Бүтээл

Zn hcl урвалын тэгшитгэл ион хэлбэрээр. Урвалын тэгшитгэл HCl Zn, ORR, товчилсон-ионы тэгшитгэл. Цайрын давсны хүчилтэй урвалд орох

Цайр (Zn) - химийн элемент, шүлтлэг шороон металлын бүлэгт хамаарах . Менделеевийн үелэх системд 30 дугаартай байгаа нь атомын цөмийн цэнэг, электрон, протоны тоо мөн 30. Цайр нь IV үеийн хоёрдугаар бүлэгт ордог. Бүлгийн дугаараар та түүний валент эсвэл гадна талд байгаа атомын тоог тодорхойлж болно эрчим хүчний түвшин- үүний дагуу 2.

Ердийн шүлтлэг металл болох цайр

Цайр бол металлын ердийн төлөөлөгч бөгөөд хэвийн төлөвт нь хөх саарал өнгөтэй, агаарт амархан исэлдэж, гадаргуу дээр оксидын хальс (ZnO) олж авдаг.

Ердийн амфотер металлын хувьд цайр нь агаар мандлын хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчилдэг: 2Zn+O2=2ZnO - температургүй, оксидын хальс үүсгэдэг. Халаахад цагаан нунтаг үүснэ.

Исэл нь өөрөө хүчилтэй урвалд орж давс, ус үүсгэдэг.

2ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O.

Хүчиллэг уусмалаар. Хэрэв цайр нь ердийн цэвэршилттэй бол урвалын тэгшитгэл нь доорх HCl Zn байна.

Zn+2HCl= ZnCl2+H2 - урвалын молекулын тэгшитгэл.

Zn (цэнэг 0) + 2H (цэнэг +) + 2Cl (цэнэг -) = Zn (цэнэг +2) + 2Cl (цэнэг -) + 2Н (цэнэг 0) - Zn HCl ионы урвалын тэгшитгэлийг бүрэн гүйцэд хийнэ.

Zn + 2H(+) = Zn(2+) +H2 - S.I.U. (ионы урвалын товчилсон тэгшитгэл).

Цайрын давсны хүчилтэй урвалд орох

Энэ тэгшитгэл HCl Zn-ийн урвал нь исэлдэлтийн төрөлтэй. Энэ нь урвалын явцад Zn ба H2-ийн цэнэг өөрчлөгдөж, урвалын чанарын илрэл ажиглагдаж, исэлдүүлэгч бодис, ангижруулагч бодис байгаа нь ажиглагдсанаар нотлогдож болно.

Энэ тохиолдолд H2 нь исэлдүүлэгч бодис юм, учир нь в. О. Устөрөгч нь урвал эхлэхээс өмнө "+" байсан ба дараа нь "0" болсон. Тэрээр багасгах үйл явцад оролцож, 2 электрон хандивлав.

Zn нь бууруулагч бодис бөгөөд исэлдэхэд оролцож, 2 электрон хүлээн авч, с.о. (исэлдэлтийн төлөв).

Энэ нь бас орлуулах урвал юм. Үүнд энгийн Zn ба нарийн төвөгтэй HCl гэсэн 2 бодис орсон. Урвалын үр дүнд 2 шинэ бодис, мөн нэг энгийн - H2, нэг нарийн төвөгтэй бодис - ZnCl2 үүссэн. Zn нь H2-оос өмнөх металлын идэвхжилийн цувралд байрладаг тул түүнтэй урвалд орсон бодисоос түүнийг нүүлгэн шилжүүлсэн.

Одоо цааш явах цаг боллоо. Бидний мэдэж байгаагаар ионы тэгшитгэлийг бүрэн цэвэрлэх шаардлагатай. Тэгшитгэлийн баруун болон зүүн талд байгаа хэсгүүдийг арилгах шаардлагатай. Эдгээр хэсгүүдийг заримдаа "ажиглагч ионууд" гэж нэрлэдэг; тэд урвалд оролцдоггүй.

Зарчмын хувьд энэ хэсэгт ямар ч төвөгтэй зүйл байхгүй. Та зүгээр л болгоомжтой байх хэрэгтэй бөгөөд зарим тохиолдолд бүрэн болон богино тэгшитгэлүүд давхцаж болохыг ойлгох хэрэгтэй (дэлгэрэнгүй мэдээллийг жишээ 9-г үзнэ үү).

Жишээ 5. Усан уусмал дахь цахиурын хүчил ба калийн гидроксидын харилцан үйлчлэлийг дүрсэлсэн бүрэн ба богино ионы тэгшитгэлийг бич.

Шийдэл. Мэдээжийн хэрэг, молекулын тэгшитгэлээс эхэлцгээе:

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

Цахиурын хүчил нь уусдаггүй хүчлүүдийн ховор жишээнүүдийн нэг юм; Бид үүнийг молекул хэлбэрээр бичдэг. Бид KOH ба K 2 SiO 3-ийг ионы хэлбэрээр бичдэг. Мэдээжийн хэрэг, бид H 2 O-ийг молекул хэлбэрээр бичнэ.

H2SiO3+ 2К++ 2OH - = 2К++ SiO 3 2- + 2H 2 O.

Урвалын явцад калийн ион өөрчлөгддөггүйг бид харж байна. Эдгээр хэсгүүд нь процесст оролцдоггүй тул бид тэдгээрийг тэгшитгэлээс хасах ёстой. Бид хүссэн богино ионы тэгшитгэлийг олж авна.

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

Таны харж байгаагаар энэ үйл явц нь цахиурын хүчлийн OH - ионуудтай харилцан үйлчлэлд ордог. Энэ тохиолдолд калийн ионууд ямар ч үүрэг гүйцэтгэдэггүй: бид KOH-ийг натрийн гидроксид эсвэл цезийн гидроксидоор сольж болох бөгөөд урвалын колбонд ижил процесс явагдана.

Жишээ 6. Зэс (II) оксидыг хүхрийн хүчилд уусгасан. Энэ урвалын бүрэн ба богино ионы тэгшитгэлийг бич.

Шийдэл. Үндсэн ислүүд нь хүчилтэй урвалд орж давс, ус үүсгэдэг.

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

Харгалзах ионы тэгшитгэлийг доор өгөв. Энэ тохиолдолд ямар нэгэн тайлбар хийх шаардлагагүй гэж бодож байна.

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

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

Жишээ 7. Ионы тэгшитгэлийг ашиглан цайрын давсны хүчилтэй харилцан үйлчлэлийг дүрсэл.

Шийдэл. Устөрөгчийн зүүн талд байрлах хүчдэлийн цувралд байрлах металууд нь устөрөгчийг ялгаруулахын тулд хүчлүүдтэй урвалд ордог (бид исэлдүүлэгч хүчлүүдийн өвөрмөц шинж чанарыг хэлэлцэхгүй):

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2.

Бүрэн ионы тэгшитгэлийг хялбархан бичиж болно:

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

Харамсалтай нь энэ төрлийн даалгаварт богино тэгшитгэл рүү шилжихдээ оюутнууд ихэвчлэн алдаа гаргадаг. Жишээлбэл, тэд тэгшитгэлийн хоёр талаас цайрыг арилгадаг. Энэ бол том алдаа! Зүүн талд нь энгийн бодис, цэнэггүй цайрын атомууд байдаг. Баруун талд бид цайрын ионуудыг харж байна. Эдгээр нь огт өөр объектууд юм! Илүү гайхалтай сонголтууд байдаг. Жишээлбэл, H+ ионуудыг зүүн талд, H2 молекулуудыг баруун талд нь гаталж байна. Энэ нь хоёулаа устөрөгч байдагтай холбоотой юм. Гэхдээ дараа нь энэ логикийг дагаж, бид H 2, HCOH ба CH 4 нь "ижил зүйл" гэж үзэж болно, учир нь эдгээр бүх бодисууд нь устөрөгч агуулдаг. Энэ нь ямар утгагүй болохыг хараарай!

Мэдээжийн хэрэг, энэ жишээнд бид зөвхөн хлорын ионуудыг арилгах боломжтой (мөн хийх ёстой!). Бид эцсийн хариултыг авна:

Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2.

Дээр дурдсан бүх жишээнүүдээс ялгаатай нь энэ урвал нь исэлдэлтийн урвал юм (энэ процессын явцад исэлдэлтийн төлөв өөрчлөгддөг). Гэхдээ бидний хувьд энэ нь огт зарчимгүй: ионы тэгшитгэл бичих ерөнхий алгоритм энд ажилласаар байна.

Жишээ 8. Зэсийг мөнгөний нитратын усан уусмалд хийжээ. Уусмал дахь процессуудыг тайлбарлана уу.

Шийдэл. Илүү идэвхтэй металлууд(хүчдэлийн цувааны зүүн талд зогсох) давсны уусмалаас бага идэвхтэй бодисыг зайлуулна. Зэс нь мөнгөний зүүн талд хүчдэлийн цувралд байрладаг тул Ag-ийг давсны уусмалаас зайлуулдаг.

Сu + 2AgNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2Ag↓.

Бүрэн ба богино ионы тэгшитгэлийг доор өгөв.

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

Cu 0 + 2Ag + = Cu 2+ + 2Ag↓ 0 .

Жишээ 9. Барийн гидроксид ба хүхрийн хүчлийн усан уусмалын харилцан үйлчлэлийг дүрсэлсэн ионы тэгшитгэлийг бич.

Шийдэл. Бид хүн бүрт сайн мэддэг саармагжуулах урвалын тухай ярьж байна, молекулын тэгшитгэлийг ямар ч хүндрэлгүйгээр бичиж болно.

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

Бүрэн ионы тэгшитгэл:

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

Богино тэгшитгэл гаргах цаг нь болсон бөгөөд энд нэг сонирхолтой нарийн ширийн зүйл тодорхой болж байна: үнэндээ багасгах зүйл алга. Бид тэгшитгэлийн баруун ба зүүн талд ижил хэсгүүдийг ажигладаггүй. Юу хийх вэ? Алдаа хайж байна уу? Үгүй ээ, энд ямар ч алдаа байхгүй. Бидэнд тохиолдсон нөхцөл байдал хэвийн бус боловч нэлээд хүлээн зөвшөөрөгдөхүйц байна. Энд ажиглагч ион байхгүй; бүх хэсгүүд урвалд оролцдог: барийн ион ба сульфатын анион нийлэх үед барийн сульфатын тунадас үүсэх ба H + ба OH - ионууд харилцан үйлчлэх үед сул электролит (ус) үүсдэг.

"Гэхдээ намайг зөвшөөр!" - гэж та хашгирч байна. - "Бид хэрхэн богино ионы тэгшитгэл бичих вэ?"

Арга ч үгүй! Богино тэгшитгэл нь бүтэн тэгшитгэлтэй давхцаж байна гэж хэлж болно, та өмнөх тэгшитгэлийг дахин бичиж болно, гэхдээ урвалын утга өөрчлөгдөхгүй. Хөрвүүлэгчид гэдэгт найдаж байна Улсын нэгдсэн шалгалтын сонголтуудтаныг ийм "гулгамтгай" асуултаас аврах болно, гэхдээ зарчмын хувьд та ямар ч хувилбарт бэлэн байх ёстой.

Бие даан ажиллаж эхлэх цаг болжээ. Би танд дараах ажлуудыг гүйцэтгэхийг санал болгож байна.

Дасгал 6. Дараах урвалын молекул ба ионы тэгшитгэлийг (бүтэн ба богино) бичнэ үү.

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

Химийн улсын нэгдсэн шалгалтын 31-р даалгаврыг хэрхэн шийдвэрлэх вэ

Зарчмын хувьд бид энэ асуудлыг шийдэх алгоритмын талаар аль хэдийн ярилцсан. Цорын ганц асуудал бол Улсын нэгдсэн шалгалтын даалгаврыг зарим талаараа ... ер бусын байдлаар томъёолсон явдал юм. Танд хэд хэдэн бодисын жагсаалтыг санал болгоно. Та урвал явагдах боломжтой хоёр нэгдлүүдийг сонгож, молекул ба ионы тэгшитгэлийг бичих хэрэгтэй. Жишээлбэл, даалгаврыг дараах байдлаар томъёолж болно.

Жишээ 10. Натрийн гидроксид, барийн гидроксид, калийн сульфат, натрийн хлорид, калийн нитратын усан уусмалууд байдаг. Өөр хоорондоо урвалд орох боломжтой хоёр бодисыг сонгох; урвалын молекулын тэгшитгэл, түүнчлэн бүрэн ба богино ионы тэгшитгэлийг бичнэ үү.

Шийдэл. Органик бус нэгдлүүдийн үндсэн ангиллын шинж чанарыг санаж, бид цорын ганц боломжтой урвал бол барийн гидроксид ба калийн сульфатын усан уусмалын харилцан үйлчлэл юм гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн.

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

Бүрэн ионы тэгшитгэл:

Ба 2+ + 2OH- + 2К++ SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2К+ + 2OH-.

Товч ионы тэгшитгэл:

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓.

Дашрамд хэлэхэд нэг сонирхолтой зүйлд анхаарлаа хандуулаарай: богино ионы тэгшитгэлүүд нь энэ жишээ болон энэ өгүүллийн эхний хэсгийн 1-р жишээн дээр ижил байсан. Эхлээд харахад энэ нь хачирхалтай санагдаж байна: тэд бүрэн хариу үйлдэл үзүүлдэг янз бүрийн бодисууд, гэхдээ үр дүн нь ижил байна. Үнэн хэрэгтээ энд хачирхалтай зүйл байхгүй: ионы тэгшитгэл нь янз бүрийн бүрхүүлийн дор нуугдаж болох урвалын мөн чанарыг олж харахад тусалдаг.

Бас нэг хором. Санал болгож буй жагсаалтаас бусад бодисыг авч, ионы тэгшитгэлийг бий болгохыг хичээцгээе. Жишээлбэл, калийн нитрат ба натрийн хлоридын харилцан үйлчлэлийг авч үзье. Молекулын тэгшитгэлийг бичье.

KNO 3 + NaCl = NaNO 3 + KCl.

Одоогоор бүх зүйл хангалттай үнэмшилтэй харагдаж байгаа бөгөөд бид бүрэн ионы тэгшитгэл рүү шилжлээ.

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

Бид шаардлагагүй зүйлийг арилгаж, тааламжгүй нарийн ширийн зүйлийг олж илрүүлж эхэлдэг: энэ тэгшитгэл дэх бүх зүйл "нэмэлт" юм. Бид зүүн талд байгаа бүх бөөмсийг баруун талд нь олдог. Энэ юу гэсэн үг вэ? Энэ боломжтой юу? Тийм ээ, магадгүй, энэ тохиолдолд ямар ч хариу үйлдэл үзүүлэхгүй байх; Уусмалд анх байсан хэсгүүд нь түүний дотор үлдэх болно. Ямар ч хариу үйлдэл үзүүлэхгүй!

Харж байна уу, бид молекулын тэгшитгэлд тайвнаар утгагүй зүйл бичсэн боловч богино ионы тэгшитгэлийг "хуурч" чадаагүй. Томьёо нь биднээс илүү ухаалаг болж хувирах нь яг ийм тохиолдол юм! Санаж байгаарай: хэрэв та богино ионы тэгшитгэл бичихдээ бүх бодисыг зайлуулах шаардлагатай бол энэ нь та алдаа гаргаж, ямар нэг илүүдлийг "багасгах" гэж оролдож байна, эсвэл энэ урвал огт боломжгүй гэсэн үг юм.

Жишээ 11. Натрийн карбонат, калийн сульфат, цезийн бромид, давсны хүчил, натрийн нитрат. Өгөгдсөн жагсаалтаас бие биетэйгээ урвалд орох боломжтой хоёр бодисыг сонгож, урвалын молекулын тэгшитгэл, түүнчлэн бүрэн ба товч ионы тэгшитгэлийг бичнэ үү.

Шийдэл. Доорх жагсаалт нь 4 давс, нэг хүчил агуулдаг. Давс нь урвалын явцад тунадас үүссэн тохиолдолд л бие биетэйгээ урвалд орох боломжтой боловч жагсаасан давсуудын аль нь ч энэ жагсаалтаас өөр давстай урвалд орж тунадас үүсгэж чадахгүй (уусах чадварын хүснэгтийг ашиглан энэ баримтыг шалгана уу!) Хүчил Давс нь сул хүчлээр үүссэн үед л давстай урвалд орж болно. Хүхрийн, азотын болон гидробромын хүчлийг HCl-ийн нөлөөгөөр нүүлгэн шилжүүлэх боломжгүй. Цорын ганц боломжийн сонголт бол давсны хүчлийн натрийн карбонаттай харилцан үйлчлэлцэх явдал юм.

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

Анхаарна уу: Онолын хувьд урвалын явцад үүсэх ёстой байсан H 2 CO 3 томъёоны оронд бид H 2 O ба CO 2 гэж бичнэ. Энэ нь зөв, учир нь нүүрстөрөгчийн хүчил нь өрөөний температурт ч маш тогтворгүй бөгөөд ус, нүүрстөрөгчийн давхар исэлд амархан задардаг.

Бүрэн ионы тэгшитгэлийг бичихдээ нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь электролит биш гэдгийг анхаарч үздэг.

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

Илүүдлийг арилгаснаар бид богино ионы тэгшитгэлийг авна.

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

Одоо жаахан туршиж үзээрэй! Өмнөх асуудалд хийсэн шиг боломжгүй урвалын ионы тэгшитгэлийг үүсгэж үзээрэй. Жишээлбэл, натрийн карбонат ба калийн сульфат эсвэл цезийн бромид, натрийн нитратыг авч үзье. Богино ионы тэгшитгэл дахин "хоосон" байгаа эсэхийг шалгаарай.

USE-31 даалгавруудыг шийдвэрлэх өөр 6 жишээг харцгаая.
нарийн төвөгтэй исэлдэлтийн урвалын үед ионы тэгшитгэлийг хэрхэн бичих талаар ярилцах болно.
Органик нэгдлүүдийг хамарсан ионы тэгшитгэлийн жишээг өгье.
Усан бус орчинд явагддаг ион солилцооны урвалыг авч үзье.

Цайр (Zn) нь шүлтлэг шороон металлын бүлэгт хамаарах химийн элемент юм. Менделеевийн үелэх системд 30 дугаартай байгаа нь атомын цөмийн цэнэг, электрон, протоны тоо мөн 30. Цайр нь IV үеийн хоёрдогч II бүлэгт ордог. Бүлгийн дугаараар та түүний валент эсвэл гадаад энергийн түвшинд байгаа атомын тоог тодорхойлж болно - тус бүр 2.