Ստեղծագործություն

Zn hcl ռեակցիայի հավասարումը իոնային ձևով. Ռեակցիայի հավասարումը HCl Zn, ORR, կրճատ-իոնային հավասարում: Ցինկի արձագանքը աղաթթվի հետ

Ցինկ (Zn) - քիմիական տարր, պատկանում է հողալկալիական մետաղների խմբին։ Մենդելեևի պարբերական աղյուսակում այն 30 թիվ է, ինչը նշանակում է, որ ատոմային միջուկի լիցքը, էլեկտրոնների և պրոտոնների թիվը նույնպես 30 է։ Ցինկը IV շրջանի երկրորդական խմբում է։ Խմբի համարով դուք կարող եք որոշել ատոմների թիվը, որոնք գտնվում են նրա վալենտական կամ արտաքին վրա էներգիայի մակարդակը- համապատասխանաբար, 2.

Ցինկը որպես տիպիկ ալկալի մետաղ

Ցինկը մետաղների տիպիկ ներկայացուցիչն է, նորմալ վիճակում այն ունի կապտամոխրագույն գույն, հեշտությամբ օքսիդանում է օդում՝ մակերեսի վրա ձեռք բերելով օքսիդ թաղանթ (ZnO):

Որպես տիպիկ ամֆոտերային մետաղ՝ ցինկը փոխազդում է մթնոլորտի թթվածնի հետ՝ 2Zn+O2=2ZnO՝ առանց ջերմաստիճանի՝ օքսիդ թաղանթի առաջացմամբ։ Տաքացնելիս առաջանում է սպիտակ փոշի։

Օքսիդն ինքնին փոխազդում է թթուների հետ՝ առաջացնելով աղ և ջուր.

2ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O.

Թթվային լուծույթներով. Եթե ցինկը սովորական մաքրության է, ապա ռեակցիայի հավասարումը ստորև HCl Zn է:

Zn+2HCl= ZnCl2+H2 - ռեակցիայի մոլեկուլային հավասարում.

Zn (լիցքավորում 0) + 2H (լիցք +) + 2Cl (լիցքավորում -) = Zn (լիցքավորում +2) + 2Cl (լիցքավորում -) + 2H (լիցքավորում 0) - ամբողջական Zn HCl իոնային ռեակցիայի հավասարում:

Zn + 2H(+) = Zn(2+) +H2 - S.I.U. (կարճ իոնային ռեակցիայի հավասարում):

Ցինկի արձագանքը աղաթթվի հետ

Այս հավասարումը HCl Zn ռեակցիաները ռեդոքս տեսակի են։ Դա կարելի է ապացուցել նրանով, որ ռեակցիայի ընթացքում փոխվել է Zn-ի և H2-ի լիցքը, նկատվել է ռեակցիայի որակական դրսևորում, նկատվել է օքսիդացնող և վերականգնող նյութի առկայություն։

Այս դեպքում H2-ը օքսիդացնող նյութ է, քանի որ ք. Օ. ջրածինը մինչև ռեակցիայի մեկնարկը եղել է «+», իսկ հետո դարձել է «0»: Նա մասնակցել է կրճատման գործընթացին՝ նվիրելով 2 էլեկտրոն։

Zn-ը վերականգնող նյութ է, մասնակցում է օքսիդացմանը՝ ընդունելով 2 էլեկտրոն՝ մեծացնելով ք.ա. (օքսիդացման վիճակ):

Դա նաև փոխարինող ռեակցիա է։ Այն ներառում էր 2 նյութ՝ պարզ Zn և բարդ՝ HCl։ Ռեակցիայի արդյունքում առաջացել է 2 նոր նյութ, ինչպես նաև մեկ պարզ՝ H2 և մեկ բարդ՝ ZnCl2։ Քանի որ Zn-ը գտնվում է H2-ից առաջ մետաղների ակտիվության շարքում, այն հեռացրեց այն նյութից, որը արձագանքում էր դրա հետ:

Շարժվելու ժամանակն է. Ինչպես արդեն գիտենք, ամբողջական իոնային հավասարումը պետք է մաքրվի: Անհրաժեշտ է հեռացնել այն մասնիկները, որոնք առկա են հավասարման և՛ աջ, և՛ ձախ կողմերում։ Այս մասնիկները երբեմն կոչվում են «դիտորդ իոններ»; նրանք չեն մասնակցում ռեակցիային։

Սկզբունքորեն, այս մասում բարդ բան չկա։ Պարզապես պետք է զգույշ լինել և գիտակցել, որ որոշ դեպքերում ամբողջական և կարճ հավասարումները կարող են համընկնել (ավելի մանրամասն տե՛ս օրինակ 9):

Օրինակ 5. Գրե՛ք ամբողջական և կարճ իոնային հավասարումներ, որոնք նկարագրում են սիլիցիումի թթվի և կալիումի հիդրօքսիդի փոխազդեցությունը ջրային լուծույթում:

Լուծում. Սկսենք, բնականաբար, մոլեկուլային հավասարումից.

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

Սիլիկաթթուն չլուծվող թթուների հազվագյուտ օրինակներից է. Մենք այն գրում ենք մոլեկուլային տեսքով։ Մենք գրում ենք KOH և K 2 SiO 3 իոնային տեսքով: Բնականաբար, մենք գրում ենք H 2 O մոլեկուլային տեսքով.

H2SiO3+ 2K++ 2OH - = 2K++ SiO 3 2- + 2H 2 O:

Մենք տեսնում ենք, որ կալիումի իոնները չեն փոխվում ռեակցիայի ընթացքում։ Այդ մասնիկները գործընթացին չեն մասնակցում, մենք պետք է դրանք հանենք հավասարումից։ Մենք ստանում ենք ցանկալի կարճ իոնային հավասարումը.

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

Ինչպես տեսնում եք, գործընթացը հանգում է սիլիցիումի թթվի փոխազդեցությանը OH-իոնների հետ: Կալիումի իոնները այս դեպքում ոչ մի դեր չեն խաղում. մենք կարող ենք KOH-ը փոխարինել նատրիումի հիդրօքսիդով կամ ցեզիումի հիդրօքսիդով, և նույն գործընթացը տեղի կունենա ռեակցիոն կոլբայի մեջ։

Օրինակ 6. Պղնձի (II) օքսիդը լուծվել է ծծմբաթթվի մեջ։ Գրե՛ք այս ռեակցիայի ամբողջական և կարճ իոնային հավասարումը:

Լուծում. Հիմնական օքսիդները փոխազդում են թթուների հետ՝ առաջացնելով աղ և ջուր.

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

Համապատասխան իոնային հավասարումները տրված են ստորև։ Կարծում եմ՝ այս դեպքում ավելորդ է ինչ-որ բան մեկնաբանել։

2H++ SO 4 2-+ CuO = Cu 2+ + SO 4 2-+H2O

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

Օրինակ 7. Օգտագործելով իոնային հավասարումներ՝ նկարագրեք ցինկի փոխազդեցությունը աղաթթվի հետ:

Լուծում. Մետաղները, որոնք գտնվում են ջրածնի ձախ կողմում գտնվող լարման շարքում, արձագանքում են թթուների հետ՝ արտազատելով ջրածինը (մենք չենք քննարկում օքսիդացնող թթուների հատուկ հատկությունները).

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2:

Ամբողջական իոնային հավասարումը կարելի է հեշտությամբ գրել.

Zn + 2H + + 2Cl -= Zn 2+ + 2Cl -+H2.

Ցավոք, այս տիպի առաջադրանքներում կարճ հավասարման անցնելիս ուսանողները հաճախ սխալվում են: Օրինակ, նրանք հեռացնում են ցինկը հավասարման երկու կողմերից: Սա մեծ սխալ է։ Ձախ կողմում կա մի պարզ նյութ՝ չլիցքավորված ցինկի ատոմներ։ Աջ կողմում մենք տեսնում ենք ցինկի իոններ: Սրանք լրիվ տարբեր առարկաներ են։ Կան նույնիսկ ավելի ֆանտաստիկ տարբերակներ: Օրինակ, H+ իոնները խաչված են ձախ կողմում, իսկ H2 մոլեկուլները՝ աջ կողմում: Դա պայմանավորված է նրանով, որ երկուսն էլ ջրածին են: Բայց հետո, հետևելով այս տրամաբանությանը, մենք կարող ենք, օրինակ, ենթադրել, որ H 2, HCOH և CH 4 «նույն բանն են», քանի որ այս բոլոր նյութերը պարունակում են ջրածին: Տեսեք, թե որքան անհեթեթ կարող է դա դառնալ:

Բնականաբար, այս օրինակում մենք կարող ենք (և պետք է!) ջնջել միայն քլորի իոնները: Մենք ստանում ենք վերջնական պատասխանը.

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

Ի տարբերություն վերը քննարկված բոլոր օրինակների, այս ռեակցիան ռեդոքս է (այս գործընթացի ընթացքում տեղի է ունենում օքսիդացման վիճակների փոփոխություն): Մեզ համար, սակայն, դա բացարձակապես անսկզբունքային է՝ այստեղ շարունակում է գործել իոնային հավասարումներ գրելու ընդհանուր ալգորիթմը։

Օրինակ 8. Պղինձը տեղադրվել է արծաթի նիտրատի ջրային լուծույթում։ Նկարագրեք լուծույթում տեղի ունեցող գործընթացները:

Լուծում. Ավելին ակտիվ մետաղներ(կանգնած լարման շարքի ձախ կողմում) ավելի քիչ ակտիվները տեղահանում են իրենց աղերի լուծույթներից: Պղինձը գտնվում է արծաթի ձախ կողմում գտնվող լարման շարքում, հետևաբար, այն տեղափոխում է Ag-ը աղի լուծույթից.

Сu + 2AgNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2Ag↓:

Ամբողջական և կարճ իոնային հավասարումները տրված են ստորև.

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

Cu 0 + 2Ag + = Cu 2+ + 2Ag↓ 0:

Օրինակ 9. Գրի՛ր բարիումի հիդրօքսիդի և ծծմբաթթվի ջրային լուծույթների փոխազդեցությունը իոնային հավասարումներ։

Լուծում. Խոսքը բոլորին քաջ հայտնի չեզոքացման ռեակցիայի մասին է, մոլեկուլային հավասարումը կարելի է առանց դժվարության գրել.

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

Լրիվ իոնային հավասարում.

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

Եկել է կարճ հավասարում կազմելու ժամանակը, և այստեղ պարզ է դառնում մի հետաքրքիր դետալ՝ իրականում կրճատելու բան չկա։ Մենք հավասարման աջ և ձախ կողմերում միանման մասնիկներ չենք դիտում: Ինչ անել? Սխա՞լ եք փնտրում: Ոչ, այստեղ սխալ չկա։ Իրավիճակը, որին մենք հանդիպեցինք, անտիպ է, բայց միանգամայն ընդունելի։ Այստեղ դիտորդական իոններ չկան. բոլոր մասնիկները մասնակցում են ռեակցիային. երբ բարիումի իոնները և սուլֆատ անիոնը միանում են, առաջանում է բարիումի սուլֆատի նստվածք, իսկ երբ փոխազդում են H+ և OH- իոնները, ձևավորվում է թույլ էլեկտրոլիտ (ջուր):

«Բայց, թույլ տվեք»: - բացականչում ես. - «Ինչպե՞ս կարող ենք գրել կարճ իոնային հավասարում»:

Ոչ մի դեպքում! Կարելի է ասել, որ կարճ հավասարումը համընկնում է լրիվի հետ, կարող ես նորից գրել նախորդ հավասարումը, բայց ռեակցիայի իմաստը չի փոխվի։ Հուսանք, որ կազմողները Պետական միասնական քննության տարբերակներկփրկի ձեզ նման «սայթաքուն» հարցերից, բայց, սկզբունքորեն, պետք է պատրաստ լինել ցանկացած սցենարի։

Ժամանակն է սկսել ինքնուրույն աշխատել։ Առաջարկում եմ կատարել հետևյալ առաջադրանքները.

Վարժություն 6. Գրե՛ք մոլեկուլային և իոնային հավասարումներ (լրիվ և կարճ) հետևյալ ռեակցիաների համար.

Ba(OH) 2 + HNO 3 =
Fe + HBr =
Zn + CuSO 4 =
SO2 + KOH =

Ինչպես լուծել քիմիայի միասնական պետական քննության 31-րդ առաջադրանքը

Սկզբունքորեն մենք արդեն քննարկել ենք այս խնդրի լուծման ալգորիթմը։ Միակ խնդիրն այն է, որ միասնական պետական քննության առաջադրանքը ձեւակերպված է ինչ-որ... անսովոր կերպով։ Ձեզ կառաջարկվի մի քանի նյութերի ցանկ: Դուք պետք է ընտրեք երկու միացություն, որոնց միջև հնարավոր է ռեակցիա, գրեք մոլեկուլային և իոնային հավասարումներ։ Օրինակ, առաջադրանքը կարող է ձևակերպվել հետևյալ կերպ.

Օրինակ 10. Հասանելի են նատրիումի հիդրօքսիդի, բարիումի հիդրօքսիդի, կալիումի սուլֆատի, նատրիումի քլորիդի և կալիումի նիտրատի ջրային լուծույթները։ Ընտրեք երկու նյութ, որոնք կարող են փոխազդել միմյանց հետ. գրի՛ր ռեակցիայի մոլեկուլային հավասարումը, ինչպես նաև ամբողջական և կարճ իոնային հավասարումները։

Լուծում. Հիշելով անօրգանական միացությունների հիմնական դասերի հատկությունները, մենք գալիս ենք այն եզրակացության, որ միակ հնարավոր ռեակցիան բարիումի հիդրօքսիդի և կալիումի սուլֆատի ջրային լուծույթների փոխազդեցությունն է.

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

Լրիվ իոնային հավասարում.

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

Համառոտ իոնային հավասարում.

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓:

Ի դեպ, ուշադրություն դարձրեք մի հետաքրքիր կետի. կարճ իոնային հավասարումները պարզվեցին, որ նույնական են այս օրինակում և այս հոդվածի առաջին մասի օրինակ 1-ում: Սա առաջին հայացքից տարօրինակ է թվում՝ նրանք ամբողջությամբ արձագանքում են տարբեր նյութեր, բայց արդյունքը նույնն է. Փաստորեն, այստեղ ոչ մի տարօրինակ բան չկա՝ իոնային հավասարումները օգնում են տեսնել ռեակցիայի էությունը, որը կարող է թաքնվել տարբեր պատյանների տակ։

Եվ մի պահ. Փորձենք առաջարկվող ցանկից վերցնել այլ նյութեր և ստեղծել իոնային հավասարումներ։ Դե, օրինակ, հաշվի առեք կալիումի նիտրատի և նատրիումի քլորիդի փոխազդեցությունը: Եկեք գրենք մոլեկուլային հավասարումը.

KNO 3 + NaCl = NaNO 3 + KCl:

Մինչ այժմ ամեն ինչ բավականին հավանական է թվում, և մենք անցնում ենք ամբողջական իոնային հավասարմանը.

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

Մենք սկսում ենք հեռացնել ավելորդը և բացահայտել մի տհաճ դետալ. այս հավասարման մեջ ԱՄԵՆ ԻՆՉ «հավելյալ է»: Մենք գտնում ենք բոլոր մասնիկները, որոնք առկա են ձախ կողմում, աջ կողմում: Ինչ է սա նշանակում? Սա հնարավո՞ր է: Այո, թերևս, այս դեպքում ուղղակի արձագանք չկա. մասնիկները, որոնք ի սկզբանե եղել են լուծույթում, կմնան դրա մեջ: Ոչ մի արձագանք!

Տեսեք, մենք մոլեկուլային հավասարման մեջ հանգիստ անհեթեթություններ ենք գրել, բայց կարճ իոնային հավասարումը «խաբել» չենք կարողացել։ Սա հենց այն դեպքն է, երբ բանաձևերը մեզնից ավելի խելացի են ստացվում։ Հիշեք. եթե կարճ իոնային հավասարում գրելիս հանգում եք բոլոր նյութերը հեռացնելու անհրաժեշտությանը, դա նշանակում է, որ կամ սխալ եք թույլ տվել և փորձում եք «նվազեցնել» ինչ-որ ավելորդ բան, կամ այս ռեակցիան ընդհանրապես հնարավոր չէ:

Օրինակ 11. Նատրիումի կարբոնատ, կալիումի սուլֆատ, ցեզիումի բրոմիդ, աղաթթու, նատրիումի նիտրատ: Տրված ցանկից ընտրեք երկու նյութ, որոնք կարող են փոխազդել միմյանց հետ, գրեք ռեակցիայի մոլեկուլային հավասարումը, ինչպես նաև ամբողջական և համառոտ իոնային հավասարումները։

Լուծում. Ստորև բերված ցանկը պարունակում է 4 աղ և մեկ թթու: Աղերը կարող են փոխազդել միմյանց հետ միայն այն դեպքում, եթե ռեակցիայի ընթացքում ձևավորվում է նստվածք, բայց նշված աղերից և ոչ մեկը չի կարողանում նստվածք ստեղծել այս ցանկից մեկ այլ աղի հետ ռեակցիայի մեջ (ստուգեք այս փաստը լուծելիության աղյուսակի միջոցով): Թթու: կարող է արձագանքել աղի հետ միայն այն դեպքում, երբ աղը ձևավորվում է ավելի թույլ թթվով: Ծծմբական, ազոտային և հիդրոբրոմի թթուները չեն կարող տեղահանվել HCl-ի ազդեցությամբ: Միակ ողջամիտ տարբերակը աղաթթվի փոխազդեցությունն է նատրիումի կարբոնատի հետ։

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

Խնդրում ենք նկատի ունենալ. H 2 CO 3 բանաձևի փոխարեն, որը, տեսականորեն, պետք է ձևավորվեր ռեակցիայի ընթացքում, գրում ենք H 2 O և CO 2: Սա ճիշտ է, քանի որ ածխաթթուն չափազանց անկայուն է նույնիսկ սենյակային ջերմաստիճանում և հեշտությամբ քայքայվում է ջրի և ածխաթթու գազի:

Ամբողջական իոնային հավասարումը գրելիս հաշվի ենք առնում, որ ածխաթթու գազը էլեկտրոլիտ չէ.

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

Հեռացնելով ավելցուկը, մենք ստանում ենք կարճ իոնային հավասարում.

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

Հիմա մի քիչ փորձիր։ Փորձեք, ինչպես արեցինք նախորդ խնդիրում, ստեղծել անհնարին ռեակցիաների իոնային հավասարումներ: Վերցրեք, օրինակ, նատրիումի կարբոնատը և կալիումի սուլֆատը կամ ցեզիումի բրոմիդը և նատրիումի նիտրատը: Համոզվեք, որ կարճ իոնային հավասարումը կրկին «դատարկ» է:

Դիտարկենք USE-31 առաջադրանքների լուծման ևս 6 օրինակ,
մենք կքննարկենք, թե ինչպես գրել իոնային հավասարումներ բարդ ռեդոքս ռեակցիաների դեպքում,
Եկեք օրինակներ բերենք օրգանական միացությունների իոնային հավասարումների,
Անդրադառնանք իոնափոխանակման ռեակցիաներին, որոնք տեղի են ունենում ոչ ջրային միջավայրում։

Ցինկը (Zn) հողալկալիական մետաղների խմբին պատկանող քիմիական տարր է։ Մենդելեևի պարբերական աղյուսակում այն 30 թիվ է, ինչը նշանակում է, որ ատոմային միջուկի լիցքը, էլեկտրոնների և պրոտոնների թիվը նույնպես 30 է։ Ցինկը IV շրջանի երկրորդական խմբում է։ Խմբի համարով դուք կարող եք որոշել ատոմների թիվը, որոնք գտնվում են դրա վալենտային կամ արտաքին էներգիայի մակարդակում, համապատասխանաբար, 2: