Bentuk ionik penuh. Persamaan ionik

Reaksi pertukaran ion adalah reaksi dalam larutan air antara elektrolit yang terjadi tanpa perubahan bilangan oksidasi unsur-unsur pembentuknya.

Kondisi yang diperlukan untuk reaksi antara elektrolit (garam, asam dan basa) adalah pembentukan zat yang sedikit terdisosiasi (air, asam lemah, amonium hidroksida), endapan atau gas.

Mari kita perhatikan reaksi yang menghasilkan pembentukan air. Reaksi tersebut mencakup semua reaksi antara asam dan basa apa pun. Misalnya reaksi asam nitrat dengan kalium hidroksida:

HNO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O (1)

Bahan awal, yaitu asam nitrat dan kalium hidroksida, serta salah satu produknya yaitu kalium nitrat merupakan elektrolit kuat yaitu. dalam larutan air mereka ada hampir secara eksklusif dalam bentuk ion. Air yang dihasilkan termasuk dalam elektrolit lemah, yaitu praktis tidak terurai menjadi ion. Dengan demikian, persamaan di atas dapat ditulis ulang dengan lebih akurat dengan menunjukkan keadaan sebenarnya zat dalam larutan air, yaitu. dalam bentuk ion:

H + + NO 3 − + K + + OH ‑ = K + + NO 3 − + H 2 O (2)

Seperti dapat dilihat dari persamaan (2), sebelum dan sesudah reaksi, ion NO 3 − dan K + terdapat dalam larutan. Dengan kata lain, pada dasarnya ion nitrat dan ion kalium tidak ikut serta dalam reaksi sama sekali. Reaksi terjadi hanya karena penggabungan partikel H+ dan OH− menjadi molekul air. Jadi, dengan melakukan reduksi aljabar ion identik pada persamaan (2):

H + + NO 3 − + K + + OH ‑ = K + + NO 3 − + H 2 O

kita akan mendapatkan:

H + + OH ‑ = H 2 O (3)

Persamaan bentuk (3) disebut persamaan ionik yang disingkat, ketik (2) - persamaan ion lengkap, dan ketik (1) - persamaan reaksi molekul.

Faktanya, persamaan ion suatu reaksi secara maksimal mencerminkan esensinya, tepatnya apa yang memungkinkan terjadinya reaksi tersebut. Perlu dicatat bahwa banyak reaksi berbeda dapat berhubungan dengan satu persamaan ionik yang disingkat. Memang, jika kita mengambil, misalnya, bukan asam nitrat, tetapi asam klorida, dan sebagai pengganti kalium hidroksida kita menggunakan, katakanlah, barium hidroksida, kita memiliki persamaan reaksi molekul berikut:

2HCl+ Ba(OH) 2 = BaCl 2 + 2H 2 O

Asam klorida, barium hidroksida, dan barium klorida merupakan elektrolit kuat, sehingga terdapat dalam larutan terutama dalam bentuk ion. Air, sebagaimana dibahas di atas, merupakan elektrolit lemah, artinya air terdapat dalam larutan hampir hanya dalam bentuk molekul. Dengan demikian, persamaan ion lengkap Reaksi ini akan terlihat seperti ini:

2H + + 2Cl − + Ba 2+ + 2OH − = Ba 2+ + 2Cl − + 2H 2 O

Mari hilangkan ion-ion yang sama di kiri dan kanan dan dapatkan:

2H + + 2OH − = 2H 2 O

Membagi ruas kiri dan kanan dengan 2, kita peroleh:

H + + OH − = H 2 O,

Diterima persamaan ionik yang disingkat sepenuhnya bertepatan dengan persamaan ionik yang disingkat untuk interaksi asam nitrat dan kalium hidroksida.

Saat menyusun persamaan ion dalam bentuk ion, tuliskan rumusnya saja:

1) asam kuat (HCl, HBr, HI, H 2 SO 4, HNO 3, HClO 4) (daftar asam kuat harus dipelajari!)

2) basa kuat (hidroksida alkali (ALM) dan logam alkali tanah (ALM))

3) garam larut

Rumusnya ditulis dalam bentuk molekul:

1) Air H 2 O

2) Asam lemah (H 2 S, H 2 CO 3, HF, HCN, CH 3 COOH (dan lain-lain, hampir semuanya organik))

3) Basa lemah (NH 4 OH dan hampir semua logam hidroksida kecuali logam alkali dan logam alkali

4) Garam yang sedikit larut (↓) (“M” atau “H” dalam tabel kelarutan).

