สมการปฏิกิริยา Zn hcl ในรูปไอออนิก สมการปฏิกิริยา HCl Zn, ORP, สมการอิออนแบบย่อ ปฏิกิริยาของสังกะสีกับกรดไฮโดรคลอริก

ได้เวลาไปต่อแล้ว. อย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่าสมการไอออนิกที่สมบูรณ์นั้นจำเป็นต้อง "ล้าง" จำเป็นต้องกำจัดอนุภาคเหล่านั้นที่มีอยู่ในทั้งด้านขวาและด้านซ้ายของสมการ อนุภาคเหล่านี้บางครั้งเรียกว่า "ไอออนผู้สังเกตการณ์"; พวกเขาไม่ได้มีส่วนร่วมในปฏิกิริยา

โดยหลักการแล้วไม่มีอะไรซับซ้อนในส่วนนี้ คุณเพียงแค่ต้องระมัดระวังและตระหนักว่าในบางกรณี สมการที่สมบูรณ์และสั้นอาจตรงกัน (สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม ดูตัวอย่างที่ 9)

ตัวอย่างที่ 5... เขียนสมการไอออนิกที่สมบูรณ์และรัดกุมซึ่งอธิบายปฏิกิริยาของกรดซิลิซิกและโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ในสารละลายที่เป็นน้ำ

สารละลาย... มาเริ่มกันโดยธรรมชาติด้วยสมการโมเลกุล:

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

กรดซิลิซิกเป็นหนึ่งในตัวอย่างหายากของกรดที่ไม่ละลายน้ำ ถูกเขียนในรูปโมเลกุล เราเขียน KOH และ K 2 SiO 3 ในรูปไอออนิก H 2 O แน่นอนเราเขียนในรูปแบบโมเลกุล:

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

เราจะเห็นว่าโพแทสเซียมไอออนไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างปฏิกิริยา อนุภาคเหล่านี้ไม่ได้มีส่วนร่วมในกระบวนการ เราต้องลบออกจากสมการ เราได้สมการไอออนิกสั้น ๆ ที่ต้องการ:

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

อย่างที่คุณเห็น กระบวนการนี้ลดลงเหลือเพียงปฏิกิริยาของกรดซิลิซิกกับ OH - ไอออน โพแทสเซียมไอออนไม่มีบทบาทในกรณีนี้: เราสามารถแทนที่ KOH ด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์หรือซีเซียมไฮดรอกไซด์ ในขณะที่กระบวนการเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นในขวดปฏิกิริยา

ตัวอย่างที่ 6... คอปเปอร์ (II) ออกไซด์ถูกละลายในกรดซัลฟิวริก เขียนสมการไอออนิกที่สมบูรณ์และรัดกุมสำหรับปฏิกิริยานี้

สารละลาย... ออกไซด์พื้นฐานทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือและน้ำ:

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

สมการไอออนิกที่สอดคล้องกันแสดงไว้ด้านล่าง ฉันคิดว่ามันไม่จำเป็นที่จะแสดงความคิดเห็นในสิ่งใดในกรณีนี้

2H + + ดังนั้น 4 2-+ CuO = ลูกบาศ์ก 2+ + ดังนั้น 4 2-+ H 2 O

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

ตัวอย่าง 7... ใช้สมการไอออนิกอธิบายปฏิกิริยาของสังกะสีกับกรดไฮโดรคลอริก

สารละลาย... โลหะในชุดของแรงดันไฟฟ้าทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับกรดด้วยการปลดปล่อยไฮโดรเจน (เราไม่ได้พูดถึงคุณสมบัติเฉพาะของกรดออกซิไดซ์ในตอนนี้):

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

สมการไอออนิกที่สมบูรณ์สามารถเขียนได้ง่าย:

