Zn jonski. Jednadžba HCl Zn reakcije, ORP, skraćeno-jonska jednadžba. Reakcija cinka sa solnom kiselinom

Cink (Zn) je hemijski element koji pripada grupi zemnoalkalnih metala. U periodnom sistemu Mendelejeva nalazi se na broju 30, što znači da je naboj atomske jezgre, broj elektrona i protona takođe 30. Cink je u bočnoj II grupi IV perioda. Brojem grupe možete odrediti broj atoma koji se nalaze na njegovoj valentnosti ili na vanjskoj razini energije - odnosno 2.

Cink kao tipični alkalni metal

Cink je tipični predstavnik metala, u svom normalnom stanju ima plavkasto-sivu boju, lako oksidira u zraku, stječući na površini oksidni film (ZnO).

Kao tipični amfoterni metal, cink stupa u interakciju s atmosferskim kisikom: 2Zn + O2 \u003d 2ZnO - bez temperature, formirajući oksidni film. Zagrijavanjem stvara bijeli prah.

Sam oksid reagira s kiselinama da bi stvorio sol i vodu:

2ZnO + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2O.

Sa kiselinskim rastvorima. Ako je cink normalne čistoće, tada je jednadžba reakcije za HCl Zn ispod.

Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2 je molekularna jednadžba reakcije.

Zn (naboj 0) + 2H (naboj +) + 2Cl (naboj -) \u003d Zn (naboj +2) + 2Cl (naboj -) + 2H (naboj 0) - dovrši jednadžbu jonske reakcije Zn HCl.

Zn + 2H (+) \u003d Zn (2+) + H2 - S.I.U. (skraćena jednadžba jonske reakcije).

Reakcija cinka sa solnom kiselinom

Ova jednadžba reakcije za HCl Zn pripada redoks tipu. To se može dokazati činjenicom da su se naboj Zn i H2 mijenjali tijekom reakcije, primijećena je kvalitativna manifestacija reakcije i primijećeno prisustvo oksidirajućeg i redukcijskog agensa.

U ovom slučaju, H2 je oksidirajuće sredstvo, budući da c. o. vodonik je prije početka reakcije bio "+", a nakon što je postao "0". Sudjelovao je u procesu oporavka, donirajući 2 elektrona.

Zn je redukcijsko sredstvo; sudjeluje u oksidaciji, prihvaćajući 2 elektrona, povećavajući S.O. (oksidaciono stanje).

To je ujedno i reakcija supstitucije. Uključivao je 2 supstance, jednostavan Zn i složeni HCl. Kao rezultat reakcije nastale su 2 nove supstance, kao i jedna jednostavna - H2 i jedna složena - ZnCl2. Budući da se Zn nalazi u rasponu aktivnosti metala do H2, on ga je istisnuo iz supstance koja je s njim reagirala.

Cink kao tipični alkalni metal

Cink je tipični predstavnik metala, u svom normalnom stanju ima plavkasto-sivu boju, lako oksidira u zraku, stječući na površini oksidni film (ZnO).

Kao tipični amfoterni metal, cink stupa u interakciju s atmosferskim kisikom: 2Zn + O2 \u003d 2ZnO - bez temperature, formirajući oksidni film. Zagrijavanjem stvara bijeli prah.

Sam oksid reagira s kiselinama da bi stvorio sol i vodu:

2ZnO + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2O.

Sa kiselinskim rastvorima. Ako je cink normalne čistoće, tada je jednadžba reakcije za HCl Zn ispod.

Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2 je molekularna jednadžba reakcije.

Zn (naboj 0) + 2H (naboj +) + 2Cl (naboj -) \u003d Zn (naboj +2) + 2Cl (naboj -) + 2H (naboj 0) - dovrši jednadžbu jonske reakcije Zn HCl.

Zn + 2H (+) \u003d Zn (2+) + H2 - S.I.U. (skraćena jednadžba jonske reakcije).

Reakcija cinka sa solnom kiselinom

U ovom slučaju, H2 je oksidirajuće sredstvo, budući da c. o. vodonik je prije početka reakcije bio "+", a nakon što je postao "0". Sudjelovao je u procesu oporavka, donirajući 2 elektrona.

