Zn ioonne. HCl ZN, OSR reaktsioonivõrrand, lühendatud ioonivõrrand. Tsinkreaktsioon vesinikkloriidhappega

Tsink (Zn) on keemiline element, mis kuulub leelismuldmetallide rühma. Perioodilises tabelis Mendeleev asub number 30, mis tähendab, et aatomi tuuma tasu, elektronide ja prootonite arv on võrdne ka 30. tsink on IV-grupi külgperioodil. Grupi arvu järgi saate määrata aatomite arvu, mis on oma valentsil või välise energia tasemel - vastavalt 2.

Tsink kui tüüpiline leeliseline metall

Tsink on tüüpiline esindaja metallid, normaalses seisukorras sellel on sinakas-hall värv, kergesti oksüdeeritud õhus, omandada oksiidfilmi pinnal (ZNO).

Tüüpilise AMPHOTER metallist tsinkidena suhtleb õhu hapnikuga: 2ZN + O2 \u003d 2ZNO - temperatuur ei ole oksiidi kile moodustumisega. Kuumutamisel moodustub valge pulber.

Oksiidi ise reageerib hapetega, et moodustada soola ja vett:

2ZNO + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2O.

Happeliste lahustega. Kui tsink tavaline puhtus, siis HCl ZN reaktsiooni võrrandi on allpool.

Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2 on molekulaarse reaktsiooni võrrand.

ZN (Charge 0) + 2H (CHARGE +) + 2CL (CHARGE -) \u003d ZN (CHARGE +2) + 2CL (laadimine -) + 2H (laadimine 0) - täielik Zn HCl ioonreaktsioonivõrrand.

ZN + 2H (+) \u003d ZN (2+) + H2 - S.i. (Lühendatud ioonreaktsiooni võrrandi).

Tsinkreaktsioon vesinikkloriidhappega

See HCl Zn reaktsioonivõrrand viitab redoksi tüübile. Seda saab tõendada asjaoluga, et reaktsiooni ajal muutis Zn ja H2, reaktsiooni kvalitatiivset ilmingut täheldati ja oksüdeeriva aine olemasolu ja redutseerijat täheldati.

Sel juhul H2 on oksüdeeriv aine, sest. umbes. Vesiniku enne reaktsiooni "+" ja pärast seda sai "0". Ta osales taastumisprotsessis, andes 2 elektroni.

Zn on redutseerija, see on seotud oksüdatsiooniga, võttes 2 elektroni, suurendades C.O. (oksüdeerimise aste).

Samuti on see asendamise reaktsioon. Selle käigus osales 2 ainet, lihtne ZN ja keeruline - HCl. Reaktsiooni tulemusena moodustati 2 uut ainet ning üks lihtne - H2 ja üks kompleks - ZnCl2. Kuna Zn asub metalli aktiivsuse rida H2-sse, lükkas ta ta välja osaga, mis reageeris sellega.

Tsink kui tüüpiline leeliseline metall

Tsink on tüüpiline esindaja metallid, normaalses seisukorras sellel on sinakas-hall värv, kergesti oksüdeeritud õhus, omandada oksiidfilmi pinnal (ZNO).

Tüüpilise AMPHOTER metallist tsinkidena suhtleb õhu hapnikuga: 2ZN + O2 \u003d 2ZNO - temperatuur ei ole oksiidi kile moodustumisega. Kuumutamisel moodustub valge pulber.

Oksiidi ise reageerib hapetega, et moodustada soola ja vett:

2ZNO + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2O.

Happeliste lahustega. Kui tsink tavaline puhtus, siis HCl ZN reaktsiooni võrrandi on allpool.

Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2 on molekulaarse reaktsiooni võrrand.

ZN (Charge 0) + 2H (CHARGE +) + 2CL (CHARGE -) \u003d ZN (CHARGE +2) + 2CL (laadimine -) + 2H (laadimine 0) - täielik Zn HCl ioonreaktsioonivõrrand.

ZN + 2H (+) \u003d ZN (2+) + H2 - S.i. (Lühendatud ioonreaktsiooni võrrandi).

Tsinkreaktsioon vesinikkloriidhappega

Sel juhul H2 on oksüdeeriv aine, sest. umbes. Vesiniku enne reaktsiooni "+" ja pärast seda sai "0". Ta osales taastumisprotsessis, andes 2 elektroni.

