Номер 2, страница 132 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

2. Взаимодействие уксусной кислоты с некоторыми металлами.

В две пробирки налейте по 1 мл раствора уксусной кислоты. В одну пробирку всыпьте немного стружек магния, а в другую — несколько гранул цинка. В первой пробирке происходит бурная реакция, а во второй реакция протекает спокойно (иногда она начинается только при нагревании).

Как уксусная кислота реагирует с магнием и цинком? Сравните скорость этих реакций и напишите их уравнения в молекулярном, ионном и сокращённом ионном виде.

Как уксусная кислота реагирует с магнием и цинком? Сравните скорость этих реакций и напишите их уравнения в молекулярном, ионном и сокращённом ионном виде.

Решение

Уксусная кислота ($CH_3COOH$) вступает в реакцию с металлами, которые в электрохимическом ряду активности металлов стоят левее водорода. И магний ($Mg$), и цинк ($Zn$) являются такими металлами, поэтому они способны вытеснять водород из раствора уксусной кислоты. При этом образуется соль соответствующего металла (ацетат) и выделяется газообразный водород ($H_2$).

Сравнение скорости реакций основано на положении металлов в ряду активности. Магний ($Mg$) — значительно более активный металл, чем цинк ($Zn$), так как он расположен левее. Это означает, что магний легче отдает электроны и энергичнее вступает в химические реакции. Поэтому, как и описано в условии, реакция магния с уксусной кислотой протекает бурно, с высокой скоростью. Реакция же с цинком протекает гораздо медленнее, спокойно, и может потребовать дополнительной энергии (нагревания) для ее начала. Таким образом, скорость реакции с магнием выше скорости реакции с цинком: $v(Mg + CH_3COOH) > v(Zn + CH_3COOH)$.

Уравнения для реакции уксусной кислоты с магнием:

1. Молекулярное уравнение:
$2CH_3COOH + Mg \rightarrow (CH_3COO)_2Mg + H_2\uparrow$

2. Полное ионное уравнение. Уксусная кислота является слабым электролитом, поэтому в ионных уравнениях ее принято записывать в молекулярной форме. Ацетат магния — растворимая соль, диссоциирует на ионы.
$2CH_3COOH + Mg^0 \rightarrow Mg^{2+} + 2CH_3COO^- + H_2\uparrow$

3. Сокращенное ионное уравнение. Поскольку в левой части уравнения нет ионов, которые сохранялись бы в правой части (нет "ионов-наблюдателей"), сокращенное ионное уравнение в данном случае совпадает с полным.
$2CH_3COOH + Mg \rightarrow Mg^{2+} + 2CH_3COO^- + H_2\uparrow$

Уравнения для реакции уксусной кислоты с цинком (аналогично реакции с магнием):

1. Молекулярное уравнение:
$2CH_3COOH + Zn \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2\uparrow$

2. Полное ионное уравнение (ацетат цинка — растворимая соль):
$2CH_3COOH + Zn^0 \rightarrow Zn^{2+} + 2CH_3COO^- + H_2\uparrow$

3. Сокращенное ионное уравнение:
$2CH_3COOH + Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2CH_3COO^- + H_2\uparrow$

Ответ: Уксусная кислота реагирует с магнием и цинком по типу реакции замещения, образуя ацетат металла и водород. Скорость реакции с магнием значительно выше, чем с цинком, из-за большей химической активности магния.
Реакция с магнием:
Молекулярное уравнение: $2CH_3COOH + Mg \rightarrow (CH_3COO)_2Mg + H_2\uparrow$
Сокращенное ионное уравнение: $2CH_3COOH + Mg \rightarrow Mg^{2+} + 2CH_3COO^- + H_2\uparrow$
Реакция с цинком:
Молекулярное уравнение: $2CH_3COOH + Zn \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2\uparrow$
Сокращенное ионное уравнение: $2CH_3COOH + Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2CH_3COO^- + H_2\uparrow$