Zn ionska. Enačba HCl Zn reakcije, ORP, skrajšana ionska enačba. Reakcija cinka s klorovodikovo kislino

Cink (Zn) je kemični element, ki spada v skupino zemeljskoalkalijskih kovin. V periodnem sistemu Mendelejeva se nahaja na številki 30, kar pomeni, da je tudi naboj atomskega jedra, število elektronov in protonov enako 30. Cink je v stranski II skupini IV obdobja. S številko skupine lahko določite število atomov, ki so na njeni valenčni oziroma zunanji energijski ravni - 2.

Cink kot tipična alkalijska kovina

Cink je tipičen predstavnik kovin; v normalnem stanju ima modrikasto sivo barvo, zlahka oksidira v zraku in na površini pridobi oksidni film (ZnO).

Cink kot tipična amfoterna kovina sodeluje z atmosferskim kisikom: 2Zn + O2 \u003d 2ZnO - brez temperature, s tvorbo oksidnega filma. Ko se segreje, tvori bel prah.

Oksid sam reagira s kislinami in tvori sol in vodo:

2ZnO + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2O.

Z raztopinami kislin. Če je cink normalne čistosti, je reakcijska enačba za HCl Zn spodaj.

Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2 je molekulska enačba reakcije.

Zn (naboj 0) + 2H (naboj +) + 2Cl (naboj -) \u003d Zn (naboj +2) + 2Cl (naboj -) + 2H (naboj 0) - popolna enačba ionske reakcije Zn HCl.

Zn + 2H (+) \u003d Zn (2+) + H2 - S.I.U. (skrajšana enačba ionske reakcije).

Reakcija cinka s klorovodikovo kislino

Ta enačba reakcije za HCl Zn pripada redoks tipu. To lahko dokažemo z dejstvom, da se je naboj Zn in H2 med reakcijo spreminjal, opazili smo kvalitativno manifestacijo reakcije, opazili pa smo tudi prisotnost oksidacijskega in redukcijskega sredstva.

V tem primeru je H2 oksidacijsko sredstvo, saj c. približno. vodik je bil pred začetkom reakcije "+", potem pa je postal "0". Sodeloval je v procesu okrevanja, daroval je 2 elektrona.

Zn je redukcijsko sredstvo; sodeluje pri oksidaciji, sprejema 2 elektrona in povečuje S.O. (oksidacijsko stanje).

Je tudi substitucijska reakcija. Vključevala je dve snovi, preprost Zn in kompleks HCl. Kot rezultat reakcije sta nastali dve novi snovi, ena preprosta - H2 in ena kompleksna - ZnCl2. Ker se Zn nahaja v območju kovinske aktivnosti do H2, ga je izrinil iz snovi, ki je z njim reagirala.

Cink kot tipična alkalijska kovina

Cink je tipičen predstavnik kovin; v normalnem stanju ima modrikasto sivo barvo, zlahka oksidira v zraku in na površini pridobi oksidni film (ZnO).

Cink kot tipična amfoterna kovina sodeluje z atmosferskim kisikom: 2Zn + O2 \u003d 2ZnO - brez temperature, s tvorbo oksidnega filma. Ko se segreje, tvori bel prah.

Oksid sam reagira s kislinami in tvori sol in vodo:

2ZnO + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2O.

Z raztopinami kislin. Če je cink normalne čistosti, je reakcijska enačba za HCl Zn spodaj.

Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2 je molekulska enačba reakcije.

Zn (naboj 0) + 2H (naboj +) + 2Cl (naboj -) \u003d Zn (naboj +2) + 2Cl (naboj -) + 2H (naboj 0) - popolna enačba ionske reakcije Zn HCl.

Zn + 2H (+) \u003d Zn (2+) + H2 - S.I.U. (skrajšana enačba ionske reakcije).

Reakcija cinka s klorovodikovo kislino

V tem primeru je H2 oksidacijsko sredstvo, saj c. približno. vodik je bil pred začetkom reakcije "+", potem pa je postal "0". Sodeloval je v procesu okrevanja, daroval je 2 elektrona.

Zn je redukcijsko sredstvo; sodeluje pri oksidaciji, sprejema 2 elektrona in povečuje S.O. (oksidacijsko stanje).

Čas je da gremo naprej. Kot že vemo, je treba celotno ionsko enačbo "očistiti". Treba je odstraniti delce, ki so prisotni na desni in levi strani enačbe. Ti delci se včasih imenujejo "opazovalni ioni"; ne sodelujejo v reakciji.

V tem delu načeloma ni nič zapletenega. Samo previdni morate biti in se zavedati, da lahko v nekaterih primerih popolna in kratka enačba sovpada (za več podrobnosti glejte primer 9).

5. primer... Napišite popolno in jedrnato enačbo, ki opisuje medsebojno delovanje silicijeve kisline in kalijevega hidroksida v vodni raztopini.