5) Oksida (dan zat lain yang bukan elektrolit)

Mari kita coba menuliskan persamaan antara besi (III) hidroksida dan asam sulfat. Dalam bentuk molekul, persamaan interaksinya ditulis sebagai berikut:

2Fe(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

Besi (III) hidroksida sesuai dengan sebutan “H” dalam tabel kelarutan, yang memberitahu kita tentang ketidaklarutannya, yaitu. dalam persamaan ionik harus ditulis seluruhnya, yaitu sebagai Fe(OH)3 . Asam sulfat larut dan termasuk dalam elektrolit kuat, yaitu berada dalam larutan terutama dalam keadaan terdisosiasi. Besi(III) sulfat, seperti hampir semua garam lainnya, merupakan elektrolit kuat, dan karena larut dalam air, maka harus ditulis sebagai ion dalam persamaan ionik. Dengan mempertimbangkan semua hal di atas, kita memperoleh persamaan ion lengkap dengan bentuk berikut:

2Fe(OH) 3 + 6H + + 3SO 4 2- = 2Fe 3+ + 3SO 4 2- + 6H 2 O

Dengan mereduksi ion sulfat di kiri dan kanan, diperoleh:

2Fe(OH) 3 + 6H + = 2Fe 3+ + 6H 2 O

Membagi kedua ruas persamaan dengan 2 kita mendapatkan persamaan ionik yang disingkat:

Fe(OH) 3 + 3H + = Fe 3+ + 3H 2 O

Sekarang mari kita lihat reaksi pertukaran ion yang menghasilkan endapan. Misalnya, interaksi dua garam larut:

Ketiga garam - natrium karbonat, kalsium klorida, natrium klorida, dan kalsium karbonat (ya, itu juga) - adalah elektrolit kuat dan semuanya kecuali kalsium karbonat larut dalam air, mis. terlibat dalam reaksi ini dalam bentuk ion:

2Na + + CO 3 2- + Ca 2+ + 2Cl − = CaCO 3 ↓+ 2Na + + 2Cl −

Dengan menghilangkan ion-ion yang sama di kiri dan kanan persamaan ini, kita memperoleh persamaan ionik yang disingkat:

CO 3 2- + Ca 2+ = CaCO 3 ↓

Persamaan terakhir mencerminkan alasan interaksi larutan natrium karbonat dan kalsium klorida. Ion kalsium dan ion karbonat bergabung membentuk molekul kalsium karbonat netral, yang bila digabungkan satu sama lain akan menghasilkan kristal kecil endapan CaCO 3 berstruktur ionik.

Catatan penting untuk lulus Ujian Negara Terpadu Kimia

Agar reaksi garam1 dengan garam2 berlangsung, sebagai tambahan persyaratan dasar terjadinya reaksi ionik (gas, sedimen atau air dalam produk reaksi), reaksi tersebut tunduk pada persyaratan lain - garam awal harus larut. Artinya, misalnya,

CuS + Fe(NO 3) 2 ≠ FeS + Cu(NO 3) 2

tidak ada reaksiFeS – berpotensi membentuk endapan, karena tidak larut. Alasan mengapa reaksi tidak berlangsung adalah karena tidak larutnya salah satu garam awal (CuS).

Tapi, misalnya,

Na 2 CO 3 + CaCl 2 = CaCO 3 ↓+ 2NaCl

terjadi karena kalsium karbonat tidak larut dan garam awal larut.

Hal yang sama berlaku untuk interaksi garam dengan basa. Selain syarat dasar terjadinya reaksi pertukaran ion, agar suatu garam dapat bereaksi dengan basa diperlukan kelarutan keduanya. Dengan demikian:

Cu(OH) 2 + Na 2 S – tidak bocor,

KarenaCu(OH) 2 tidak larut, meskipun merupakan produk potensialCuS akan menjadi endapan.

Inilah reaksi antaraNaOH danCu(NO 3) 2 berlangsung, sehingga kedua zat awal larut dan mengendapCu(oh) 2:

2NaOH + Cu(NO 3) 2 = Cu(OH) 2 ↓+ 2NaNO 3

Perhatian! Persyaratan kelarutan zat awal tidak boleh diperluas melebihi reaksi garam1 + garam2 dan garam + basa.

