Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.3: Рекомендації щодо реакцій опадів та розчинності

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    22143

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Використовуйте правила розчинності, щоб передбачити, чи буде утворюватися осад.
    • Написати і збалансувати хімічні рівняння для реакцій опадів.

    Існує багато типів хімічних реакцій, про які ви дізнаєтеся в хімії. У цьому розділі мова піде про деякі реакції іонних сполук: реакції осадження (тип реакції подвійного заміщення), реакції кислотно-лужної нейтралізації та окислювально-відновні реакції.

    Практика бартеру (торгівля однією справою для іншої) існує з початку часів. У минулому, наприклад, такі предмети, як кури, обмінювалися на газети. Людина А мала те, чого хотіла людина Б, і навпаки. Отже, коли людина А та людина Б торгували предметами, у кожного з них було щось нове. Деякі хімічні реакції такі - сполуки міняються частинами, а продукти - нові матеріали.

    Реакція подвійного заміщення - це реакція, в якій позитивні і негативні іони двох іонних сполук обмінюються місцями з утворенням двох нових сполук. Загальна форма реакції подвійного заміщення (її також називають подвійним зміщенням) є:

    \[\ce{AB} + \ce{CD} \rightarrow \ce{AD} + \ce{CB}\]

    У цій реакції\(\ce{A}\) і\(\ce{C}\) знаходяться позитивно заряджені катіони, тоді як\(\ce{B}\) і\(\ce{D}\) є негативно зарядженими аніонами. Реакції подвійного заміщення зазвичай відбуваються між речовинами у водному розчині. Для того, щоб відбулася реакція, одним з продуктів зазвичай є твердий осад, газ або молекулярна сполука, така як вода.

    Утворення осаду

    Осад утворюється в реакції подвійного заміщення, коли катіони одного з реагентів поєднуються з аніонами іншого реагенту, утворюючи нерозчинну іонну сполуку. При змішуванні водних розчинів йодистого калію і нітрату свинцю (II) відбувається наступна реакція:

    \[2 \ce{KI} \left( aq \right) + \ce{Pb(NO_3)_2} \left( aq \right) \rightarrow 2 \ce{KNO_3} \left( aq \right) + \ce{PbI_2} \left( s \right)\]

    Існують дуже сильні сили притягання, які виникають між\(\ce{I^-}\) іонами\(\ce{Pb^{2+}}\) і в результаті виходить блискучий жовтий осад (див. Малюнок\(\PageIndex{1}\) нижче). Інший продукт реакції, нітрат калію, залишається розчинним.

    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Освіта осаду йодиду свинцю. (КУБ.СМ ПО-НК; К-12)

    Щоб судити про те, чи будуть відбуватися реакції подвійного заміщення, нам потрібно знати, які види іонних сполук утворюють опади. Для цього ми використовуємо правила розчинності, які є загальними твердженнями, які передбачають, які іонні сполуки розчиняються (розчинні), а які ні (не розчинні або нерозчинні). У таблиці\(\PageIndex{1}\) наведено деякі загальні правила розчинності. Ми повинні розглянути кожну іонну сполуку (як реагенти, так і можливі продукти) з урахуванням правил розчинності. Якщо сполука розчинна, ми використовуємо з ним мітку (aq), вказуючи, що вона розчиняється. Якщо з'єднання не розчиняється, ми використовуємо етикетку (и) з ним і припускаємо, що вона випаде в осад з розчину. Якщо все розчинно, то ніякої реакції чекати не буде.

    Таблиця\(\PageIndex{1}\): Правила розчинності: Розчинні сполуки та їх винятки
    Ці сполуки зазвичай розчиняються у воді (розчинні): Винятки:
    Усі сполуки Li +, Na +, K +, Rb +, Cs + та NH 4 + Жоден
    Всі сполуки NO 3 − і C 2 H 3 O 2 − Жоден
    Сполуки Cl −, Br −, I − Аг +, Хг 2 2 +, Рб 2 +
    Сполуки SO 4 2 Хг 2 2 +, Пб 2 +, Ср 2 +, Ба 2 +

     

    Таблиця\(\PageIndex{2}\): Правила розчинності: нерозчинні сполуки та їх винятки
    Ці сполуки, як правило, не розчиняються у воді (нерозчинні): Винятки:
    Сполуки CO 3 2 − і PO 4 3 − Сполуки Li +, Na +, K +, Rb +, Cs + та NH 4 +
    Сполуки OH − Сполуки Li +, Na +, K +, Rb +, Cs +, NH 4 +, Sr 2 +, і Ба 2 +

    Для прикладу розглянемо можливу реакцію подвійного заміщення між Na 2 SO 4 і SrCl 2. Правила розчинності говорять про те, що всі іонні сполуки натрію розчинні, а всі іонні хлоридні сполуки розчинні, за винятком Ag +, Hg 2 2 + та Pb 2 +, які тут не розглядаються. Тому Na 2 SO 4 і SrCl 2 обидва розчинні. Можливими продуктами реакції подвійного заміщення є NaCl і SrSO 4. Чи розчинні вони? NaCl є (за тим же правилом, яке ми щойно цитували), але як щодо SrSO 4? Сполуки сульфат-іона, як правило, розчинні, але Sr 2 + є винятком: ми очікуємо, що він буде нерозчинним - осад. Тому ми очікуємо, що відбудеться реакція, і збалансоване хімічне рівняння буде:

    \[\ce{Na2SO4(aq) + SrCl2(aq) → 2NaCl(aq) + SrSO4(s)}\nonumber \]

    Ви очікуєте побачити візуальну зміну, що відповідає SrSO 4, що випадає з розчину (рис.\(\PageIndex{2}\)).

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Реакції подвійної заміни. Деякі реакції подвійного заміщення очевидні, оскільки ви можете побачити твердий осад, що виходить з розчину. Джерело: Фото надано Чой, Вікімедіа (відкривається у новому вікні) [commons.wikimedia.org].
    Синій розчин показаний в скляній склянці. Білий осад можна побачити, що утворюється на дні склянки.
    Приклад\(\PageIndex{4}\):

    Чи відбудеться реакція опадів? Якщо так, визначте продукти.

    1. Са (НІ 3) 2 + кБр →?
    2. NaOH + ЕЦЛ 2 →?
    Рішення
    1. Згідно з правилами розчинності розчинні як Ca (NO 3) 2, так і KBr. Тепер ми розглянемо, якими будуть продукти подвійної заміни шляхом перемикання катіонів (або аніонів), а саме CaBr 2 та KNO 3. Однак правила розчинності передбачають, що ці дві речовини також будуть розчинними, тому осад не утворюється. Таким чином, ми не прогнозуємо ніякої реакції в даному випадку.
    2. Згідно з правилами розчинності, як NaOH, так і FeCl 2, як очікується, будуть розчинними. Якщо припустити, що може статися реакція подвійної заміни, потрібно розглянути можливі продукти, якими були б NaCl і Fe (OH) 2. NaCl розчинний, але, згідно з правилами розчинності, Fe (OH) 2 немає. Тому відбудеться реакція, і Fe (OH) 2 (s) випаде в осад з розчину. Збалансоване хімічне рівняння\[\ce{2NaOH(aq) + FeCl2(aq) → 2NaCl(aq) + Fe(OH)2(s)}\nonumber \]
    Вправа\(\PageIndex{4}\)

    \[\ce{Sr(NO3)2 + KCl → }\nonumber \]

    Відповідь

    Відсутність реакції; всі можливі продукти розчинні.

    Ключові виноси

    • Реакція одноразової заміни замінює один елемент на інший в з'єднанні.
    • Періодична таблиця або ряд активності можуть допомогти передбачити, чи відбуваються реакції одноразового заміщення.
    • Реакція подвійного заміщення обмінює катіони (або аніони) двох іонних сполук.
    • Реакція опадів - це реакція подвійного заміщення, при якій один продукт являє собою твердий осад.
    • Правила розчинності використовуються для прогнозування того, чи будуть відбуватися деякі реакції подвійного заміщення.