1. Образование осадка карбоната кальция

Ре­ак­ции ион­но­го об­ме­на, про­те­ка­ю­щие между рас­тво­ра­ми солей

I. За­пи­шем урав­не­ние ре­ак­ции между рас­тво­ра­ми кар­бо­на­та на­трия и хло­ри­да каль­ция.

В ре­зуль­та­те этого вза­и­мо­дей­ствия об­ра­зу­ет­ся оса­док кар­бо­на­та каль­ция и хло­рид на­трия.

Рис. 1. Оса­док кар­бо­на­та каль­ция

Na₂CO₃ +CaCl₂ = CaCO₃ ↓ + 2NaCl - мо­ле­ку­ляр­ное урав­не­ние

Рас­смот­рим сущ­ность дан­ной ре­ак­ции об­ме­на. Вы зна­е­те, что кар­бо­нат на­трия в воде дис­со­ци­и­ру­ет на два ка­ти­о­на на­трия и кар­бо­нат-ани­он.

Na₂CO₃ = 2Na⁺ + CO₃^2-

 Хло­рид каль­ция в воде также дис­со­ци­и­ру­ет на ка­ти­он каль­ция и хло­рид - ани­о­ны.

CaCl₂ = Ca²⁺ + 2Cl^-

В ходе ре­ак­ции осу­ществ­ля­ет­ся обмен иона­ми, при­во­дя­щий к об­ра­зо­ва­нию осад­ка кар­бо­на­та каль­ция.

2Na⁺ + CO3^2- + Ca²⁺ + 2Cl^- = CaCO₃ ↓ + 2Na⁺ + 2Cl^- - пол­ное ион­ное урав­не­ние.

Ca²⁺ + CO₃^2- = CaCO₃ ↓ – со­кра­щён­ное ион­ное урав­не­ние

Хи­ми­че­ские ре­ак­ции, про­те­ка­ю­щие в рас­тво­рах с уча­сти­ем сво­бод­ных ионов, на­зы­ва­ют­ся ион­ны­ми ре­ак­ци­я­ми.

За­пись урав­не­ния ре­ак­ции с уча­сти­ем ионов на­зы­ва­ют урав­не­ни­ем в ион­ной форме (ион­ное урав­не­ние)

2. Второй пример образования осадка карбоната кальция

II. За­пи­шем ещё одно урав­не­ние хи­ми­че­ской ре­ак­ции, при­во­дя­щей к об­ра­зо­ва­нию осад­ка кар­бо­на­та каль­ция.

При вза­и­мо­дей­ствии кар­бо­на­та на­трия с нит­ра­том каль­ция об­ра­зу­ет­ся оса­док кар­бо­на­та каль­ция и нит­рат на­трия. За­пи­шем урав­не­ние в мо­ле­ку­ляр­ной форме:

Na₂CO₃ +Ca(NO₃)₂ = CaCO₃ ↓ + 2NaNO₃ - мо­ле­ку­ляр­ное урав­не­ние

За­пи­шем урав­не­ние в ион­ной форме:

2Na⁺ + CO₃^2- + Ca²⁺ + 2NO₃^- = CaCO₃ ↓ + 2Na⁺ + 2 NO₃^-– пол­ное ион­ное урав­не­ние

Ca²⁺ + CO₃^2- = CaCO₃ ↓ – со­кра­щён­ное ион­ное урав­не­ние

Об­ра­ти­те вни­ма­ние: суть обеих ре­ак­ций вза­и­мо­дей­ствия кар­бо­на­та на­трия с нит­ра­том каль­ция и с хло­ри­дом каль­ци­ям сво­дит­ся к тому, что из ка­ти­о­на каль­ция и кар­бо­нат - ани­о­на об­ра­зу­ет­ся нерас­тво­ри­мый кар­бо­нат каль­ция.

Те­перь мы видим, что для по­лу­че­ния кар­бо­на­та каль­ция надо взять такие ве­ще­ства, чтобы в со­став од­но­го ве­ще­ства вхо­ди­ли ка­ти­о­ны каль­ция, а в со­став дру­го­го – кар­бо­нат - ионы.

Сущ­ность ре­ак­ции ион­но­го об­ме­на от­ра­жа­ют с по­мо­щью со­кра­щён­но­го ион­но­го урав­не­ния.

3. Образование осадка сульфата бария

Рас­смот­рим еще при­мер ре­ак­ции ион­но­го об­ме­на, при­во­дя­щей к об­ра­зо­ва­нию осад­ка.

За­пи­шем урав­не­ние ре­ак­ции между суль­фа­том калия и хло­ри­дом бария в мо­ле­ку­ляр­ном виде, в со­кра­щён­ном ион­ном виде и в пол­ном ион­ном виде.

K₂SO₄ +BaCl₂ = BaSO₄ ↓ + 2KCl –мо­ле­ку­ляр­ное урав­не­ние

При вза­и­мо­дей­ствии суль­фа­та калия и хло­ри­дом бария об­ра­зу­ет­ся оса­док суль­фа­та бария и хло­рид калия. Это мо­ле­ку­ляр­ная форма урав­не­ния.

Ниже за­пи­са­на пол­ная ион­ная форма.

2K⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + 2Cl^- = BaSO₄ ↓ + 2K⁺ + 2Cl^- – пол­ное ион­ное урав­не­ние

Если мы за­черк­нём слева и спра­ва оди­на­ко­вые ионы, то по­лу­чим со­кра­щён­ное ион­ное урав­не­ние.

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄ ↓ – со­кра­щён­ное ион­ное урав­не­ние

Таким об­ра­зом, для по­лу­че­ния суль­фа­та бария необ­хо­ди­мо, чтобы в со­став од­но­го ве­ще­ства вхо­ди­ли ка­ти­о­ны бария, а в со­став дру­го­го – суль­фат – ани­о­ны.

Под­ве­де­ние итога

Вы узна­ли, что ре­ак­ции в рас­тво­рах элек­тро­ли­тов про­те­ка­ют между иона­ми. Такие ре­ак­ции на­зы­ва­ют­ся ре­ак­ции ион­но­го об­ме­на. Сущ­ность ре­ак­ции ион­но­го об­ме­на от­ра­жа­ет со­кра­щён­ное ион­ное урав­не­ние.