Misalnya, dengan asam, persyaratan ini tidak diperlukan. Secara khusus, semua asam yang larut bereaksi baik dengan semua karbonat, termasuk yang tidak larut.

Dengan kata lain:

1) Garam1 + garam2 - reaksi terjadi jika garam asli larut, tetapi terdapat endapan pada produk

2) Garam + logam hidroksida - reaksi terjadi jika zat awal larut dan produk mengandung sedimen atau amonium hidroksida.

Mari kita perhatikan kondisi ketiga terjadinya reaksi pertukaran ion - pembentukan gas. Sebenarnya, hanya sebagai hasil pertukaran ion, pembentukan gas hanya mungkin terjadi dalam kasus yang jarang terjadi, misalnya, selama pembentukan gas hidrogen sulfida:

K 2 S + 2HBr = 2KBr + H 2 S

Dalam kebanyakan kasus lain, gas terbentuk sebagai hasil penguraian salah satu produk reaksi pertukaran ion. Misalnya, Anda perlu mengetahui dengan pasti sebagai bagian dari Unified State Examination bahwa dengan terbentuknya gas, karena ketidakstabilan, produk seperti H 2 CO 3, NH 4 OH dan H 2 SO 3 terurai:

H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2

NH 4 OH = H 2 O + NH 3

H 2 JADI 3 = H 2 O + JADI 2

Dengan kata lain, jika pertukaran ion menghasilkan asam karbonat, amonium hidroksida, atau asam sulfat, reaksi pertukaran ion berlangsung karena pembentukan produk gas:

Mari kita tuliskan persamaan ionik untuk semua reaksi di atas yang mengarah pada pembentukan gas. 1) Untuk reaksi:

K 2 S + 2HBr = 2KBr + H 2 S

Kalium sulfida dan kalium bromida akan ditulis dalam bentuk ionik, karena adalah garam larut, serta asam hidrobromat, karena mengacu pada asam kuat. Hidrogen sulfida, sebagai gas yang sukar larut dan sulit terdisosiasi menjadi ion, akan ditulis dalam bentuk molekul:

2K + + S 2- + 2H + + 2Br — = 2K + + 2Br — + H 2 S

Dengan mereduksi ion identik kita memperoleh:

S 2- + 2H + = H 2 S

2) Untuk persamaan:

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2

Dalam bentuk ionik, Na 2 CO 3, Na 2 SO 4 akan ditulis sebagai garam yang sangat larut dan H 2 SO 4 sebagai asam kuat. Air adalah zat yang sulit terdisosiasi, dan CO 2 sama sekali bukan elektrolit, sehingga rumusnya akan ditulis dalam bentuk molekul:

2Na + + CO 3 2- + 2H + + SO 4 2- = 2Na + + SO 4 2 + H 2 O + CO 2

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

3) untuk persamaan:

NH 4 NO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O + NH 3

Molekul air dan amonia akan ditulis seluruhnya, dan NH 4 NO 3, KNO 3 dan KOH akan ditulis dalam bentuk ionik, karena semua nitrat adalah garam yang sangat larut, dan KOH adalah logam alkali hidroksida, mis. dasar yang kuat:

NH 4 + + NO 3 − + K + + OH − = K + + NO 3 − + H 2 O + NH 3

NH 4 + + OH − = H 2 O + NH 3

Untuk persamaannya:

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

Persamaan lengkap dan singkatnya akan terlihat seperti:

2Na + + SO 3 2- + 2H + + 2Cl − = 2Na + + 2Cl − + H 2 O + SO 2

>> Kimia: Persamaan ionik

Persamaan ionik

Seperti yang sudah kalian ketahui dari pelajaran kimia sebelumnya, paling reaksi kimia terjadi dalam larutan. Dan karena semua larutan elektrolit mengandung ion, kita dapat mengatakan bahwa reaksi dalam larutan elektrolit direduksi menjadi reaksi antar ion.

Reaksi yang terjadi antar ion disebut reaksi ionik. Dan persamaan ionik adalah persamaan reaksi-reaksi ini.

