Zn ไอออนิก สมการปฏิกิริยา HCl Zn, ORP, สมการไอออนิกแบบย่อ ปฏิกิริยาของสังกะสีกับกรดไฮโดรคลอริก

สังกะสี (Zn) เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่อยู่ในกลุ่มของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ ในตารางธาตุของเมนเดเลเยฟนั้นอยู่ที่หมายเลข 30 ซึ่งหมายความว่าประจุของนิวเคลียสอะตอมจำนวนอิเล็กตรอนและโปรตอนจะเท่ากับ 30 สังกะสีอยู่ในกลุ่มไซด์ II ของคาบ IV ตามหมายเลขกลุ่มคุณสามารถกำหนดจำนวนอะตอมที่ความจุหรือระดับพลังงานภายนอกได้ - ตามลำดับ 2

สังกะสีเป็นโลหะอัลคาไลทั่วไป

สังกะสีเป็นตัวแทนทั่วไปของโลหะในสถานะปกติจะมีสีเทาอมฟ้าออกซิไดซ์ในอากาศได้ง่ายได้ฟิล์มออกไซด์ (ZnO) บนพื้นผิว

ในฐานะที่เป็นโลหะแอมโฟเทอริกทั่วไปสังกะสีจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศ: 2Zn + O2 \u003d 2ZnO - โดยไม่มีอุณหภูมิโดยมีการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์ เมื่อได้รับความร้อนจะจับตัวเป็นผงสีขาว

ออกไซด์เองทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือและน้ำ:

2ZnO + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2O

ด้วยสารละลายกรด. ถ้าสังกะสีมีความบริสุทธิ์ปกติสมการปฏิกิริยาสำหรับ HCl Zn จะอยู่ด้านล่าง

Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2 คือสมการโมเลกุลของปฏิกิริยา

Zn (ประจุ 0) + 2H (ประจุ +) + 2Cl (ประจุ -) \u003d Zn (ประจุ +2) + 2Cl (ประจุ -) + 2H (ประจุ 0) - สมการปฏิกิริยาไอออนิก Zn HCl ที่สมบูรณ์

Zn + 2H (+) \u003d Zn (2+) + H2 - S.I.U. (สมการปฏิกิริยาไอออนิกแบบย่อ)

ปฏิกิริยาของสังกะสีกับกรดไฮโดรคลอริก

สมการปฏิกิริยาสำหรับ HCl Zn เป็นของประเภทรีดอกซ์ สิ่งนี้สามารถพิสูจน์ได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าประจุของ Zn และ H2 เปลี่ยนแปลงไปในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาสังเกตเห็นการแสดงปฏิกิริยาเชิงคุณภาพของปฏิกิริยาและสังเกตการมีตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์

ในกรณีนี้ H2 เป็นตัวออกซิไดซ์เนื่องจากค. เกี่ยวกับ. ไฮโดรเจนก่อนเริ่มปฏิกิริยาคือ "+" และหลังจากนั้นกลายเป็น "0" เขาเข้าร่วมในกระบวนการกู้คืนโดยบริจาคอิเล็กตรอน 2 ตัว

Zn เป็นตัวรีดิวซ์มีส่วนร่วมในการออกซิเดชั่นรับอิเล็กตรอน 2 ตัวเพิ่ม S.O. (สถานะออกซิเดชั่น).

นอกจากนี้ยังเป็นปฏิกิริยาทดแทน มันเกี่ยวข้องกับสาร 2 ชนิดคือ Zn ธรรมดาและ HCl ที่ซับซ้อน อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทำให้เกิดสารใหม่ 2 ชนิดเช่นเดียวกับหนึ่งง่าย - H2 และหนึ่งคอมเพล็กซ์ - ZnCl2 เนื่องจาก Zn อยู่ในช่วงของกิจกรรมโลหะถึง H2 จึงเคลื่อนย้ายออกจากสารที่ทำปฏิกิริยากับมัน

สังกะสีเป็นโลหะอัลคาไลทั่วไป

ออกไซด์เองทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือและน้ำ:

2ZnO + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2O

Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2 คือสมการโมเลกุลของปฏิกิริยา