Zn on redutseerija, see on seotud oksüdatsiooniga, võttes 2 elektroni, suurendades C.O. (oksüdeerimise aste).

On aeg edasi liikuda. Nagu me juba teame, vajab täielik ioonivõrrand "puhastamine". On vaja eemaldada need osakesed, mis esinevad võrrandi paremas ja vasakul osades. Neid osakesi nimetatakse mõnikord "ioonide vaatlejateks"; Nad ei osale reaktsioonis.

Põhimõtteliselt ei ole selles osas midagi keerulist. On vaja ainult tähelepanelik ja mõista, et mõnel juhul võivad täielikud ja lühikesed võrrandid langeda kokku (rohkem - vt näide 9).

Näide 5.. Tehke täielik ja lühiajaline ioon-võrrandid, mis kirjeldavad silikhappe ja kaaliumhüdroksiidi koostoimet vesilahuses.

Otsus. Alustame loomulikult molekulaarse võrrandiga:

H2 Sio 3 + 2KOH \u003d K 2 SiO3 + 2H 2 O.

Silikoonhape on üks lahustumatute hapete haruldastest näidetest; Me kirjutame molekulaarse vormi. Koh ja K 2 Sio 3 Me kirjutame ioonvormis. H2O loomulikult kirjutatud molekulaarses vormis:

H 2 Sio 3 + 2k +. + 2OH - \u003d 2k +. + Sio 3 2- + 2H 2 O.

Me näeme, et kaaliumioonid ei muutu reaktsiooni ajal. Need osakesed ei osale protsessis, me peame need võrrandist eemaldama. Me saame soovitud lühike ioonivõrrandi:

H2 SiO3 + 2OH - \u003d Si032- + 2H2 O.

Nagu näete, vähendatakse protsessi silikhappe koostoimesse OH ioonidega. Kaaliumi ioonid käesoleval juhul ei mängi mingit rolli: me võime asendada naatriumhüdroksiidi või tseesiumhüdroksiidi, samas kui sama protsess toimuks reaktsioonikolbi.

Näide 6.. Vaskoksiidi (II) lahustati väävelhappes. Kirjutage selle reaktsiooni täielikud ja lühikesed ioonsed võrrandid.

Otsus. Peamised oksiidid reageerivad hapetega soola ja vee moodustumisega:

H2 SO 4 + CuO \u003d Cuso 4 + H2 O.

Vastavad ioonivõrrandid on toodud allpool. Ma arvan, et kommentaar midagi sel juhul on liiga.

2H + +. Nii 4 2- + Cuo \u003d CU 2+ + Nii 4 2- + H2O

2H + + cuo \u003d CU2 + H20

Näide 7.. Ioonivõrrandite abil kirjeldage tsinki koostoimet vesinikkloriidhappega.

Otsus. Metallid, mis seisavad vesiniku vasakul poolel, reageerivad vesiniku vabanemisega hapetega (oksüdanthapete spetsiifilised omadused Me ei aruta praegu):

Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2.

Täielik ioonivõrrand salvestatakse ilma raskusteta:

ZN + 2H + + 2cl - \u003d Zn2+ + 2cl - + H2.

Kahjuks muudavad koolilapsed lühidalt võrrandile lühidalt võrrandile vigu. Näiteks tsink eemaldatakse kahest osast võrrandi. See on karm viga! Vasakul küljel on lihtne aine, laenguta tsink aatomid. Õigel osa, me näeme tsinki ioone. Need on täiesti erinevad objektid! On ka fantastilisi võimalusi. Näiteks H + ioonid on vasakul küljel ja parempoolses H2 molekulides. Motiveerib asjaolu, et mõlemad on vesinik. Aga siis pärast seda loogikat on võimalik, näiteks eeldada, et H2, HCOH ja CH 4 on "sama asi", kuna kõigis need ained sisaldavad vesinikku. Vaadake, millise absurdse saate kõndida!

Loomulikult saame selles näites (ja peaksite!) Kustutama ainult kloori ioone. Me saame lõpliku vastuse:

Zn + 2H + \u003d ZN2 + + H2.

Erinevalt kõikidest demonteeritud näidetest on see reaktsioon redoks (selle protsessi käigus on oksüdeerumis kraadi muutus). Meie jaoks on siiski täiesti mittehangeteta: üldine algoritm ioonivõrrandite kirjutamiseks jätkab siin jätkuvalt.

Näide 8.. Vask paigutatud hõbenitraadi vesilahusesse. Kirjeldage lahuses esinevaid protsesse.

Otsus. Aktiivsemad metallid (vasakult vasakule rida stresside) on mahajäetud vähem aktiivse lahendusi nende soolade. Vask asub hõbeda vasakul poolpinge rida, seetõttu nihutab soolalahusest AG:

CU + 2Agno 3 \u003d Cu (nr 3) 2 + 2AG ↓.

Täielik ja lühike ioonivõrrandid on toodud allpool:

CU 0 + 2AG + + 2no 3 - \u003d CU 2+ + 2no 3 - + 2AG ↓ 0,

CU 0 + 2AG + \u003d CU 2+ + 2AG ↓ 0.

Näide 9.. Kirjutage ioonsed võrrandid, mis kirjeldavad baariumi ja väävelhappe hüdroksiidi vesilahuste koostoimet.

Otsus. Me räägime tuntud neutraliseerimisreaktsioonist, molekulaarne võrrand registreeritakse ilma raskusteta:

BA (OH) 2 + H2 SO 4 \u003d Baso 4 ↓ + 2H 2 O.

Täielik ioonivõrrand:

BA 2+ + 2OH - + 2H + + nii 4 2- \u003d baso 4 ↓ + 2H 2 O.

On aeg teha lühikese võrrandi ja siin selgub huvitav detail: lõigata, tegelikult midagi. Me ei jälgi sama osakesi võrrandi paremas ja vasakul osakesi. Mida teha? Otsi viga? Ei, siin ei ole viga. Olukord on meile ebatüüpiline, kuid üsna vastuvõetav. Vaatlejaid ei ole; Kõik osakesed on reaktsiooni kaasatud: baariumi ja sulfaadi ühendamisel moodustub baariumsulfaadi sade ja H + ja OH ioonide interaktsiooniga - nõrk elektrolüütide (vesi) koostoimega.

"Aga lubage mul!" - hüüatan sind. - "Kuidas me peame lühikese ioonivõrrandi?"

Mitte mingil juhul! Võite öelda, et lühike võrrand langeb koos täieliku võrrandiga, saate eelmise võrrandi uuesti kirjutada, kuid reaktsiooni punkt ei muutu. Loodame, et EEM-valikute koostajad vabanevad sinust sellistest "libedest" küsimustest, kuid põhimõtteliselt peaksite olema valmis sündmuste mis tahes teostuse jaoks.

On aeg ise töötada. Ma soovitan teil täita järgmisi ülesandeid:

Harjutus 6.. Tee molekulaarsed ja ioonsed võrrandid (täis ja lühike) järgmistest reaktsioonidest:

BA (OH) 2 + HNO 3 \u003d
FE + HBR \u003d
ZN + CUSO 4 \u003d
SO 2 + KOH \u003d

Kuidas lahendada eksami ülesande 31 keemia

Põhimõtteliselt algoritm selle ülesande lahendamiseks oleme juba demonteeritud. Ainus probleem on see, et ülesanne on sõnastatud mitu ... ebatavaline. Teile pakutakse mitu ainet. Te peate valima kaks ühendit, mille vahel reaktsioon on võimalik, teha molekulaarseid ja ioonseid võrrandeid. Näiteks võib ülesannet sõnastada järgmiselt:

Näide 10.. Teie käsutuses on naatriumhüdroksiidi vesilahused, baariumhüdroksiidi, kaaliumsulfaadi, naatriumkloriidi ja kaaliumnitraadi vesilahused. Valige kaks ainet, mis võivad üksteisega reageerida; Kirjutage molekulaarse reaktsiooni võrrandi, samuti täis- ja lühiajalised võrrandid.

Otsus. Anorgaaniliste ühendite põhiklasside omadused, järeldame, et ainus võimalik reaktsioon on baariumhüdroksiidi ja kaaliumsulfaadi vesilahuste koostoime:

BA (OH) 2 + K 2 SO 4 \u003d Baso 4 ↓ + 2KOH.

Täielik ioonivõrrand:

BA 2+ +. 2OH - + 2k +. + SO 4 2- \u003d Baso 4 ↓ + 2k +. + 2OH -.

Lühike ioonivõrrand:

BA 2+ + SO 4 2- \u003d Baso 4 ↓.

Muide, pöörama tähelepanu huvitavale punktile: lühikese ioonivõrrandid osutusid selles näites identseks ja näites 1 käesoleva artikli esimesest osast. Esmapilgul tundub see kummaline: täiesti erinevad ained reageerivad ja tulemus on sama. Tegelikult ei ole midagi imelikku siin: ioonsed võrrandid aitavad näha reaktsiooni olemust, mida saab peita erinevatel kestadel.

Ja üks hetk. Proovime võtta teisi aineid kavandatava nimekirja ja muuta ioonivõrrandid. Noh, näiteks kaaluge kaaliumnitraadi ja naatriumkloriidi koostoimet. Me kirjutame molekulaarse võrrandi:

KNO 3 + NaCl \u003d Nano 3 + KCl.

Kuigi kõik tundub üsna usutav ja me pöördume täieliku ioon-võrrandi poole:

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

Alustame liiga palju puhastada ja tuvastada ebameeldiva detaili: kõik selles võrrandis on "üleliigne". Kõik vasakpoolses olevad osakesed leiame mõlemad paremale. Mida see tähendab? Kas see on võimalik? Jah, võib-olla lihtsalt sel juhul ei esine reaktsiooni; Osakesed, mis algselt lahuses esinevad, jäävad sellesse. Reaktsiooni pole!

Näete molekulaarse võrrandi, me rahulikult kirjutas jama, kuid see ei olnud võimalik "petta" lühike ioon võrrandi. See on nii juhtum, kui valemid osutuvad targemaks kui meid! Pidage meeles: kui lühikese ioonivõrrandi kirjutamisel jõuate vajadusele kõik ained eemaldada, tähendab see, et kas te eksiteid ja üritate "lõigata" midagi üleliigne või see reaktsioon on üldiselt võimatu.

Näide 11.. Naatriumkarbonaat, kaaliumsulfaat, tseesiumbromiid, vesinikkloriidhape, naatriumnitraat. Kavandatava nimekirja põhjal valige kaks ainet, mis suudavad üksteisega reageerida, kirjutada reaktsiooni molekulaarse võrrandi, samuti täieliku ja lühiajalise võrrandiga.

Otsus. Nimekiri sisaldab 4 sooli ja üks hape. Soolad on võimelised üksteisega reageerima ainult siis, kui sade moodustub reaktsiooni ajal, kuid ükski loetletud sooladest ei ole võimeline moodustama sademe reaktsioonis teise soolaga selle nimekirjaga (kontrollige seda asjaolu lahustuvuse tabeli abil!) Hape Võib reageerida soola ainult juhul, kui soola moodustub nõrgem hape. Väävel, lämmastik- ja bromaanhapet ei saa HCI toime abil ära jätta. Ainus mõistlik võimalus on vesinikkloriidhappe koostoime naatriumkarbonaadiga.

Na2C03 + 2HCl \u003d 2Nacl + H2O + CO 2

Pange tähele: mitte valemiga H2C03 asemel, mis teoreetiliselt oleks tulnud reaktsiooni ajal moodustada, kirjutame H2O ja CO 2. See on õige, sest söehape on äärmiselt ebastabiilne isegi toatemperatuuril ja kergesti laguneb vee ja süsinikdioksiidi.

Täieliku ioonivõrrandi salvestamisel leiame, et süsinikdioksiid ei ole elektrolüüt:

2NA + + CO 32- + 2H + 2Cl - \u003d 2Na + + 2Cl - + H20 + CO 2.

Me eemaldame liiga palju, saame lühikese ioonivõrrandi:

CO 32- + 2H + \u003d H2O + CO 2.

Ja nüüd eksperimenteerima veidi! Proovime, nagu me eelmises probleemis tegime, tegime täitmata reaktsioonide ioonseid võrrandeid. Võtke näiteks naatriumkarbonaat ja kaaliumsulfaat või tseesiumbromiid ja naatriumnitraat. Veenduge, et lühike ioonivõrrand uuesti "tühi".

mõtle veel 6 näidet EGE-31 ülesannete lahendamisel, \\ t
arutage, kuidas teha ioonseid võrrandeid keeruliste oksüdeerimisreaktsioonide puhul, \\ t
me anname näiteid maionilistest võrranditest, mis hõlmavad orgaanilisi ühendeid, \\ t
me mõjutame mittevesilahusesse keskkonnas voolava ioonivahetuse reageerimist.