Sklep... Začnimo seveda z molekularno enačbo:

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

Silicijeva kislina je eden redkih primerov netopnih kislin; napisano v molekularni obliki. KOH in K 2 SiO 3 zapišemo v ionski obliki. H 2 O, naravno, pišemo v molekularni obliki:

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

Vidimo, da se kalijevi ioni med reakcijo ne spremenijo. Ti delci v procesu ne sodelujejo, zato jih moramo odstraniti iz enačbe. Dobimo želeno kratko ionsko enačbo:

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

Kot lahko vidite, se postopek zmanjša na interakcijo silicijeve kisline z OH - ioni. Kalijevi ioni v tem primeru nimajo nobene vloge: KOH bi lahko nadomestili z natrijevim hidroksidom ali cezijevim hidroksidom, isti postopek pa bi potekal v reakcijski bučki.

Primer 6... Bakrov (II) oksid smo raztopili v žveplovi kislini. Napiši popolno in jedrnato enačbo za to reakcijo.

Sklep... Osnovni oksidi reagirajo s kislinami in tvorijo sol in vodo:

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

Ustrezne ionske enačbe so podane spodaj. Mislim, da v tem primeru ni treba ničesar komentirati.

2H + + SO 4 2- + CuO \u003d Cu 2+ + SO 4 2- + H20

2H + + CuO \u003d Cu 2+ + H20

7. primer... Z uporabo ionskih enačb opišite interakcijo cinka s klorovodikovo kislino.

Sklep... Kovine v nizu napetosti levo od vodika reagirajo s kislinami s sproščanjem vodika (o posebnih lastnostih oksidativnih kislin zdaj ne razpravljamo):

Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H2.

Popolno ionsko enačbo lahko enostavno zapišemo:

Zn + 2H + + 2Cl - \u003d Zn 2+ + 2Cl - + H2.

Na žalost šolarji pri prehodu na kratko enačbo pri tovrstnih nalogah pogosto naredijo napake. Na primer odstranjevanje cinka z dveh strani enačbe. To je groba napaka! Na levi strani je preprosta snov, nenapolnjeni atomi cinka. Na desni strani vidimo cinkove ione. To so popolnoma različni predmeti! Naletijo še bolj fantastične možnosti. Na levi strani so na primer prečrtani ioni H +, na desni pa molekule H 2. To je motivirano z dejstvom, da sta oba vodik. Potem pa lahko po tej logiki na primer domnevamo, da so H2, HCOH in CH4 "eno in isto", saj vse te snovi vsebujejo vodik. Saj vidite, kako absurdni lahko postanete!

Seveda lahko v tem primeru (in bi morali!) Izbrišemo samo klorove ione. Končni odgovor dobimo:

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

Za razliko od vseh zgoraj obravnavanih primerov je ta reakcija redoks (v tem procesu se oksidacijska stanja spremenijo). Za nas pa je to povsem nepomembno: splošni algoritem za zapisovanje ionskih enačb tudi tu deluje še naprej.

Primer 8... Baker smo dali v vodno raztopino srebrovega nitrata. Opišite postopke, ki potekajo v raztopini.

Sklep... Bolj aktivne kovine (ki stojijo levo v nizu napetosti) izpodrivajo manj aktivne kovine iz raztopin njihovih soli. Baker je v vrsti napetosti levo od srebra, zato izpodriva Ag iz solne raztopine:

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

Popolne in jedrnate ionske enačbe so podane spodaj:

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

Cu 0 + 2Ag + \u003d Cu 2+ + 2Ag ↓ 0.

Primer 9... Napišite jonske enačbe, ki opisujejo medsebojno delovanje vodnih raztopin barijevega hidroksida in žveplove kisline.

Sklep... Govorimo o dobro znani nevtralizacijski reakciji, molekularno enačbo lahko brez težav zapišemo:

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

Popolna ionska enačba:

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

Čas je, da naredimo kratko enačbo in tu se pokaže zanimiva podrobnost: pravzaprav ni treba ničesar zmanjšati. Na desni in levi strani enačbe ne vidimo enakih delcev. Kaj storiti? Iščete napako? Ne, tukaj ni napake. Situacija, s katero smo se srečali, ni značilna, a povsem sprejemljiva. Tu ni ionov opazovalcev; Vsi delci sodelujejo v reakciji: ko se združijo barijevi ioni in sulfatni anion, nastane oborina barijevega sulfata, ob interakciji ionov H + in OH - pa nastane šibek elektrolit (voda).

"Ampak, oprostite!" vzkliknete. - "Kako naredimo kratko ionsko enačbo?"

Ni šans! Lahko rečete, da je kratka enačba enaka popolni, lahko ponovno prepišete prejšnjo enačbo, vendar se pomen reakcije ne bo spremenil. Upajmo, da vas bodo prevajalniki različic USE rešili takšnih "spolzkih" vprašanj, vendar bi morali biti načeloma pripravljeni na kakršen koli scenarij.