Zn + 2H (+) \u003d Zn (2+) + H2 - S.I.U. (สมการปฏิกิริยาไอออนิกแบบย่อ)

ปฏิกิริยาของสังกะสีกับกรดไฮโดรคลอริก

ได้เวลาไปต่อแล้ว. อย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่าสมการไอออนิกที่สมบูรณ์นั้นจำเป็นต้อง "สะสาง" จำเป็นต้องลบอนุภาคเหล่านั้นที่มีอยู่ทั้งด้านขวาและด้านซ้ายของสมการ อนุภาคเหล่านี้บางครั้งเรียกว่า "ไอออนสังเกตการณ์"; พวกเขาไม่ได้มีส่วนร่วมในปฏิกิริยา

ตามหลักการแล้วไม่มีอะไรซับซ้อนในส่วนนี้ คุณเพียงแค่ต้องระวังและตระหนักว่าในบางกรณีสมการที่สมบูรณ์และสมการสั้น ๆ อาจตรงกัน (สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมโปรดดูตัวอย่างที่ 9)

ตัวอย่างที่ 5... เขียนสมการไอออนิกที่สมบูรณ์และกระชับซึ่งอธิบายถึงปฏิสัมพันธ์ของกรดซิลิซิกและโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ในสารละลายในน้ำ

การตัดสินใจ... มาเริ่มกันโดยธรรมชาติด้วยสมการโมเลกุล:

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

กรดซิลิซิกเป็นหนึ่งในตัวอย่างกรดที่ไม่ละลายน้ำที่หายาก เขียนในรูปแบบโมเลกุล เราเขียน KOH และ K 2 SiO 3 ในรูปไอออนิก H 2 O โดยธรรมชาติเราเขียนในรูปแบบโมเลกุล:

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

เราจะเห็นว่าโพแทสเซียมไอออนไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างปฏิกิริยา อนุภาคเหล่านี้ไม่ได้มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้เราต้องลบออกจากสมการ เราได้สมการไอออนิกสั้น ๆ ที่ต้องการ:

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

อย่างที่คุณเห็นกระบวนการนี้จะลดลงตามปฏิสัมพันธ์ของกรดซิลิซิกกับ OH - ไอออน โพแทสเซียมไอออนไม่มีบทบาทใด ๆ ในกรณีนี้เราสามารถแทนที่ KOH ด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์หรือซีเซียมไฮดรอกไซด์และกระบวนการเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นในขวดปฏิกิริยา

ตัวอย่างที่ 6... ออกไซด์ของทองแดง (II) ละลายในกรดซัลฟิวริก เขียนสมการไอออนิกที่สมบูรณ์และกระชับสำหรับปฏิกิริยานี้

การตัดสินใจ... ออกไซด์พื้นฐานทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือและน้ำ:

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

สมการไอออนิกที่สอดคล้องกันจะได้รับด้านล่าง ฉันคิดว่ามันไม่จำเป็นที่จะต้องแสดงความคิดเห็นใด ๆ ในกรณีนี้

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

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

ตัวอย่างที่ 7... ใช้สมการไอออนิกอธิบายปฏิสัมพันธ์ของสังกะสีกับกรดไฮโดรคลอริก

การตัดสินใจ... โลหะในชุดแรงดันไฟฟ้าทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับกรดด้วยวิวัฒนาการของไฮโดรเจน (ตอนนี้เราไม่ได้พูดถึงคุณสมบัติเฉพาะของกรดออกซิไดซ์):

Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2

สามารถเขียนสมการไอออนิกที่สมบูรณ์ได้อย่างง่ายดาย:

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

น่าเสียดายที่เมื่อเปลี่ยนไปใช้สมการสั้น ๆ ในงานประเภทนี้เด็กนักเรียนมักจะทำผิดพลาด ตัวอย่างเช่นการเอาสังกะสีออกจากสองด้านของสมการ นี่เป็นความผิดพลาดขั้นต้น! ทางด้านซ้ายมีสสารธรรมดาคืออะตอมของสังกะสีที่ไม่มีประจุ ทางด้านขวาเราจะเห็นไอออนของสังกะสี สิ่งเหล่านี้เป็นวัตถุที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง! มีตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมมากขึ้น ตัวอย่างเช่นไอออนของ H + ถูกขีดฆ่าทางด้านซ้ายและโมเลกุล H 2 ทางด้านขวา นี่คือแรงจูงใจจากข้อเท็จจริงที่ว่าทั้งสองเป็นไฮโดรเจน แต่จากนั้นตามตรรกะนี้ตัวอย่างเช่นเราสามารถสมมติว่า H 2, HCOH และ CH 4 เป็น "หนึ่งเดียวกัน" เนื่องจากสารเหล่านี้ทั้งหมดมีไฮโดรเจน คุณจะเห็นว่าคุณไร้สาระแค่ไหน!

ตามธรรมชาติในตัวอย่างนี้เราสามารถ (และควร!) ลบได้เฉพาะไอออนของคลอรีน เราได้รับคำตอบสุดท้าย:

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

ซึ่งแตกต่างจากตัวอย่างทั้งหมดที่กล่าวไว้ข้างต้นปฏิกิริยานี้คือรีดอกซ์ (ในระหว่างกระบวนการนี้สถานะออกซิเดชันจะเปลี่ยนไป) อย่างไรก็ตามสำหรับเราสิ่งนี้ไม่สำคัญอย่างยิ่ง: อัลกอริทึมทั่วไปสำหรับการเขียนสมการไอออนิกยังคงทำงานที่นี่เช่นกัน

ตัวอย่างที่ 8... ทองแดงถูกวางไว้ในสารละลายซิลเวอร์ไนเตรตในน้ำ อธิบายกระบวนการที่เกิดขึ้นในโซลูชัน

การตัดสินใจ... โลหะที่มีการใช้งานมากขึ้น (ยืนไปทางซ้ายในชุดแรงดันไฟฟ้า) แทนที่โลหะที่มีการใช้งานน้อยกว่าจากสารละลายเกลือ ทองแดงอยู่ในชุดแรงดันไฟฟ้าทางด้านซ้ายของเงินดังนั้นแทนที่ Ag จากสารละลายเกลือ:

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

สมการไอออนิกที่สมบูรณ์และรัดกุมแสดงไว้ด้านล่าง:

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

Cu 0 + 2Ag + \u003d Cu 2+ + 2Ag ↓ 0

ตัวอย่างที่ 9... เขียนสมการไอออนิกที่อธิบายปฏิสัมพันธ์ของสารละลายในน้ำของแบเรียมไฮดรอกไซด์และกรดซัลฟิวริก

การตัดสินใจ... เรากำลังพูดถึงปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางที่รู้จักกันดีสมการโมเลกุลสามารถเขียนได้โดยไม่ยาก:

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

สมการไอออนิกที่สมบูรณ์:

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

ถึงเวลาสร้างสมการสั้น ๆ แล้วและนี่คือรายละเอียดที่น่าสนใจชัดเจน: ในความเป็นจริงไม่มีอะไรจะลด เราไม่เห็นอนุภาคเดียวกันทางด้านขวาและด้านซ้ายของสมการ จะทำอย่างไร? กำลังมองหาจุดบกพร่อง? ไม่มีไม่มีข้อผิดพลาดที่นี่ สถานการณ์ที่เราพบไม่ใช่เรื่องปกติ แต่เป็นที่ยอมรับได้ ที่นี่ไม่มีไอออนสังเกตการณ์ อนุภาคทั้งหมดมีส่วนร่วมในปฏิกิริยา: เมื่อแบเรียมไอออนและไอออนซัลเฟตรวมกันจะเกิดการตกตะกอนของแบเรียมซัลเฟตและเมื่อ H + และ OH - ไอออนทำปฏิกิริยากันจะเกิดอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ (น้ำ)

"แต่ขอโทษนะ!" คุณอุทาน - "เราจะสร้างสมการไอออนิกสั้น ๆ ได้อย่างไร"