Zn + 2H + + 2Cl -= Zn 2+ + 2Cl -+ เอช 2

น่าเสียดายที่เมื่อเปลี่ยนไปใช้สมการสั้น ๆ ในงานประเภทนี้เด็กนักเรียนมักจะทำผิดพลาด ตัวอย่างเช่น การนำสังกะสีออกจากสมการทั้งสองข้าง นี่เป็นความผิดพลาดอย่างมหันต์! ทางด้านซ้ายมีสารง่าย ๆ อะตอมของสังกะสีที่ไม่มีประจุ ทางด้านขวาเราจะเห็นไอออนของสังกะสี สิ่งเหล่านี้เป็นวัตถุที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง! พบกับตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมมากยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น ไอออน H + จะถูกขีดฆ่าทางด้านซ้าย และโมเลกุล H 2 ทางด้านขวา สิ่งนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากความจริงที่ว่าทั้งคู่เป็นไฮโดรเจน แต่ตามตรรกะนี้ เราสามารถสรุปได้ว่า H 2, HCOH และ CH 4 เป็น "หนึ่งเดียวกัน" เนื่องจากสารทั้งหมดเหล่านี้ประกอบด้วยไฮโดรเจน ดูว่าไร้สาระแค่ไหน!

ในตัวอย่างนี้ เราสามารถ (และควร!) ลบเฉพาะคลอรีนไอออนเท่านั้น เราได้รับคำตอบสุดท้าย:

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

ปฏิกิริยานี้คือรีดอกซ์ ซึ่งแตกต่างจากตัวอย่างทั้งหมดที่กล่าวถึงข้างต้น (ในระหว่างกระบวนการนี้ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงในสถานะออกซิเดชัน) อย่างไรก็ตาม สำหรับเรา สิ่งนี้ไม่สำคัญเลย: อัลกอริธึมทั่วไปสำหรับการเขียนสมการไอออนิกยังคงทำงานที่นี่เช่นกัน

ตัวอย่างที่ 8... ทองแดงวางในสารละลายซิลเวอร์ไนเตรตที่เป็นน้ำ อธิบายกระบวนการที่เกิดขึ้นในโซลูชัน

สารละลาย... โลหะที่มีฤทธิ์มากขึ้น (ยืนอยู่ทางซ้ายในชุดของแรงดันไฟฟ้า) จะแทนที่โลหะที่มีฤทธิ์น้อยลงจากสารละลายของเกลือ ทองแดงอยู่ในอนุกรมของแรงดันไฟฟ้าทางด้านซ้ายของเงิน ดังนั้นจะแทนที่ Ag จากสารละลายเกลือ:

Cu + 2AgNO 3 = Cu (NO 3) 2 + 2Ag ↓

สมการไอออนิกที่สมบูรณ์และรัดกุมแสดงไว้ด้านล่าง:

ลูกบาศ์ก 0 + 2Ag + + 2NO 3 -= ลูกบาศ์ก 2+ + 2NO 3 -+ 2Ag ↓ 0,

Cu 0 + 2Ag + = Cu 2+ + 2Ag ↓ 0

ตัวอย่างที่ 9... เขียนสมการไอออนิกที่อธิบายปฏิกิริยาของสารละลายน้ำของแบเรียมไฮดรอกไซด์และกรดซัลฟิวริก

สารละลาย... เรากำลังพูดถึงปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางที่รู้จักกันดี สมการโมเลกุลสามารถเขียนได้โดยไม่ยาก:

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

สมการไอออนิกที่สมบูรณ์:

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

ได้เวลาสร้างสมการสั้นๆ แล้ว และรายละเอียดที่น่าสนใจก็ชัดเจนขึ้น ที่จริงแล้ว ไม่มีอะไรต้องลด เราไม่เห็นอนุภาคเดียวกันทางด้านขวาและด้านซ้ายของสมการ จะทำอย่างไร? กำลังมองหาข้อผิดพลาด? ไม่มีไม่มีข้อผิดพลาดที่นี่ สถานการณ์ที่เราพบไม่ปกติแต่ค่อนข้างยอมรับได้ ไม่มีไอออนของผู้สังเกตการณ์ที่นี่ อนุภาคทั้งหมดมีส่วนร่วมในปฏิกิริยา: เมื่อแบเรียมไอออนและไอออนซัลเฟตรวมกัน จะเกิดการตกตะกอนของแบเรียมซัลเฟต และเมื่อไอออน H + และ OH - โต้ตอบ อิเล็กโทรไลต์อ่อน (น้ำ) จะเกิดขึ้น