Biasanya, persamaan reaksi ionik diperoleh dari persamaan molekul, tetapi hal ini terjadi sesuai dengan aturan berikut:

Pertama, rumus elektrolit lemah, serta zat, gas, oksida, dll yang tidak larut dan sedikit larut. tidak dicatat sebagai ion; pengecualian terhadap aturan ini adalah ion HSO−4, dan kemudian dalam bentuk encer.

Kedua, rumus asam kuat, basa, dan juga garam yang larut dalam air biasanya disajikan dalam bentuk ion. Perlu juga dicatat bahwa rumus seperti Ca(OH)2 disajikan dalam bentuk ion jika air kapur digunakan. Jika yang digunakan adalah susu jeruk nipis yang mengandung partikel Ca(OH)2 yang tidak larut, maka rumus dalam bentuk ion juga tidak dituliskan.

Saat menyusun persamaan ionik, biasanya digunakan persamaan ionik lengkap dan disingkat, yaitu persamaan reaksi ionik singkat. Jika kita memperhatikan persamaan ionik yang bentuknya disingkat, maka kita tidak mengamati ion-ion di dalamnya, artinya ion-ion tersebut tidak ada di kedua bagian persamaan ionik lengkap.

Mari kita lihat contoh bagaimana persamaan ion molekuler, lengkap dan disingkat ditulis:

Oleh karena itu, perlu diingat bahwa rumus zat yang tidak terurai, serta zat yang tidak larut dan berbentuk gas, biasanya ditulis dalam bentuk molekul ketika menyusun persamaan ionik.

Juga, harus diingat bahwa jika suatu zat mengendap, panah ke bawah (↓) digambar di sebelah rumus tersebut. Nah, jika suatu zat gas dilepaskan selama reaksi, maka di sebelah rumusnya harus ada ikon seperti panah ke atas ().

Mari kita lihat lebih dekat dengan sebuah contoh. Jika kita mempunyai larutan natrium sulfat Na2SO4, dan kita menambahkan larutan barium klorida BaCl2 ke dalamnya (Gbr. 132), kita akan melihat bahwa kita telah membentuk endapan putih barium sulfat BaSO4.

Perhatikan baik-baik gambar yang menunjukkan interaksi antara natrium sulfat dan barium klorida:

Sekarang mari kita tulis persamaan molekul untuk reaksinya:

Nah, sekarang mari kita tulis ulang persamaan ini, dimana elektrolit kuat akan digambarkan sebagai ion, dan reaksi yang meninggalkan bola akan digambarkan sebagai molekul:

Kami telah menuliskan persamaan ion lengkap untuk reaksi tersebut.

Sekarang mari kita coba menghilangkan ion-ion identik dari satu dan bagian persamaan lainnya, yaitu ion-ion yang tidak ikut serta dalam reaksi 2Na+ dan 2Cl, maka kita akan mendapatkan persamaan reaksi ionik yang disingkat, yang akan terlihat seperti ini:

Dari persamaan ini kita melihat bahwa inti dari reaksi ini adalah interaksi ion barium Ba2+ dan ion sulfat.

dan sebagai hasilnya, endapan BaSO4 terbentuk, terlepas dari elektrolit mana yang mengandung ion-ion ini sebelum reaksi.

Cara menyelesaikan persamaan ionik

Dan terakhir, mari kita rangkum pelajaran kita dan tentukan cara menyelesaikan persamaan ion. Anda dan saya sudah mengetahui bahwa semua reaksi yang terjadi dalam larutan elektrolit antar ion adalah reaksi ionik. Reaksi-reaksi ini biasanya diselesaikan atau dijelaskan menggunakan persamaan ionik.

Juga, harus diingat bahwa semua senyawa yang mudah menguap, sulit larut atau sedikit terdisosiasi menemukan larutan dalam bentuk molekul. Juga, kita tidak boleh lupa bahwa jika tidak satu pun dari jenis senyawa di atas terbentuk selama interaksi larutan elektrolit, ini berarti bahwa reaksi praktis tidak terjadi.