Čas je, da začnete delati sami. Predlagam vam, da opravite naslednje naloge:

6. vaja... Napišite molekularne in ionske enačbe (popolne in kratke) za naslednje reakcije:

Ba (OH) 2 + HNO3 \u003d
Fe + HBr \u003d
Zn + CuSO 4 \u003d
SO 2 + KOH \u003d

Kako rešiti nalogo 31 na izpitu iz kemije

Načeloma smo že analizirali algoritem za reševanje tega problema. Težava je le v tem, da je na izpitu naloga formulirana nekoliko ... nenavadno. Predstavili vam bomo seznam več snovi. Izbrati boste morali dve spojini, med katerimi je možna reakcija, sestaviti molekulsko in ionsko enačbo. Nalogo lahko na primer oblikujemo tako:

Primer 10... Na voljo so vam vodne raztopine natrijevega hidroksida, barijevega hidroksida, kalijevega sulfata, natrijevega klorida in kalijevega nitrata. Izberite dve snovi, ki lahko medsebojno reagirata; napišite enačbo molekularne reakcije ter popolne in jedrnate ionske enačbe.

Sklep... Ob sklicevanju na lastnosti glavnih razredov anorganskih spojin smo prišli do zaključka, da je edina možna reakcija interakcija vodnih raztopin barijevega hidroksida in kalijevega sulfata:

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

Popolna ionska enačba:

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

Kratka ionska enačba:

Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 ↓.

Mimogrede, bodite pozorni na zanimivo točko: kratke ionske enačbe so se v tem primeru in v primeru 1 iz prvega dela tega članka izkazale za enake. Na prvi pogled se to zdi nenavadno: reagirajo popolnoma različne snovi in \u200b\u200brezultat je enak. Pravzaprav tu ni nič čudnega: ionske enačbe pomagajo videti bistvo reakcije, ki se lahko skriva pod različnimi lupinami.

In en trenutek. Poskusimo vzeti druge snovi s predlaganega seznama in ustvariti ionske enačbe. No, razmislite na primer o medsebojnem delovanju kalijevega nitrata in natrijevega klorida. Zapišimo molekularno enačbo:

KNO 3 + NaCl \u003d NaNO 3 + KCl.

Zaenkrat je vse videti povsem verjetno in preidemo na polno ionsko enačbo:

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

Začnemo odstranjevati nepotrebno in najti neprijetne podrobnosti: VSE V tej enačbi je "odvečno". Vse delce, ki so prisotni na levi strani, najdemo na desni. Kaj to pomeni? Ali je to mogoče? Da, morda v tem primeru preprosto ni nobene reakcije; delci, ki so bili prvotno prisotni v raztopini, bodo ostali v njej. Brez reakcije!

Veste, v molekularno enačbo smo tiho zapisali neumnosti, vendar nismo uspeli "goljufati" kratke ionske enačbe. To je primer, ko se formule izkažejo pametnejše od nas! Ne pozabite: če boste pri pisanju kratke ionske enačbe morali odstraniti vse snovi, to pomeni, da se motite in poskušate "zmanjšati" nekaj nepotrebnega, ali pa je ta reakcija na splošno nemogoča.

Primer 11... Natrijev karbonat, kalijev sulfat, cezijev bromid, klorovodikova kislina, natrijev nitrat. Iz predlaganega seznama izberite dve snovi, ki lahko medsebojno reagirata, napišite molekulsko enačbo reakcije ter popolno in kratko ionsko enačbo.

Sklep... Ta seznam vsebuje 4 soli in eno kislino. Soli lahko reagirajo med seboj le, če med reakcijo nastane oborina, vendar nobena od naštetih soli ne more tvoriti oborine v reakciji z drugo soljo s tega seznama (to preverite s pomočjo tabele topnosti!) Kislina je lahko reagira s soljo le, če sol tvori šibkejša kislina. Žveplove, dušikove in bromovodikove kisline ni mogoče izpodriniti z delovanjem HCl. Edina smiselna možnost je interakcija klorovodikove kisline z natrijevim karbonatom.

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

Prosimo, upoštevajte: namesto formule H 2 CO 3, ki bi teoretično nastala med reakcijo, pišemo H 2 O in CO 2. To je pravilno, saj je ogljikova kislina izjemno nestabilna tudi pri sobni temperaturi in se zlahka razgradi v vodo in ogljikov dioksid.

Pri pisanju popolne ionske enačbe upoštevamo, da ogljikov dioksid ni elektrolit:

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

Odstranimo nepotrebno, dobimo kratko ionsko enačbo:

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

Zdaj pa malo eksperimentirajte! Poskusite, kot smo storili v prejšnjem problemu, sestaviti ionske enačbe za neuresničljive reakcije. Vzemimo na primer natrijev karbonat in kalijev sulfat ali cezijev bromid in natrijev nitrat. Prepričajte se, da je jedrnata ionska enačba spet "prazna".

razmislite še o 6 primerih reševanja nalog USE-31,
razpravljali bomo o tem, kako sestaviti ionske enačbe v primeru zapletenih redoks reakcij,
dali bomo primere ionskih enačb, ki vključujejo organske spojine,
dotaknimo se reakcij izmenjave ionov, ki potekajo v nevodnem mediju.