주제: 화학 결합. 전해 해리

수업: 이온 교환 반응에 대한 방정식 작성

철(III) 수산화물과 질산의 반응식을 만들어 봅시다.

Fe(OH) 3 + 3HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + 3H 2 O

(수산화철(III)은 불용성 염기이므로 노출되지 않습니다. 물은 해리가 잘 안되는 물질이며 용액에서 이온으로 거의 해리되지 않습니다.)

Fe(OH) 3 + 3H + + 3NO 3 - = Fe 3+ + 3NO 3 - + 3H 2 O

왼쪽과 오른쪽에 같은 수의 질산염 음이온을 지우고 약식 이온 방정식을 씁니다.

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

이 반응은 끝까지 진행되기 때문에 해리가 잘 되지 않는 물질인 물이 형성됩니다.

탄산나트륨과 질산마그네슘의 반응식을 써봅시다.

Na 2 CO 3 + Mg (NO 3) 2 \u003d 2NaNO 3 + MgCO 3 ↓

이 방정식을 이온 형태로 씁니다.

(탄산마그네슘은 물에 녹지 않으므로 이온으로 분해되지 않습니다.)

2Na + + CO 3 2- + Mg 2+ + 2NO 3 - = 2Na + + 2NO 3 - + MgCO 3 ↓

우리는 왼쪽과 오른쪽에 같은 수의 질산염 음이온과 나트륨 양이온을 지우고 약식 이온 방정식을 씁니다.

CO 3 2- + Mg 2+ \u003d MgCO 3 ↓

이 반응은 끝까지 진행되기 때문에 침전물이 형성됩니다 - 탄산 마그네슘.

탄산나트륨과 질산의 반응식을 써봅시다.

Na 2 CO 3 + 2HNO 3 \u003d 2NaNO 3 + CO 2 + H 2 O

(이산화탄소와 물은 생성된 약탄산의 분해산물이다.)

2Na + + CO 3 2- + 2H + + 2NO 3 - = 2Na + + 2NO 3 - + CO 2 + H 2 O

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

이 반응은 끝까지 진행되기 때문에 결과적으로 가스가 방출되고 물이 형성됩니다.

다음의 약식 이온 방정식에 해당하는 두 개의 분자 반응 방정식을 만들어 보겠습니다. Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 .

약어 이온 방정식은 이온 교환 반응의 본질을 보여줍니다. 이 경우 탄산 칼슘을 얻으려면 첫 번째 물질의 조성이 칼슘 양이온을 포함하고 두 번째 물질의 조성이 탄산염 음이온을 포함해야한다고 말할 수 있습니다. 이 조건을 만족하는 분자 반응식을 작성해 봅시다.

CaCl 2 + K 2 CO 3 \u003d CaCO 3 ↓ + 2KCl

Ca(NO 3) 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2NaNO 3

1. 오르체코프스키 P.A. 화학: 9학년: 교과서. 일반용 인스턴스 / P.A. 오르제코프스키, L.M. Meshcheryakova, L.S. 폰탁. - M.: AST: Astrel, 2007. (§17)

2. 오르체코프스키 P.A. 화학: 9학년: 일반 교육용 교과서. 인스턴스 / P.A. 오르제코프스키, L.M. Meshcheryakova, M.M. 샬라쇼바. - M.: Astrel, 2013. (§ 9)

3. 루지염 G.E. 화학: 무기질. 화학. 오르간. 화학: 교과서. 9셀에 대해 / 지. Rudzitis, F.G. 펠드만. - M .: 교육, JSC "모스크바 교과서", 2009.

4. Khomchenko I.D. 고등학교를 위한 화학 문제 및 연습 문제 모음입니다. - M.: RIA "New Wave": 발행인 Umerenkov, 2008.

5. 어린이를 위한 백과사전. 17권. 화학 / 장. 에드. V.A. 볼로딘, 선두. 과학적 에드. I. 린슨. - M.: Avanta +, 2003.

추가 웹 리소스

1. 디지털 교육 리소스의 단일 컬렉션(주제에 대한 비디오 경험): ().

2. "화학과 생명" 저널의 전자 버전: ().

숙제

1. 표에 이온 교환 반응이 가능한 물질 쌍을 더하기 기호로 표시하여 끝까지 표시하십시오. 분자, 완전 이온 및 환원 이온 형태로 반응식을 작성하십시오.

2. 와. P.A.의 67번 10,13번 Orzhekovsky "화학 : 9 학년"/ P.A. 오르제코프스키, L.M. Meshcheryakova, M.M. 샬라쇼바. - M.: Astrel, 2013.

기초교양

라인 UMK VV 루닌. 화학 (8-9)

이온 방정식

배경

고대 연금술사들조차 철학자의 돌을 찾아 간단한 화학 반응을 수행하고 연구 결과를 두꺼운 책으로 기록하면서 화학 물질에 대한 특정 기호를 사용했습니다. 각 과학자는 자신의 시스템을 가지고 있었는데 이는 놀라운 일이 아닙니다. 모두가 부러워하는 사람들과 경쟁자의 음모로부터 비밀 지식을 보호하기를 원했습니다. 그리고 VIII 세기에만 일부 요소에 대한 균일 한 지정이 있습니다.

1615년 Jean Begun은 그의 저서 "Principles of Chemistry"에서 이 자연 과학 분야의 첫 번째 교과서 중 하나로 간주되며 화학 방정식 작성을 위한 규칙의 사용을 제안했습니다. 그리고 1814년에야 스웨덴 화학자 Jons Jakob Berzelius가 학생들이 수업에서 배우는 것과 유사한 원소의 라틴어 이름의 첫 글자 하나 또는 두 개를 기반으로 화학 기호 체계를 만들었습니다.

8 학년 (V.V. Eremin이 편집 한 교과서 "Chemistry. Grade 8"단락 12)에서 사람들은 시약과 반응 생성물이 모두 분자 형태로 표시되는 분자 반응 방정식을 작성하는 방법을 배웠습니다.

그러나 이것은 화학적 변형에 대한 단순화된 관점입니다. 그리고 과학자들은 이미 18세기에 이에 대해 생각했습니다.

Arrhenius는 실험 결과 특정 물질의 용액이 전류를 전도한다는 것을 발견했습니다. 그리고 그는 전기 전도성을 가진 물질이 이온 형태의 용액에 있음을 증명했습니다: 양전하를 띤 양이온과 음전하를 띤 음이온. 그리고 반응하는 것은 이러한 하전 입자입니다.

이온 방정식이란 무엇입니까?

이온 반응식- 이들은 반응에 들어가는 물질과 반응 생성물이 해리 이온으로 지정되는 화학적 동등성입니다. 이 유형의 방정식은 용액에서 화학적 치환 및 교환 반응을 작성하는 데 적합합니다.

이온 방정식- 복잡하고 흥미로운 화학 과학의 필수적인 부분. 이러한 방정식을 통해 어떤 이온이 화학적 변형에 들어가는지 시각적으로 볼 수 있습니다. 전해 해리를 겪는 물질은 이온 형태로 기록됩니다(주제는 V.V. Eremin이 편집한 교과서 "Chemistry. Grade 9"인 단락 10에 자세히 설명되어 있음). 분자의 형태로 기체, 침전 물질 및 약한 전해질이 기록되어 실제로 해리되지 않습니다. 기체는 위쪽 화살표(), 침전되는 물질은 아래쪽 화살표(↓)로 표시됩니다.

교과서는 모스크바 주립 대학 화학 학부의 교사가 작성했습니다. 뮤직비디오 로모노소프. 이 책의 특징은 자료 표현의 단순성과 명료성, 높은 과학적 수준, 많은 수의 삽화, 실험 및 재미있는 실험으로 자연 과학 주제에 대한 심층적 인 연구와 함께 수업 및 학교에서 사용할 수 있습니다.

이온 방정식의 특징

1. 이온 교환 반응은 산화 환원 반응과 달리 화학 변형에 들어가는 물질의 원자가를 위반하지 않고 진행됩니다.

- 산화 환원 반응

이온 교환 반응

2. 이온간의 반응은 반응 중 난용성 침전물이 형성되거나, 휘발성 가스가 방출되거나, 약한 전해질이 형성되는 조건에서 진행됩니다.

시험관에 탄산나트륨시액 1ml를 붓고 염산 몇 방울을 조심스럽게 넣는다.

무슨 일이야?

반응에 대한 방정식을 만들고 전체 및 약어 이온 방정식을 작성하십시오.

정의

전해질 용액에서 이온 사이에서 일어나는 반응을 이온 교환 반응(리오).

RIO 과정에서 원소의 산화 상태에는 변화가 없으므로 RIO는 산화 환원이 아닙니다.

이온 교환 반응의 비가역성의 기준은 약한 전해질의 형성입니다.

베르톨레의 법칙

생성된 반응 생성물 중 하나가 반응 영역을 다음과 같은 형태로 "떠나면" 이온 교환 반응이 거의 비가역적으로 진행됩니다.

• 가스,
• 초안
• 또는 약한 해리 전해질(예: 물).

용액에 약한 전해질을 형성하는 이온이 없으면 반응은 가역적이며 이 경우 방정식이 작성되지 않고 "$\ne$" 기호가 표시됩니다.

이온 방정식을 작성하기 위해 분자(1), 완전 이온(2) 및 짧은 이온 형태의 방정식(3.4)이 사용됩니다.

$2KOH + H_2SO_4 = K_2SO_4 + 2H_2O \hspace(3cm) (1)$

$2K^+ +2OH^- + 2H^+ + SO_4^(2-) = 2K^+ + SO_4^(2-) +2H_2O \hspace(0.2cm) (2)$

$2OH^- + 2H^+ = 2H_2O \hspace(5cm) (3)$

$OH^- + H^+ = H_2O \hspace(5.5cm) (4)$

참고하세요 짧은 이온 방정식에서 계수는 최소이어야 합니다.따라서 식 (3)에서 모든 계수는 2로 소거되고 결과 식 (4)는 짧은 이온 방정식으로 간주됩니다.

RIO를 컴파일할 때 다음 사항을 기억해야 합니다.

• 물, 금속, 산화물, 가스, 침전물은 이온으로 분해되지 않으며 모든 방정식으로 분자 형태로 작성됩니다.
• $H_2SO_3$, $H_2CO_3$, $NH_4OH$, $AgOH$불안정하고 형성 시 거의 즉시 분해됩니다.

  $H_2SO_3 = H_2O + SO_2 \uparrow$

  $H_2CO_3 = H_2O + CO_2 \uparrow$

  $NH_4OH = H_2O + NH_3 \uparrow$

  $2AgOH = Ag_2O \아래쪽 화살표 + H_2O$

이온 교환 반응을 컴파일하는 알고리즘

1. 분자 방정식을 적고 계수를 배열하십시오. 반응 생성물의 화학식을 작성할 때 분자 내 전하의 합이 0이어야 함을 기억하는 것이 중요합니다.
2. 출발 물질과 교환 반응 생성물의 해리 결과를 고려하여 완전한 이온 방정식을 작성하십시오. 이온의 형태로 모든 용해성 화합물이 기록됩니다(용해성 표에 문자 "P"로 표시됨(물에 잘 용해됨), 예외는 수산화칼슘임). 불용성 물질, 가스, 산화물, 물의 공식은 분자 형태로 작성됩니다. 카운트업 총 반응 계수, 방정식의 오른쪽과 왼쪽에 있는 모든 계수가 추가됩니다.
3. 방정식의 약식 이온 형태를 얻기 위해 유사한 것을 제공합니다. 즉, 방정식에서 등호 앞뒤에 동일한 이온을 줄입니다. 계수는 최소이어야 하고 방정식의 왼쪽과 오른쪽에 있는 전하의 합은 같아야 합니다. 총 계수는 축약된 형식으로 계산됩니다(전체 형식과 유사).
4. 방정식의 약어 이온 형태는 다음을 반영합니다. 과거 화학 반응의 본질.

염기성 산화물과 산의 상호 작용. 산화 칼슘과 염산의 상호 작용에 대한 분자, 짧고 완전한 이온 방정식을 작성하십시오. 전체 및 약어 형식의 총 계수를 계산합니다.

해결책

1. 분자 방정식:

$CaO + 2HCl = CaCl_2 + H_2O$

2. 전체 이온 방정식:

$CaO + 2H^+ + \underline(2Cl^-) = Ca^(2+) + \underline(2Cl^-) + H_2O$

계수의 합은 (1+2+2+1+2+1)=9입니다.

3. 환원 이온 방정식:

$CaO + 2H^+ = Ca^(2+) + H_2O$

총 계수는 (1+2+1+1)=5입니다.

4. 간단한 이온 방정식은 산화칼슘이 강산($H^+$)과 상호작용할 때 반응이 거의 비가역적으로 진행되어 가용성 칼슘염과 저 해리성 물질(물)이 형성됨을 보여줍니다.

염과 산의 상호 작용.탄산 칼륨과 질산의 상호 작용에 대한 분자, 짧고 완전한 이온 방정식을 작성하십시오. 전체 및 약어 형식의 총 계수를 계산합니다.

해결책

1. 분자 방정식:

$K_2CO_3 + 2HNO_3 = 2KNO_3 + CO_2\위쪽 화살표 + H_2O$

2. 전체 이온 방정식:

$\underline(2K^+) + CO_3^(2-) + 2H^+ + \underline(2NO_3^-) = \underline(2K^+) + \underline(2NO_3^-) + CO_2\uparrow + H_2O$

계수의 합은 (2+1+2+2+2+2+1+1)=13입니다.

3. 간단한 이온 방정식:

$ CO_3^(2-) + 2H^+ = CO_2\위쪽 화살표 + H_2O$

계수의 합은 (1+2+1+1)=5입니다.

4. 간단한 이온 방정식은 가용성 탄산염(알칼리 금속)이 강산($H^+$)과 상호 작용할 때 반응이 거의 비가역적으로 진행되어 이산화탄소($CO_2\uparrow$)와 낮은 -해리 물질(물)

산화물 포함 H 2 O, 침전물(용해도 표), 약한 해리 화합물: H 2 S; HNO 2, H 2 SO 3 → SO 2 + H 2 O, H 2 CO 3 → CO 2 + H 2 O, NH 4 OH → NH 3 + H 2 O; CH3COOH; HMnO 4 H 2 SiO 3 , H 3 PO 4

다음은 일정한 산화 상태를 가지고 있습니다.

그룹 I 주 하위 그룹 +1, 그룹 II 주 하위 그룹 +2, H +, O -2, OH -, Al 3+, Zn 2+.

산화 환원 반응(ORD)는 원소가 전자를 전달하여 산화 상태(CO)를 변경하는 반응입니다.

산화 환원 반응을 푸는 알고리즘

우리는 반응에서 각 원소의 산화 상태(CO)를 적습니다.

산화 상태를 변화시키는 원소를 찾으십시오.

우리는 산화 정도가 변경된 원소를 포함하는 이온이나 분자를 선택합니다.

우리는 산화제, 환원제에 서명합니다.

신 환경: nH 2 O를 추가합니다. 여기서 O가 부족한 경우 → 2nH +

알칼리성 환경: nH 2 O를 추가하십시오. 여기서 과잉 O → 2nOH -

우리는 각 반쪽 반응(반쪽 반응의 왼쪽 = 오른쪽)을 균등화하고 주고받은 전자의 수를 기록합니다.

우리는 받은 전자와 주어진 전자의 수를 동일하게 하고 반쪽 반응 앞에 계수를 설정합니다.

우리는 산화 과정과 회복 과정에 서명합니다.

계수를 고려하여 총 이온 방정식을 작성합니다.

우리는 이온에서 분자 방정식으로 계수를 전송하고 유사한 것을 제공합니다(반응의 왼쪽 = 오른쪽)

http://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%EB%E5%EA%F2%F0%EE%EB%E8%E7

패러데이의 법칙에 따르면 : m \u003d EIt / 96 500, Q \u003d It, C (소비 전력)

여기서 m은 전극에서 산화되거나 환원된 물질의 질량입니다. E는 물질의 등가 질량입니다. 나 - 현재 강도, A; t는 전기 분해의 지속 시간, s입니다. Ve H 2 \u003d 11.2 l, Ve O 2 \u003d 5.6 l

전기화학에서 음극 및 양극 공정을 암기하기 위해 다음과 같은 니모닉 규칙이 있습니다.

음이온은 양극에서 산화됩니다.

음극에서는 양이온이 환원됩니다.

첫 번째 줄에서 모든 단어는 모음으로 시작하고 두 번째 줄에서는 자음으로 시작합니다.

또는 더 쉽게:

음극 - 양이온(음극의 이온)

ANod - 음이온(양극의 이온)

지침

이온 방정식을 진행하기 전에 몇 가지 규칙을 배워야 합니다. 수불용성, 기체 및 저 해리성 물질(예: 물)은 이온으로 분해되지 않습니다. 즉, 분자 형태로 기록해야 합니다. 여기에는 H2S, H2CO3, H2SO3, NH4OH와 같은 약한 전해질도 포함됩니다. 화합물의 용해도는 모든 유형의 대조군에 대해 승인된 참조 물질인 용해도 표에서 확인할 수 있습니다. 양이온과 음이온에 내재된 모든 전하도 여기에 표시됩니다. 작업을 완전히 완료하려면 분자, 완전 및 이온 환원 방정식을 작성해야 합니다.

실시예 1. 황산과 수산화칼륨의 중화반응을 TED(전해해리이론)의 관점에서 생각해보자. 먼저 반응식을 분자 형태로 작성하고 .H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O 생성된 물질의 용해도 및 해리를 분석합니다. 모든 화합물은 물에 용해되므로 이온에 용해됩니다. 유일한 예외는 물은 이온으로 분해되지 않으므로 분자 형태로 남아있을 것입니다.이온 완전 방정식을 작성하고 왼쪽과 오른쪽에서 동일한 이온을 찾으십시오. 동일한 이온을 줄이려면 X 표시를 하십시오.

예 2. 염화구리와 수산화나트륨의 교환 반응을 작성하고 TED의 관점에서 고려하십시오. 반응식을 분자 형태로 작성하고 계수를 배열하십시오. 그 결과, 형성된 수산화구리가 청색으로 석출되었다. CuCl2 + 2NaOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + 2NaCl 물에 대한 용해도에 대해 모든 물질을 분석하십시오. 이온으로 해리되지 않는 수산화구리를 제외하고 모든 것이 용해됩니다. 이온 완전 방정식을 작성하고 동일한 이온에 밑줄을 긋고 환원합니다. Cu2+ +2Cl- + 2Na+ +2OH- = Cu(OH) 2↓+2Na+ +2Cl- 이온 환원 방정식은 남아 있습니다. Cu2+ +2OH- = Cu(OH) 2↓

예 3. 탄산나트륨과 염산의 교환 반응을 작성하고 TED의 관점에서 고려하십시오. 반응식을 분자 형태로 작성하고 계수를 배열하십시오. 반응의 결과로 염화나트륨이 형성되고 기체 상태의 CO2(이산화탄소 또는 일산화탄소(IV))가 방출됩니다. 그것은 산화물과 물로 분해되는 약한 탄산의 분해로 인해 형성됩니다. Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2+H2O 모든 물질의 수용성 및 해리를 분석합니다. 이산화탄소는 기체 화합물로 시스템을 떠나고 물은 해리가 낮은 물질입니다. 다른 모든 물질은 이온으로 분해됩니다. 이온 완전 방정식을 작성하고 동일한 이온에 밑줄을 긋고 환원합니다. 2Na + + CO3 2- + 2H + + 2Cl- \u003d 2Na + + 2Cl- + CO2 + H2O 이온 환원 방정식은 그대로 유지됩니다. CO2 + H2O