Aturan untuk menyelesaikan persamaan ion

Untuk contoh yang jelas Mari kita ambil pembentukan senyawa yang sedikit larut seperti:

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

Dalam bentuk ionik, ungkapan ini akan terlihat seperti:

2Na+ +SO42- + Ba2+ + 2Cl- = BaSO4 + 2Na+ + 2Cl-

Karena Anda dan saya mengamati bahwa hanya ion barium dan ion sulfat yang bereaksi, dan ion-ion lainnya tidak bereaksi dan keadaannya tetap sama. Oleh karena itu, kita dapat menyederhanakan persamaan ini dan menuliskannya dalam bentuk singkatan:

Ba2+ + SO42- = BaSO4

Sekarang mari kita ingat apa yang harus kita lakukan ketika menyelesaikan persamaan ionik:

Pertama, ion yang sama harus dihilangkan dari kedua sisi persamaan;

Kedua, kita tidak boleh lupa jumlahnya muatan listrik persamaannya harus sama, baik di ruas kanannya maupun di kirinya.

11. Disosiasi elektrolitik. Persamaan reaksi ionik

11.5. Persamaan reaksi ionik

Karena elektrolit dalam larutan air terurai menjadi ion, dapat dikatakan bahwa reaksi dalam larutan elektrolit berair adalah reaksi antar ion. Reaksi berikut dapat terjadi dengan perubahan bilangan oksidasi atom:

Fe 0 + 2 H + 1 Cl = Fe + 2 Cl 2 + H 0 2

dan tanpa perubahan:

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Secara umum, reaksi antar ion dalam larutan disebut ionik, dan jika merupakan reaksi pertukaran, maka reaksi pertukaran ion. Reaksi pertukaran ion hanya terjadi bila terbentuk zat yang meninggalkan bola reaksi dalam bentuk: a) elektrolit lemah (misalnya air, asam asetat); b) gas (CO 2, SO 2); c) zat yang sedikit larut (endapan). Rumus zat yang sedikit larut ditentukan dari tabel kelarutan (AgCl, BaSO 4, H 2 SiO 3, Mg(OH) 2, Cu(OH) 2, dll.). Rumus gas dan elektrolit lemah perlu dihafal. Perhatikan bahwa elektrolit lemah dapat sangat larut dalam air: misalnya CH 3 COOH, H 3 PO 4, HNO 2.

Inti dari reaksi pertukaran ion tercermin persamaan reaksi ionik, yang diperoleh dari persamaan molekul dengan mengikuti aturan berikut:

1) rumus elektrolit lemah, zat tidak larut dan sedikit larut, gas, oksida, hidroanion asam lemah (HS − , HSO 3 − , HCO 3 − , H 2 PO 4 − , HPO 4 2 − ; pengecualian - ion HSO) tidak ditulis dalam bentuk ion 4 – dalam larutan encer); hidroksokasi basa lemah (MgOH+, CuOH+); ion kompleks ( 3− , 2− , 2− );

2) rumus asam kuat, basa, dan garam yang larut dalam air direpresentasikan dalam bentuk ion. Rumus Ca(OH) 2 ditulis sebagai ion jika menggunakan air kapur, namun tidak ditulis sebagai ion jika susu kapur mengandung partikel Ca(OH) 2 yang tidak larut.

Ada persamaan reaksi ionik lengkap dan disingkat (pendek). Persamaan ionik yang disingkat tidak memiliki ion-ion yang ada di kedua sisi persamaan ion penuh. Contoh penulisan persamaan molekuler, ionik penuh, dan persamaan ionik yang disingkat:

NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2 - molekuler,

Na + + HCO 3 − + H + + Cl − = Na + + Cl − + H 2 O + CO 2 - ionik lengkap,

HCO 3 − + H + = H 2 O + CO 2 - disingkat ionik;

BaCl 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2KCl - molekuler,

Ba 2 + + 2 Cl − + 2 K + + SO 4 2 − = BaSO 4 ↓ + 2 K + + 2 Cl − - ionik lengkap,

Ba 2 + + SO 4 2 − = BaSO 4 ↓ - disingkat ionik.

Terkadang persamaan ionik lengkap dan persamaan ionik yang disingkat adalah sama:

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

Ba 2+ + 2OH − + 2H + + SO 4 2 − = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O,

dan untuk beberapa reaksi persamaan ionik tidak dapat dibuat sama sekali:

3Mg(OH) 2 + 3H 3 PO 4 = Mg 3 (PO 4) 2 ↓ + 6H 2 O

Contoh 11.5. persamaan ion-molekul, jika sesuai dengan persamaan ion-molekul yang disingkat

Ca 2 + + SO 4 2 − = CaSO 4 .

1) JADI 3 2 − dan H+; 3) CO 3 2 − dan K + ; 2) HCO 3 − dan K + ; 4) Cl− dan Pb 2+.

Larutan. Jawaban yang benar adalah 2):

Ca 2 + + 2 HCO 3 − + 2 K + + SO 4 2 − = CaSO 4 ↓ + 2 HCO 3 − + 2 K + (garam Ca(HCO 3) 2 dapat larut) atau Ca 2+ + SO 4 2 − = CaSO4.

Untuk kasus lain kami memiliki:

1) CaSO 3 + 2H + + SO 4 2 − = CaSO 4 ↓ + H 2 O + SO 2 ;

3) CaCO 3 + 2K + + SO 4 2 − (tidak terjadi reaksi);

4) Ca 2+ + 2Cl − + PbSO 4 (tidak terjadi reaksi).

Jawaban: 2).

Zat (ion) yang bereaksi satu sama lain dalam larutan air (yaitu interaksi antara keduanya disertai dengan pembentukan endapan, gas, atau elektrolit lemah) tidak dapat hidup berdampingan dalam larutan air dalam jumlah yang banyak.

Tabel 11.2

Contoh pasangan ion yang tidak terdapat bersama-sama dalam jumlah yang signifikan dalam larutan air

Contoh 11.6.

Tunjukkan pada baris ini: HSO 3 − , Na + , Cl − , CH 3 COO − , Zn 2+ - rumus ion yang tidak dapat terdapat dalam jumlah banyak: a) dalam lingkungan asam; b) dalam lingkungan basa.

Larutan. a) Dalam lingkungan asam, mis. bersama dengan ion H+, anion HSO 3 − dan CH 3 COO − tidak dapat ada, karena bereaksi dengan kation hidrogen, membentuk elektrolit atau gas lemah:

CH 3 COO − + H + ⇄ CH 3 COOH

HSO 3 − + H + ⇄ H 2 O + SO 2

b) Ion HSO 3 − dan Zn 2+ tidak dapat berada dalam media basa, karena bereaksi dengan ion hidroksida membentuk elektrolit lemah atau endapan:

HSO 3 − + OH − ⇄ H 2 O + SO 3 2 −

Zn 2+ + 2OH– = Zn(OH) 2 ↓.

Jawaban: a) HSO 3 − dan CH 3 COO −; b) HSO 3 − dan Zn 2+.

Residu garam asam dari asam lemah tidak dapat terdapat dalam jumlah yang banyak baik dalam media asam maupun basa, karena dalam kedua kasus tersebut terbentuk elektrolit lemah.

Hal yang sama dapat dikatakan tentang residu garam basa yang mengandung gugus hidrokso:

CuOH + + OH − = Cu(OH) 2 ↓
Sebagian besar reaksi kimia terjadi dalam larutan. Larutan elektrolit mengandung ion, sehingga reaksi dalam larutan elektrolit sebenarnya bermuara pada reaksi antar ion.
Reaksi antar ion disebut reaksi ionik, dan persamaan reaksi tersebut disebut persamaan ionik.

Suatu zat putih mengendap, kemudian panah yang mengarah ke bawah ditempatkan di sebelah rumusnya, dan jika zat gas dilepaskan selama reaksi, panah yang mengarah ke atas ditempatkan di sebelah rumusnya.

Mari kita tulis ulang persamaan ini, yang menggambarkan elektrolit kuat dalam bentuk ion, dan reaksi yang meninggalkan bola sebagai molekul:

Dengan demikian kita telah menuliskan persamaan reaksi ionik lengkap.

Jika kita mengecualikan ion-ion identik dari kedua ruas persamaan, yaitu ion-ion yang tidak ikut serta dalam reaksi pada persamaan kiri dan kanan), kita memperoleh persamaan reaksi ionik yang dipersingkat:

Jadi, persamaan ionik yang disingkat adalah persamaan dalam pandangan umum, yang mencirikan esensi reaksi kimia, menunjukkan ion mana yang bereaksi dan zat apa yang terbentuk sebagai hasilnya.

Reaksi pertukaran ion berlanjut hingga selesai jika terbentuk endapan atau zat yang sedikit terdisosiasi, seperti air. Ketika larutan asam nitrat berlebih ditambahkan ke dalam larutan natrium hidroksida berwarna merah tua dengan fenolftalein, larutan akan berubah warna, yang akan menjadi sinyal terjadinya reaksi kimia:

Hal ini menunjukkan bahwa interaksi asam kuat dan alkali direduksi menjadi interaksi ion H+ dan ion OH -, sebagai akibatnya terbentuk zat dengan tingkat disosiasi rendah - air.

Reaksi antara asam kuat dan basa ini disebut reaksi netralisasi. Ini adalah kasus khusus dari reaksi pertukaran.

Reaksi pertukaran seperti itu dapat terjadi tidak hanya antara asam dan basa, tetapi juga antara asam dan basa basa yang tidak larut. Misalnya, jika Anda memperoleh endapan biru dari tembaga (II) hidroksida yang tidak larut dengan mereaksikan tembaga II sulfat dengan alkali:

lalu bagi endapan yang dihasilkan menjadi tiga bagian dan tambahkan larutan asam sulfat ke dalam endapan di tabung reaksi pertama, dan larutan ke dalam endapan di tabung reaksi kedua. asam klorida, dan ditambahkan larutan asam nitrat ke dalam endapan pada tabung reaksi ketiga, kemudian endapan tersebut akan larut dalam ketiga tabung reaksi tersebut. Ini berarti bahwa dalam semua kasus, hal itu telah berlalu reaksi kimia, yang intinya direfleksikan menggunakan persamaan ionik yang sama.

Untuk memverifikasi ini, tuliskan persamaan ion molekuler, lengkap dan disingkat dari reaksi yang diberikan.

Mari kita perhatikan reaksi ionik yang terjadi dengan pembentukan gas. Tuang 2 ml larutan natrium karbonat dan kalium karbonat ke dalam dua tabung reaksi. Kemudian tuangkan larutan asam klorida ke dalam larutan pertama, dan asam nitrat ke dalam larutan kedua. Dalam kedua kasus tersebut kita akan melihat karakteristik “mendidih” karena emisi karbon dioksida. Mari kita tuliskan persamaan reaksi untuk kasus pertama:

Reaksi yang terjadi dalam larutan elektrolit dijelaskan menggunakan persamaan ionik. Reaksi-reaksi ini disebut reaksi pertukaran ion, karena dalam larutan elektrolit menukar ion-ionnya. Dengan demikian, dua kesimpulan dapat ditarik.
1. Reaksi dalam larutan elektrolit berair adalah reaksi antar ion, oleh karena itu digambarkan dalam bentuk persamaan ionik.
Mereka lebih sederhana daripada molekuler dan lebih umum sifatnya.

2. Reaksi pertukaran ion dalam larutan elektrolit berlangsung secara praktis ireversibel hanya jika hasilnya adalah terbentuknya endapan, gas, atau zat yang sedikit terdisosiasi.

7. Koneksi yang kompleks

Jika dilarutkan dalam air, tidak semua zat mempunyai kemampuan menghantarkan listrik arus listrik. Senyawa itu, air solusi yang mampu menghantarkan arus listrik disebut elektrolit. Elektrolit menghantarkan arus karena apa yang disebut konduktivitas ionik, yang dimiliki oleh banyak senyawa dengan struktur ionik (garam, asam, basa). Ada zat yang memiliki ikatan sangat polar, tetapi dalam larutan mengalami ionisasi tidak sempurna (misalnya merkuri klorida II) - ini adalah elektrolit lemah. Banyak senyawa organik (karbohidrat, alkohol) yang dilarutkan dalam air tidak terurai menjadi ion, tetapi mempertahankan struktur molekulnya. Zat semacam itu tidak menghantarkan arus listrik dan disebut non-elektrolit.

Berikut beberapa prinsip yang dapat digunakan untuk menentukan apakah suatu senyawa termasuk elektrolit kuat atau lemah:

Asam . Asam kuat yang paling umum termasuk HCl, HBr, HI, HNO 3, H 2 SO 4, HClO 4. Hampir semua asam lainnya adalah elektrolit lemah.
Alasan. Basa kuat yang paling umum adalah hidroksida logam alkali dan alkali tanah (tidak termasuk Be). Elektrolit lemah – NH 3.
Garam. Garam yang paling umum, senyawa ionik, adalah elektrolit kuat. Pengecualian terutama adalah garam logam berat.