Zn je redukcijsko sredstvo; sudjeluje u oksidaciji, prihvaćajući 2 elektrona, povećavajući S.O. (oksidaciono stanje).

Vrijeme je da krenemo dalje. Kao što već znamo, kompletnu jonsku jednadžbu treba "očistiti". Potrebno je ukloniti one čestice koje su prisutne i na desnoj i na lijevoj strani jednadžbe. Te se čestice ponekad nazivaju "joni promatrači"; oni ne sudjeluju u reakciji.

U principu, u ovom dijelu nema ništa komplikovano. Samo trebate biti oprezni i shvatiti da se u nekim slučajevima potpune i kratke jednadžbe mogu poklapati (za više detalja pogledajte primjer 9).

Primjer 5... Napišite cjelovitu i jezgrovitu jednadžbu koja opisuje interakciju silicijeve kiseline i kalijum hidroksida u vodenoj otopini.

Odluka... Počnimo, naravno, s molekularnom jednačinom:

H 2 SiO 3 + 2KOH \u003d K 2 SiO 3 + 2H 2 O.

Silicijeva kiselina je jedan od rijetkih primjera netopivih kiselina; napisano u molekularnom obliku. KOH i K2 SiO 3 zapisujemo u jonski oblik. H 2 O, prirodno, pišemo u molekularnom obliku:

H2 SiO3 + 2K + + 2OH - \u003d 2K + + SiO 3 2- + 2H 2 O.

Vidimo da se joni kalijuma ne mijenjaju tokom reakcije. Te čestice ne sudjeluju u procesu, moramo ih ukloniti iz jednadžbe. Dobivamo željenu kratku jonsku jednadžbu:

H 2 SiO 3 + 2OH - \u003d SiO 3 2- + 2H 2 O.

Kao što vidite, proces se svodi na interakciju silicijeve kiseline sa OH - ionima. Kalijumovi joni u ovom slučaju ne igraju nikakvu ulogu: KOH bismo mogli zamijeniti natrijevim hidroksidom ili cezijevim hidroksidom, a isti bi se postupak odvijao u reakcijskoj tikvici.

Primjer 6... Bakrov (II) oksid rastvoren je u sumpornoj kiselini. Napišite potpunu i sažetu jonsku jednadžbu za ovu reakciju.

Odluka... Osnovni oksidi reagiraju s kiselinama da bi stvorili sol i vodu:

H 2 SO 4 + CuO \u003d CuSO 4 + H 2 O.

Odgovarajuće jonske jednačine date su u nastavku. Mislim da je nepotrebno bilo šta komentarisati u ovom slučaju.

2H + + SO 4 2- + CuO \u003d Cu 2+ + SO 4 2- + H 2 O

2H + + CuO \u003d Cu 2+ + H 2 O

Primjer 7... Koristeći jonske jednadžbe, opišite interakciju cinka sa solnom kiselinom.

Odluka... Metali u nizu napona lijevo od vodika reagiraju s kiselinama s oslobađanjem vodonika (o posebnim svojstvima oksidirajućih kiselina sada ne razgovaramo):

Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H2.

Kompletna jonska jednadžba može se lako napisati:

Zn + 2H + + 2Cl - \u003d Zn 2+ + 2Cl - + H 2.

Nažalost, prilikom prelaska na kratku jednadžbu u zadacima ove vrste, školarci često griješe. Na primjer, uklanjanje cinka s dvije strane jednadžbe. Ovo je gruba greška! Na lijevoj strani nalazi se jednostavna supstanca, nenapunjeni atomi cinka. Na desnoj strani vidimo jone cinka. To su potpuno različiti predmeti! Nailaze još fantastičnije opcije. Na primjer, joni H + precrtani su na lijevoj strani, a molekuli H2 na desnoj strani. To je motivirano činjenicom da su oboje vodonik. Ali onda, slijedeći ovu logiku, može se, na primjer, pretpostaviti da su H2, HCOH i CH4 "jedno te isto", jer sve te supstance sadrže vodik. Vidite koliko apsurdno možete postati!

Naravno, u ovom primjeru možemo (i trebali bismo!) Izbrisati samo jone klora. Dobivamo konačni odgovor:

Zn + 2H + \u003d Zn 2+ + H 2.

Za razliku od svih gore opisanih primjera, ova reakcija je redoks (tijekom ovog procesa mijenjaju se oksidacijska stanja). Međutim, za nas je ovo potpuno nevažno: opći algoritam za pisanje jonskih jednadžbi i ovdje nastavlja raditi.

Primjer 8... Bakar je stavljen u vodenu otopinu srebrovog nitrata. Opišite procese koji se odvijaju u otopini.

Odluka... Aktivniji metali (stoje lijevo u nizu napona) istiskuju manje aktivne metale iz rastvora njihovih soli. Bakar je u nizu napona lijevo od srebra, pa istiskuje Ag iz otopine soli:

Cu + 2AgNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 2Ag ↓.

Kompletne i jezgrovite jednadžbe date su u nastavku:

Cu 0 + 2Ag + + 2NO 3 - \u003d Cu 2+ + 2NO 3 - + 2Ag ↓ 0,

Cu 0 + 2Ag + \u003d Cu 2+ + 2Ag ↓ 0.

Primjer 9... Napišite jonske jednadžbe koje opisuju interakciju vodenih otopina barijevog hidroksida i sumporne kiseline.

Odluka... Govorimo o dobro poznatoj reakciji neutralizacije, molekularnu jednadžbu možemo napisati bez poteškoća:

Ba (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 ↓ + 2H 2 O.

Kompletna jonska jednadžba:

Ba 2+ + 2OH - + 2H + + SO 4 2- \u003d BaSO 4 ↓ + 2H 2 O.

Vrijeme je da napravimo kratku jednadžbu i ovdje postaje jasan zanimljiv detalj: zapravo se nema što smanjiti. Ne vidimo iste čestice na desnoj i lijevoj strani jednadžbe. Šta da se radi? Tražite grešku? Ne, ovdje nema greške. Situacija s kojom smo se susreli nije tipična, ali sasvim prihvatljiva. Ovdje nema jona posmatrača; Sve čestice učestvuju u reakciji: kada se kombinuju barijum-joni i sulfat-anion, nastaje talog barijevog sulfata, a kada H + i OH - joni međusobno djeluju, nastaje slab elektrolit (voda).

"Ali, oprostite!" viknete. - "Kako napraviti kratku jonsku jednadžbu?"

Nema šanse! Možete reći da je kratka jednadžba ista kao i kompletna, možete ponovo prepisati prethodnu jednadžbu, ali značenje reakcije se neće promijeniti. Nadajmo se da će vas kompajleri verzija USE spasiti takvih "skliskih" pitanja, ali, u principu, trebali biste biti spremni za bilo koji scenarij.

Vrijeme je da počnete raditi sami. Predlažem da izvršite sljedeće zadatke:

Vježba 6... Napišite molekularne i jonske jednačine (potpune i kratke) za slijedeće reakcije:

Ba (OH) 2 + HNO 3 \u003d
Fe + HBr \u003d
Zn + CuSO 4 \u003d
SO 2 + KOH \u003d

Kako riješiti zadatak 31 na ispitu iz hemije

U principu, već smo analizirali algoritam za rješavanje ovog problema. Jedini je problem što se na ispitu zadatak formulira nekako ... neobično. Predstavit će vam se lista nekoliko supstanci. Morat ćete odabrati dva spoja između kojih je moguća reakcija, čine molekulsku i jonsku jednadžbu. Na primjer, zadatak se može formulirati na sljedeći način:

Primjer 10... Na raspolaganju su vam vodene otopine natrijum hidroksida, barijevog hidroksida, kalijum sulfata, natrijum klorida i kalijum nitrata. Odaberite dvije supstance koje mogu međusobno reagirati; napiši jednadžbu molekularne reakcije, kao i cjelovite i jezgrovite jednadžbe.

Odluka... Prisjećajući se svojstava glavnih klasa anorganskih spojeva, dolazimo do zaključka da je jedina moguća reakcija interakcija vodenih rastvora barijevog hidroksida i kalijum sulfata:

Ba (OH) 2 + K 2 SO 4 \u003d BaSO 4 ↓ + 2KOH.

Kompletna jonska jednadžba:

Ba 2+ + 2OH - + 2K + + SO 4 2- \u003d BaSO 4 ↓ + 2K + + 2OH -.

Kratka jonska jednadžba:

Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 ↓.

Usput, obratite pažnju na zanimljivu stvar: pokazalo se da su kratke jonske jednadžbe identične u ovom primjeru i u primjeru 1 iz prvog dijela ovog članka. Na prvi pogled ovo izgleda čudno: potpuno različite tvari reagiraju, a rezultat je isti. Zapravo, ovdje nema ništa čudno: jonske jednadžbe pomažu uvidjeti suštinu reakcije, koja se može sakriti pod različitim ljuskama.

I jedan trenutak. Pokušajmo uzeti druge supstance sa predložene liste i stvoriti jonske jednadžbe. Pa, na primjer, razmotrite interakciju kalijum nitrata i natrijum klorida. Napišimo molekularnu jednadžbu:

KNO 3 + NaCl \u003d NaNO 3 + KCl.

Za sada sve izgleda prilično prihvatljivo i prelazimo na punu jonsku jednadžbu:

K + + NO 3 - + Na + + Cl - \u003d Na + + NO 3 - + K + + Cl -.

Počinjemo uklanjati nepotrebno i otkrivati \u200b\u200bneugodne detalje: SVE u ovoj jednadžbi je "suvišno". Sve čestice prisutne na lijevoj strani nalazimo na desnoj. Šta to znači? Da li je to moguće? Da, možda u ovom slučaju jednostavno nema reakcije; čestice koje su izvorno bile u otopini ostat će u njemu. Nema reakcije!

Vidite, tiho smo zapisali gluposti u molekularnu jednadžbu, ali nismo uspjeli "prevariti" kratku jonsku jednadžbu. To je slučaj kada se formule pokažu pametnije od nas! Zapamtite: ako prilikom pisanja kratke jonske jednadžbe dođete do potrebe za uklanjanjem svih supstanci, to znači da se ili varate i pokušavate "smanjiti" nešto nepotrebno ili je ova reakcija uglavnom nemoguća.

Primjer 11... Natrijum karbonat, kalijum sulfat, cezijum bromid, hlorovodonična kiselina, natrijum nitrat. S predložene liste odaberite dvije supstance koje su sposobne međusobno reagirati, napišite molekularnu jednadžbu reakcije, kao i kompletnu i kratku ionsku jednadžbu.

Odluka... Ova lista sadrži 4 soli i jednu kiselinu. Soli mogu reagirati međusobno samo ako se tijekom reakcije stvori talog, ali nijedna od navedenih soli ne može stvoriti talog u reakciji s drugom solju s ovog popisa (provjerite ovu činjenicu pomoću tablice topljivosti!) Kiselina može reagirati sa solju samo kada sol tvori slabija kiselina. Sumporna, azotna i bromovodična kiselina ne mogu se istisnuti djelovanjem HCl. Jedina razumna opcija je interakcija klorovodične kiseline i natrijum karbonata.

Na 2 CO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2

Napominjemo: umjesto formule H 2 CO 3, koja je, u teoriji, trebala nastati tijekom reakcije, pišemo H 2 O i CO 2. To je točno, jer je ugljična kiselina izuzetno nestabilna čak i na sobnoj temperaturi i lako se razgrađuje u vodu i ugljični dioksid.

Pri pisanju potpune jonske jednadžbe, uzimamo u obzir da ugljični dioksid nije elektrolit:

2Na + + CO 3 2- + 2H + + 2Cl - \u003d 2Na + + 2Cl - + H 2 O + CO 2.

Uklanjamo nepotrebno, dobivamo kratku jonsku jednadžbu:

CO 3 2- + 2H + \u003d H 2 O + CO 2.

Sada malo eksperimentišite! Pokušajte, kao što smo to učinili u prethodnom problemu, sastaviti ionske jednadžbe za neostvarive reakcije. Uzmimo, na primer, natrijum karbonat i kalijum sulfat, ili cezijum bromid i natrijum nitrat. Osigurajte da je sažeta jonska jednadžba ponovo "prazna".

razmotriti još 6 primjera rješavanja zadataka USE-31,
razgovarat ćemo o tome kako sastaviti ionske jednadžbe u slučaju složenih redoks reakcija,
daćemo primjere jonskih jednadžbi koje uključuju organska jedinjenja,
dotaknimo se reakcija izmjene jona koje se odvijaju u nevodenom mediju.