Номер 3, страница 33 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Вопросы в начале параграфа. Параграф 9. Реакции ионного обмена. Глава 2. Химические реакции в водных растворах - номер 3, страница 33.

Условие.

При каких условиях реакции обмена протекают до конца?

Решение.

Решение 2.

Реакции ионного обмена — это реакции, протекающие между электролитами в растворах, в ходе которых они обмениваются своими составными ионами. Большинство таких реакций являются обратимыми, то есть протекают одновременно в прямом и обратном направлениях, приводя к установлению химического равновесия. Чтобы реакция обмена протекала до конца (считалась практически необратимой), необходимо, чтобы равновесие было сильно смещено в сторону продуктов. Это происходит, если один или несколько продуктов реакции выводятся из сферы реакции, что препятствует протеканию обратного процесса. Существует три основных условия для этого:

1. Образование осадка

Если в результате реакции образуется нерастворимое или малорастворимое вещество, оно выпадает в виде твердого осадка. Уход ионов из раствора в состав осадка смещает равновесие в сторону образования продуктов.

Пример: реакция между растворами хлорида бария ($BaCl_2$) и сульфата натрия ($Na_2SO_4$).

Молекулярное уравнение реакции:

$BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$

В ионном виде реакция выглядит так:

$Ba^{2+} + 2Cl^- + 2Na^+ + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-$

Сокращенное ионное уравнение показывает суть процесса — связывание ионов бария и сульфат-ионов в нерастворимый осадок сульфата бария:

$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow$

2. Выделение газа

Если один из продуктов реакции является газообразным веществом, он улетучивается из раствора. Удаление газа из реакционной системы делает обратную реакцию невозможной, и прямая реакция идет до конца.

Пример: взаимодействие сульфида железа(II) ($FeS$) с соляной кислотой ($HCl$).

Молекулярное уравнение реакции:

$FeS + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2S\uparrow$

В ходе реакции образуется сероводород ($H_2S$) — газ с неприятным запахом, который покидает раствор. Сокращенное ионное уравнение для этой реакции (учитывая, что $FeS$ - нерастворимое вещество):

$FeS + 2H^+ \rightarrow Fe^{2+} + H_2S\uparrow$

3. Образование малодиссоциирующего вещества (слабого электролита)

Если в результате реакции образуется слабый электролит (например, вода, слабая кислота или слабое основание), который в растворе существует преимущественно в виде молекул, а не ионов, то концентрация свободных ионов в растворе резко уменьшается. Это смещает равновесие в сторону образования продуктов.

Пример: реакция нейтрализации между гидроксидом калия ($KOH$, сильное основание) и азотной кислотой ($HNO_3$, сильная кислота).

Молекулярное уравнение реакции:

$KOH + HNO_3 \rightarrow KNO_3 + H_2O$

Полное ионное уравнение:

$K^+ + OH^- + H^+ + NO_3^- \rightarrow K^+ + NO_3^- + H_2O$

Сокращенное ионное уравнение показывает, что ионы водорода ($H^+$) и гидроксид-ионы ($OH^-$) связываются в молекулы воды ($H_2O$) — очень слабого электролита:

$H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$

Ответ: Реакции обмена протекают до конца, если в результате реакции выполняется хотя бы одно из трех условий:

1. Образуется нерастворимое вещество (выпадает осадок).

2. Выделяется газообразное вещество.

3. Образуется малодиссоциирующее вещество (слабый электролит), чаще всего вода.