Teori disosiasi elektrolitik

Elektrolit, baik kuat maupun lemah dan bahkan sangat encer, tidak patuh hukum Raoult Dan . Memiliki kemampuan menghantarkan listrik maka tekanan uap pelarut dan titik leleh larutan elektrolit akan lebih rendah, serta titik didih akan lebih tinggi dibandingkan dengan nilai serupa pelarut murni. Pada tahun 1887, S. Arrhenius, mempelajari penyimpangan ini, sampai pada penciptaan teori disosiasi elektrolitik.

Disosiasi elektrolitik menunjukkan bahwa molekul elektrolit dalam larutan terurai menjadi ion bermuatan positif dan negatif, yang masing-masing disebut kation dan anion.

Teori tersebut mengemukakan postulat sebagai berikut:

Dalam larutan, elektrolit terurai menjadi ion, mis. memisahkan. Semakin encer larutan elektrolit, semakin besar derajat disosiasinya.
Disosiasi adalah fenomena yang dapat dibalik dan seimbang.
Molekul pelarut berinteraksi sangat lemah (yaitu, larutan mendekati ideal).

Elektrolit yang berbeda memiliki derajat disosiasi yang berbeda, yang tidak hanya bergantung pada sifat elektrolit itu sendiri, tetapi juga sifat pelarut, serta konsentrasi elektrolit dan suhu.

Derajat disosiasi α , menunjukkan berapa banyak molekul N terpecah menjadi ion-ion, dibandingkan dengan jumlah total molekul terlarut N:

α = N/N

Dengan tidak adanya disosiasi α = 0, dengan disosiasi lengkap elektrolit α = 1.

Dilihat dari derajat disosiasinya, menurut kekuatannya, elektrolit dibagi menjadi kuat (α > 0,7), kekuatan sedang (0,3 > α > 0,7), lemah (α< 0,3).

Lebih tepatnya, proses disosiasi elektrolit ditandai dengan konstanta disosiasi, tidak bergantung pada konsentrasi larutan. Jika kita bayangkan proses disosiasi elektrolit secara umum:

A a B b ↔ aA — + bB +

K = ab /

Untuk elektrolit lemah konsentrasi setiap ion sama dengan hasil kali α dengan konsentrasi total elektrolit C, sehingga ekspresi konstanta disosiasi dapat diubah:

K = α 2 C/(1-α)

Untuk larutan encer(1-α) =1, maka

K = α2C

Tidak sulit menemukannya dari sini derajat disosiasi

Persamaan ionik-molekul

Perhatikan contoh netralisasi asam kuat dengan basa kuat, misalnya:

HCl + NaOH = NaCl + HOH

Prosesnya disajikan sebagai persamaan molekul. Diketahui bahwa bahan awal dan produk reaksi dalam larutan terionisasi sempurna. Oleh karena itu, mari kita nyatakan prosesnya dalam bentuk persamaan ion lengkap:

H + + Cl - + Na + + OH - = Na + + Cl - + HOH

Setelah “kontraksi” ion identik di kiri dan bagian yang tepat kita mendapatkan persamaannya persamaan ionik yang disingkat:

H + + OH - = HOH

Kita melihat bahwa proses netralisasi terjadi pada kombinasi H + dan OH - dan pembentukan air.

Saat menyusun persamaan ionik, harus diingat bahwa hanya elektrolit kuat yang ditulis dalam bentuk ionik. Elektrolit lemah padatan dan gas ditulis dalam bentuk molekulnya.

Proses pengendapan direduksi menjadi interaksi Ag+ dan I - saja dan pembentukan AgI yang tidak larut dalam air.

Untuk mengetahui apakah suatu zat yang kita minati mampu larut dalam air, kita perlu menggunakan tabel ketidaklarutan.

Mari kita perhatikan jenis reaksi ketiga, yang menghasilkan pembentukan senyawa yang mudah menguap. Ini adalah reaksi yang melibatkan karbonat, sulfit atau sulfida dengan asam. Misalnya,

Saat mencampurkan beberapa larutan senyawa ionik, interaksi di antara keduanya mungkin tidak terjadi, misalnya

Jadi, untuk meringkas, kami mencatat itu transformasi kimia diamati ketika salah satu kondisi berikut terpenuhi: