؤ أو مستوى الطاقة الخارجية - على التوالي ، 2.

الزنك كمعدن قلوي نموذجي

الزنك هو ممثل نموذجي للمعادن ؛ في حالته الطبيعية يكون له لون رمادي مزرق ، يتأكسد بسهولة في الهواء ، ويكتسب طبقة أكسيد (ZnO) على السطح.

كمعدن مذبذب نموذجي ، يتفاعل الزنك مع الأكسجين الجوي: 2Zn + O2 = 2ZnO - بدون درجة حرارة ، مع تكوين فيلم أكسيد. عند تسخينها ، تشكل مسحوقًا أبيض.

يتفاعل الأكسيد نفسه مع الأحماض لتكوين الملح والماء:

2ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O.

مع المحاليل الحمضية. إذا كان الزنك ذو نقاوة طبيعية ، فإن معادلة تفاعل حمض الهيدروكلوريك Zn تكون أدناه.

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 هي المعادلة الجزيئية للتفاعل.

Zn (شحنة 0) + 2H (شحنة +) + 2Cl (شحنة -) = Zn (شحنة +2) + 2Cl (شحن -) + 2 H (شحنة 0) - إجمالي Zn حمض الهيدروكلوريك الأيونيمعادلة التفاعل.

Zn + 2H (+) = Zn (2+) + H2 - S.I.U. (معادلة التفاعل الأيوني المختصرة).

تفاعل الزنك مع حمض الهيدروكلوريك

تنتمي معادلة تفاعل حمض الهيدروكلوريك Zn إلى نوع الأكسدة والاختزال. يمكن إثبات ذلك من خلال حقيقة أن شحنة Zn و H2 تغيرت أثناء التفاعل ، ولوحظ مظهر نوعي للتفاعل ، ولوحظ أيضًا وجود عامل مؤكسد وعامل اختزال.

في هذه الحالة ، H2 هو عامل مؤكسد ، منذ ج. س. كان الهيدروجين قبل بدء التفاعل "+" وبعده أصبح "0". شارك في عملية الاسترداد وتبرع بإلكترونين.

Zn هو عامل مختزل ؛ يشارك في الأكسدة ، ويقبل إلكترونين ، مما يزيد من S.O. (حالة الأكسدة).

إنه أيضًا تفاعل استبدال. اشتملت على مادتين ، Zn بسيط و HCl معقد. نتيجة للتفاعل ، تم تكوين مادتين جديدتين ، بالإضافة إلى واحدة بسيطة - H2 ومركب واحد - ZnCl2. نظرًا لأن الزنك يقع في نطاق نشاط المعادن حتى H2 ، فقد أزاحه من المادة التي تفاعلت معه.