“แต่ขอโทษนะ!” คุณอุทาน - "เราจะสร้างสมการไอออนิกสั้นได้อย่างไร"

ไม่มีทาง! คุณสามารถพูดได้ว่าสมการสั้น ๆ นั้นเหมือนกับสมการที่สมบูรณ์ คุณสามารถเขียนสมการก่อนหน้าใหม่อีกครั้ง แต่สิ่งนี้จะไม่เปลี่ยนความหมายของปฏิกิริยา หวังว่าคอมไพเลอร์ของเวอร์ชัน USE จะช่วยคุณให้พ้นจากคำถามที่ "ลื่น" แต่โดยหลักการแล้ว คุณควรพร้อมสำหรับทุกสถานการณ์

ถึงเวลาเริ่มทำงานด้วยตัวคุณเอง ฉันแนะนำให้คุณทำงานต่อไปนี้ให้เสร็จ:

แบบฝึกหัด # 6... เขียนสมการโมเลกุลและไอออนิก (สมบูรณ์และสั้น) สำหรับปฏิกิริยาต่อไปนี้

Ba (OH) 2 + HNO 3 =
เฟ + HBr =
Zn + CuSO 4 =
SO 2 + เกาะ =

วิธีแก้ปัญหางาน31ในข้อสอบวิชาเคมี

โดยหลักการแล้ว เราได้วิเคราะห์อัลกอริทึมสำหรับการแก้ปัญหานี้แล้ว ปัญหาเดียวคือในการสอบงานมีการกำหนดค่อนข้าง ... ผิดปกติ คุณจะได้รับรายชื่อสารต่างๆ คุณจะต้องเลือกสารประกอบสองชนิดระหว่างที่ปฏิกิริยาเป็นไปได้ ประกอบเป็นสมการโมเลกุลและไอออนิก ตัวอย่างเช่น สามารถกำหนดงานได้ดังนี้:

ตัวอย่าง 10... มีสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ แบเรียมไฮดรอกไซด์ โพแทสเซียมซัลเฟต โซเดียมคลอไรด์ และโพแทสเซียมไนเตรทเป็นน้ำทิ้ง เลือกสารสองชนิดที่สามารถทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันได้ เขียนสมการปฏิกิริยาโมเลกุลรวมทั้งสมการไอออนิกที่สมบูรณ์และรัดกุม

สารละลาย... เมื่อระลึกถึงคุณสมบัติของคลาสหลักของสารประกอบอนินทรีย์เราได้ข้อสรุปว่าปฏิกิริยาที่เป็นไปได้เพียงอย่างเดียวคือปฏิกิริยาของสารละลายน้ำของแบเรียมไฮดรอกไซด์และโพแทสเซียมซัลเฟต:

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

สมการไอออนิกที่สมบูรณ์:

บา 2+ + 2OH - + 2K ++ SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2K + + 2OH -.

สมการไอออนิกสั้น:

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓.

อย่างไรก็ตาม ให้ความสนใจกับจุดที่น่าสนใจ: สมการไอออนิกแบบสั้นกลับกลายเป็นว่าเหมือนกันในตัวอย่างนี้ และในตัวอย่างที่ 1 จากส่วนแรกของบทความนี้ เมื่อมองแวบแรก สิ่งนี้ดูแปลก: สารต่าง ๆ ทำปฏิกิริยาโดยสิ้นเชิง และผลลัพธ์ก็เหมือนกัน ในความเป็นจริง ไม่มีอะไรแปลกเลย: สมการไอออนิกช่วยให้เห็นแก่นแท้ของปฏิกิริยา ซึ่งสามารถซ่อนอยู่ภายใต้เปลือกต่างๆ

และครู่หนึ่ง ลองนำสารอื่นจากรายการที่เสนอมาและเขียนสมการไอออนิก ตัวอย่างเช่น พิจารณาปฏิกิริยาระหว่างโพแทสเซียมไนเตรตและโซเดียมคลอไรด์ มาเขียนสมการโมเลกุลกัน:

KNO 3 + NaCl = NaNO 3 + KCl

จนถึงตอนนี้ ทุกอย่างดูน่าเชื่อถือเพียงพอ และเราไปยังสมการไอออนิกแบบเต็ม:

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

เราเริ่มขจัดสิ่งที่ไม่จำเป็นออกไปและค้นหารายละเอียดที่ไม่น่าพอใจ: ทุกอย่างในสมการนี้ "ซ้ำซ้อน" อนุภาคทั้งหมดอยู่ทางด้านซ้าย เราพบทางด้านขวา สิ่งนี้หมายความว่า? เป็นไปได้ไหม ใช่ บางทีอาจไม่มีปฏิกิริยาในกรณีนี้ อนุภาคที่มีอยู่เดิมในสารละลายจะยังคงอยู่ในนั้น ไม่มีปฏิกิริยา!

คุณเห็นไหม เราเขียนเรื่องไร้สาระอย่างเงียบๆ ในสมการโมเลกุล แต่เราล้มเหลวในการ "โกง" สมการไอออนิกสั้นๆ นี่เป็นกรณีที่สูตรฉลาดกว่าเรา! ข้อควรจำ: ถ้าเมื่อคุณเขียนสมการไอออนิกสั้นๆ คุณต้องกำจัดสารทั้งหมด นั่นหมายความว่าคุณอาจเข้าใจผิดและกำลังพยายาม "ลด" บางสิ่งที่ไม่จำเป็น หรือโดยปกติปฏิกิริยานี้เป็นไปไม่ได้

ตัวอย่าง 11... โซเดียมคาร์บอเนต โพแทสเซียมซัลเฟต ซีเซียมโบรไมด์ กรดไฮโดรคลอริก โซเดียมไนเตรต จากรายการที่เสนอ ให้เลือกสารสองชนิดที่มีความสามารถในการทำปฏิกิริยาระหว่างกัน เขียนสมการโมเลกุลของปฏิกิริยา เช่นเดียวกับสมการไอออนิกที่สมบูรณ์และสั้น

สารละลาย... รายการนี้ประกอบด้วยเกลือ 4 ชนิดและกรด 1 ชนิด เกลือสามารถทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันได้ก็ต่อเมื่อเกิดการตกตะกอนระหว่างปฏิกิริยา แต่ไม่มีเกลือในรายการใดที่สามารถสร้างตะกอนในปฏิกิริยากับเกลืออื่นจากรายการนี้ (ตรวจสอบข้อเท็จจริงนี้โดยใช้ตารางการละลาย!) กรดคือ สามารถทำปฏิกิริยากับเกลือได้ก็ต่อเมื่อเกลือก่อตัวเป็นกรดอ่อนๆ กรดกำมะถัน ไนตริก และไฮโดรโบรมิกไม่สามารถถูกแทนที่โดยการกระทำของ HCl ตัวเลือกที่สมเหตุสมผลเพียงอย่างเดียวคือปฏิกิริยาของกรดไฮโดรคลอริกกับโซเดียมคาร์บอเนต

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

โปรดทราบ: แทนที่จะเป็นสูตร H 2 CO 3 ซึ่งตามทฤษฎีแล้ว ควรก่อตัวขึ้นระหว่างปฏิกิริยา เราเขียน H 2 O และ CO 2 สิ่งนี้ถูกต้อง เนื่องจากกรดคาร์บอนิกไม่เสถียรอย่างยิ่งแม้ในอุณหภูมิห้อง และสลายตัวเป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ได้ง่าย

เมื่อเขียนสมการไอออนิกที่สมบูรณ์ เราคำนึงว่าคาร์บอนไดออกไซด์ไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์:

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

การลบสิ่งที่ไม่จำเป็นออกไป เราได้สมการไอออนิกสั้น ๆ :

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

ตอนนี้ทดลองเล็กน้อย! พยายามสร้างสมการไอออนิกสำหรับปฏิกิริยาที่ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ดังที่เราทำในปัญหาก่อนหน้านี้ ใช้โซเดียมคาร์บอเนตและโพแทสเซียมซัลเฟตหรือซีเซียมโบรไมด์และโซเดียมไนเตรตเป็นต้น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสมการไอออนิกแบบกระชับนั้น "ว่างเปล่า" อีกครั้ง

พิจารณาอีก 6 ตัวอย่างในการแก้ปัญหา USE-31
เราจะหารือถึงวิธีการเขียนสมการไอออนิกในกรณีของปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ซับซ้อน
เราจะยกตัวอย่างสมการไอออนิกที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบอินทรีย์
ให้เราพูดถึงปฏิกิริยาของการแลกเปลี่ยนไอออนที่เกิดขึ้นในตัวกลางที่ไม่ใช่น้ำ

สังกะสี (Zn) เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่เป็นของกลุ่มโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ ในตารางธาตุมีเลข 30 ซึ่งหมายความว่าประจุของนิวเคลียสของอะตอม จำนวนอิเล็กตรอนและโปรตอนก็เท่ากับ 30 สังกะสีอยู่ในกลุ่มด้าน II ของคาบ IV จากหมายเลขกลุ่ม คุณสามารถกำหนดจำนวนอะตอมที่ความจุหรือระดับพลังงานภายนอก - ตามลำดับ 2

สังกะสีเป็นโลหะอัลคาไลทั่วไป

สังกะสีเป็นตัวแทนทั่วไปของโลหะ ในสภาวะปกติจะมีสีเทาอมฟ้า ออกซิไดซ์ได้ง่ายในอากาศ ได้ฟิล์มออกไซด์ (ZnO) บนพื้นผิว

ในฐานะที่เป็นโลหะแอมโฟเทอริกทั่วไป สังกะสีทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศ: 2Zn + O2 = 2ZnO - ไม่มีอุณหภูมิ ด้วยการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์ เมื่อถูกความร้อนจะเกิดเป็นผงสีขาว

ออกไซด์ทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือและน้ำ:

2ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O

ด้วยสารละลายกรด ถ้าสังกะสีมีความบริสุทธิ์ปกติ สมการปฏิกิริยาสำหรับ HCl Zn จะอยู่ด้านล่าง

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 คือสมการโมเลกุลของปฏิกิริยา

Zn (ชาร์จ 0) + 2H (ชาร์จ +) + 2Cl (ชาร์จ -) = Zn (ชาร์จ +2) + 2Cl (ชาร์จ -) + 2H (ชาร์จ 0) - รวม Zn HCl ไอออนิกสมการของปฏิกิริยา

Zn + 2H (+) = Zn (2+) + H2 - S.I.U. (สมการปฏิกิริยาไอออนิกแบบย่อ)

ปฏิกิริยาของสังกะสีกับกรดไฮโดรคลอริก

สมการปฏิกิริยาสำหรับ HCl Zn นี้เป็นของประเภทรีดอกซ์ สิ่งนี้สามารถพิสูจน์ได้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าประจุของ Zn และ H2 เปลี่ยนไประหว่างการทำปฏิกิริยา สังเกตการสำแดงเชิงคุณภาพของปฏิกิริยา และสังเกตการปรากฏตัวของตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์

ในกรณีนี้ H2 เป็นตัวออกซิไดซ์ตั้งแต่ค. โอ. ไฮโดรเจนก่อนการเกิดปฏิกิริยาคือ "+" และหลังจากนั้นจะกลายเป็น "0" เขาเข้าร่วมในกระบวนการกู้คืนโดยบริจาคอิเล็กตรอน 2 ตัว

Zn เป็นตัวรีดิวซ์ มันมีส่วนร่วมในการออกซิเดชัน รับ 2 อิเล็กตรอน เพิ่ม S.O. (สถานะออกซิเดชัน).

นอกจากนี้ยังเป็นปฏิกิริยาการแทนที่ ประกอบด้วยสาร 2 ชนิด คือ Zn ธรรมดาและ HCl เชิงซ้อน อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทำให้เกิดสารใหม่ 2 ชนิดเช่นเดียวกับ H2 แบบธรรมดาและสารเชิงซ้อนหนึ่งชนิด - ZnCl2 เนื่องจาก Zn อยู่ในช่วงของกิจกรรมของโลหะจนถึง H2 มันจึงแทนที่มันจากสารที่ทำปฏิกิริยากับมัน