ไม่มีทาง! คุณสามารถพูดได้ว่าสมการสั้น ๆ นั้นเหมือนกับสมการที่สมบูรณ์คุณสามารถเขียนสมการก่อนหน้านี้ได้อีกครั้ง แต่ความหมายของปฏิกิริยาจะไม่เปลี่ยนแปลง หวังว่าคอมไพเลอร์ของเวอร์ชัน USE จะช่วยคุณให้รอดพ้นจากคำถามที่ "ลื่น" แต่โดยหลักการแล้วคุณควรเตรียมตัวให้พร้อมสำหรับทุกสถานการณ์

ถึงเวลาเริ่มทำงานของคุณเอง ฉันขอแนะนำให้คุณทำงานต่อไปนี้ให้เสร็จสิ้น:

แบบฝึกหัด 6... เขียนสมการโมเลกุลและไอออนิก (สมบูรณ์และสั้น) สำหรับปฏิกิริยาต่อไปนี้:

บา (OH) 2 + HNO 3 \u003d
เฟ + HBr \u003d
Zn + CuSO 4 \u003d
ดังนั้น 2 + KOH \u003d

วิธีแก้งาน 31 ในการสอบวิชาเคมี

โดยหลักการแล้วเราได้วิเคราะห์อัลกอริทึมสำหรับแก้ปัญหานี้แล้ว ปัญหาเดียวคือในการสอบมีการกำหนดงานค่อนข้าง ... ผิดปกติ คุณจะได้รับรายชื่อสารต่างๆ คุณจะต้องเลือกสารประกอบสองชนิดระหว่างปฏิกิริยาที่เป็นไปได้ประกอบเป็นสมการโมเลกุลและไอออนิก ตัวอย่างเช่นงานสามารถกำหนดได้ดังนี้:

ตัวอย่างที่ 10... มีสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์แบเรียมไฮดรอกไซด์โพแทสเซียมซัลเฟตโซเดียมคลอไรด์และโพแทสเซียมไนเตรตที่คุณต้องการ เลือกสารสองชนิดที่สามารถทำปฏิกิริยากันได้ เขียนสมการปฏิกิริยาโมเลกุลรวมทั้งสมการไอออนิกที่สมบูรณ์และกระชับ

การตัดสินใจ... เมื่อนึกถึงคุณสมบัติของชั้นเรียนหลักของสารประกอบอนินทรีย์เราได้ข้อสรุปว่าปฏิกิริยาที่เป็นไปได้เพียงอย่างเดียวคือปฏิกิริยาของสารละลายในน้ำของแบเรียมไฮดรอกไซด์และโพแทสเซียมซัลเฟต:

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

สมการไอออนิกที่สมบูรณ์:

บา 2++ 2OH - + 2K + + ดังนั้น 4 2- \u003d บาโซ 4 ↓ + 2K + + 2OH -.

สมการไอออนิกสั้น:

Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 ↓

อย่างไรก็ตามให้ใส่ใจกับประเด็นที่น่าสนใจ: สมการไอออนิกสั้น ๆ กลายเป็นเหมือนกันในตัวอย่างนี้และในตัวอย่างที่ 1 จากส่วนแรกของบทความนี้ เมื่อมองแวบแรกสิ่งนี้ดูแปลก: สารที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงทำปฏิกิริยาและผลลัพธ์ก็เหมือนกัน ในความเป็นจริงไม่มีอะไรแปลกที่นี่: สมการไอออนิกช่วยให้เห็นสาระสำคัญของปฏิกิริยาซึ่งสามารถซ่อนอยู่ภายใต้เปลือกหอยที่แตกต่างกัน

และช่วงเวลาหนึ่ง ลองนำสารอื่น ๆ จากรายการที่เสนอและสร้างสมการไอออนิก ตัวอย่างเช่นพิจารณาปฏิสัมพันธ์ของโพแทสเซียมไนเตรตและโซเดียมคลอไรด์ ลองเขียนสมการโมเลกุล:

KNO 3 + NaCl \u003d NaNO 3 + KCl

จนถึงตอนนี้ทุกอย่างดูเป็นไปได้มากและเราก็ไปสู่สมการไอออนิกแบบเต็ม:

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

เราเริ่มลบสิ่งที่ไม่จำเป็นออกและพบรายละเอียดที่ไม่พึงประสงค์: ทุกอย่างในสมการนี้ "ซ้ำซ้อน" อนุภาคทั้งหมดอยู่ทางด้านซ้ายเราพบทางด้านขวา สิ่งนี้หมายความว่า? เป็นไปได้หรือไม่ ใช่บางทีอาจไม่มีปฏิกิริยาใด ๆ ในกรณีนี้ อนุภาคที่มีอยู่เดิมในสารละลายจะยังคงอยู่ในนั้น ไม่มีปฏิกิริยา!

คุณเห็นไหมว่าเราเขียนเรื่องไร้สาระในสมการโมเลกุล แต่เราไม่สามารถ "โกง" สมการไอออนิกสั้น ๆ นี่เป็นกรณีที่สูตรฉลาดกว่าเรา! โปรดจำไว้ว่าถ้าเมื่อเขียนสมการไอออนิกสั้น ๆ คุณจำเป็นต้องนำสารทั้งหมดออกนั่นหมายความว่าคุณเข้าใจผิดและกำลังพยายาม "ลด" สิ่งที่ไม่จำเป็นหรือโดยทั่วไปปฏิกิริยานี้เป็นไปไม่ได้

ตัวอย่างที่ 11... โซเดียมคาร์บอเนตโพแทสเซียมซัลเฟตซีเซียมโบรไมด์กรดไฮโดรคลอริกโซเดียมไนเตรต จากรายการที่นำเสนอให้เลือกสารสองชนิดที่สามารถทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันเขียนสมการโมเลกุลของปฏิกิริยารวมทั้งสมการไอออนิกที่สมบูรณ์และสั้น

การตัดสินใจ... รายการนี้ประกอบด้วยเกลือ 4 ชนิดและกรดหนึ่งชนิด เกลือสามารถทำปฏิกิริยากันได้ก็ต่อเมื่อเกิดการตกตะกอนในระหว่างการทำปฏิกิริยา แต่ไม่มีเกลือในรายการใดที่สามารถสร้างตะกอนในปฏิกิริยากับเกลืออื่นจากรายการนี้ได้ (ตรวจสอบข้อเท็จจริงนี้โดยใช้ตารางการละลาย สามารถทำปฏิกิริยากับเกลือได้ก็ต่อเมื่อเกลือเกิดจากกรดที่อ่อนกว่า กรดซัลฟูริกไนตริกและไฮโดรโบรมิกไม่สามารถแทนที่ได้โดยการกระทำของ HCl ทางเลือกเดียวที่เหมาะสมคือปฏิกิริยาระหว่างกรดไฮโดรคลอริกกับโซเดียมคาร์บอเนต

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

โปรดทราบ: แทนที่จะเป็นสูตร H 2 CO 3 ซึ่งในทางทฤษฎีควรเกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาเราเขียน H 2 O และ CO 2 สิ่งนี้ถูกต้องเนื่องจากกรดคาร์บอนิกไม่เสถียรมากแม้ในอุณหภูมิห้องและสลายตัวเป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ได้ง่าย

เมื่อเขียนสมการไอออนิกที่สมบูรณ์เราพิจารณาว่าคาร์บอนไดออกไซด์ไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์:

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

เราลบสิ่งที่ไม่จำเป็นออกเราได้สมการไอออนิกสั้น ๆ :

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

ตอนนี้ทดลองเล็กน้อย! ลองเหมือนที่เราทำในปัญหาก่อนหน้านี้เพื่อสร้างสมการไอออนิกสำหรับปฏิกิริยาที่ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ ใช้โซเดียมคาร์บอเนตและโพแทสเซียมซัลเฟตหรือซีเซียมโบรไมด์และโซเดียมไนเตรตเป็นต้น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสมการไอออนิกแบบรวบรัดนั้น "ว่าง" อีกครั้ง

ลองดูอีก 6 ตัวอย่างของการแก้งาน USE-31
เราจะพูดถึงวิธีการสร้างสมการไอออนิกในกรณีของปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ซับซ้อน
เราจะยกตัวอย่างสมการไอออนิกที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบอินทรีย์
ให้เราสัมผัสถึงปฏิกิริยาของการแลกเปลี่ยนไอออนที่เกิดขึ้นในตัวกลางที่ไม่ใช่น้ำ