Вопрос, страница 103 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 15. Реакции в водных растворах электролитов. Водородный показатель. Глава 4. Химические реакции - страница 103.

Условие.

Вещества каких классов относятся к электролитам?

Что такое реакции ионного обмена?

В каком направлении идут реакции в растворах электролитов?

Решение.

Решение 2.

Вещества каких классов относятся к электролитам?

Электролиты — это вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток. Способность проводить ток обусловлена наличием подвижных ионов, которые образуются в процессе электролитической диссоциации. К электролитам относятся три основных класса неорганических соединений:

• Кислоты: Вещества, которые при диссоциации в водном растворе образуют катионы водорода $H^+$ и анионы кислотного остатка. Например, соляная кислота диссоциирует на ионы: $HCl \rightleftharpoons H^+ + Cl^-$.
• Основания: Вещества, которые при диссоциации в водном растворе образуют катионы металла (или катион аммония $NH_4^+$) и гидроксид-анионы $OH^-$. Электролитами являются, как правило, растворимые в воде основания — щёлочи. Например, гидроксид натрия: $NaOH \rightleftharpoons Na^+ + OH^-$.
• Соли: Сложные вещества, состоящие из катионов металла (или катиона аммония $NH_4^+$) и анионов кислотного остатка. В растворах или расплавах практически все растворимые соли диссоциируют на ионы. Например, хлорид натрия: $NaCl \rightleftharpoons Na^+ + Cl^-$.

Важно отметить, что электролиты делятся на сильные (диссоциируют практически полностью) и слабые (диссоциируют лишь частично). К сильным относятся большинство солей, сильные кислоты (например, $H_2SO_4$, $HCl$, $HNO_3$) и щёлочи (например, $NaOH$, $KOH$). К слабым — слабые кислоты (например, $H_2CO_3$, $CH_3COOH$), нерастворимые основания и вода.

Ответ: К электролитам относятся вещества из классов кислот, оснований и солей.

Что такое реакции ионного обмена?

Реакции ионного обмена — это реакции, протекающие в растворах электролитов, в ходе которых реагирующие вещества обмениваются своими составными ионами. Эти реакции не сопровождаются изменением степеней окисления элементов.

Общая схема реакции ионного обмена выглядит так:
$AB + CD \rightarrow AD + CB$
где $A$ и $C$ — катионы, а $B$ и $D$ — анионы.

Рассмотрим пример реакции между нитратом серебра ($AgNO_3$) и хлоридом натрия ($NaCl$):

1. Молекулярное уравнение: $AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$
2. Полное ионное уравнение (показывает все ионы, присутствующие в растворе): $Ag^+ + NO_3^- + Na^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow + Na^+ + NO_3^-$
3. Краткое (сокращенное) ионное уравнение (показывает только те ионы, которые непосредственно участвуют в реакции): $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$

Из ионных уравнений видно, что суть реакции заключается во взаимодействии ионов серебра $Ag^+$ и хлорид-ионов $Cl^-$ с образованием нерастворимого вещества — хлорида серебра.

Ответ: Реакции ионного обмена — это реакции в растворах электролитов, при которых вещества обмениваются своими ионами.

В каком направлении идут реакции в растворах электролитов?

Реакции ионного обмена в растворах электролитов протекают практически до конца (считаются необратимыми) только в том случае, если в результате реакции хотя бы один из продуктов уходит из сферы реакции. Это происходит, когда образуется:

• Осадок (нерастворимое вещество). Ионы связываются в прочное соединение и выпадают из раствора в виде твердого вещества. Например, при смешивании растворов сульфата меди(II) и гидроксида натрия образуется голубой осадок гидроксида меди(II):
  Краткое ионное уравнение: $Cu^{2+} + 2OH^- \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow$
• Газ (газообразное вещество). Продукт реакции улетучивается из раствора, смещая равновесие в сторону продуктов. Например, при действии кислоты на карбонат натрия выделяется углекислый газ:
  Краткое ионное уравнение: $2H^+ + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$
• Слабый электролит (малодиссоциирующее вещество). Чаще всего таким веществом является вода, которая образуется в реакциях нейтрализации (взаимодействие кислоты и основания). Ионы $H^+$ и $OH^-$ связываются в молекулы воды, которая очень слабо диссоциирует.
  Краткое ионное уравнение: $H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$

Если ни одно из этих условий не выполняется, то есть все возможные продукты реакции являются сильными, хорошо растворимыми электролитами, то реакция фактически не протекает. Ионы просто остаются в растворе в неизменном виде.

Ответ: Реакции в растворах электролитов идут в направлении образования осадка, газа или слабого электролита (например, воды).