Ерітіндідегі ион алмасу реакциялары

Электролиттердің судағы ерітінділері өзара әрекеттескенде реакция иондар арасында жүреді. Мұндай реакциялар иондық реакциялар деп аталады. Демек, электролиттердің ерітіндідегі химиялық қасиеттері — иондардың, яғни катиондардың және аниондардың касиеттері болып саналады. Иондық реакциялардың жүру жағдайлары: Тұнба түзіле жүретін реакциялар. Кальций хлоридінің СаСl 2 ерітіндісіне күміс нитратының AgN0 3 ерітіндісін құямыз: СаСl 2 + 2AgN0 3 = 2AgCl + Ca(N0 3 ) 2 Кальций хлориді мен күміс нитраты ерімтал тұздар, яғни күшті электролиттер. Олай болса, ерітіндіде олар толығынан иондарға диссоциацияланады. Оларды араластырғанға дейін ерітінділерде Са 2+ , Сl - жәнө Ag + , N0 3 иондары бөлек-бөлек жүреді.Олай болса, жаңадан түзілген тұз — күміс хлориді тұнбаға түседі де, кальций нитраты ерітіндіде иондар күйінде калады. Сондықтан бұл реакцияның тендеуі былайша жазылады: Са 2+ + 2Cl + 2Ag + + 2N0 3+ = 2AgCl + Са 2+ + 2N0 3 бұл теңдеуді химиялық реакцияның толық иондық теңдеуі дейді. Теңдеуден электролиттер арасында иондар алмасуы жүргенін көреміз. Бұндай реакциялар ион алмасу реакциялары деп те аталады. Ерітінділерді араластырғанда реакция тек күміс иондары Ag + мен хлор иондарының Сl - арасында жүреді, нәтижесінде тұнба түзіледі. Ал кальций иондары Са 2+ мен нитрат иондары N0 3 реакцияға қатыспай, бос ион күйінде калады. Сондықтан оларды теңдеудің сол жағынан да, оң жағынан да кысқартып, тек реакцияға түсетін иондарды қалдырады. Осыдан реакция теңдеуінің қысқартылған иондық түрі шығады: 2Cl - + 2Ag + = 2AgCl Қысқартылған иондық теңдеу жүретін химиялық реакцияның мәнін көрсетеді. Демек, күміс нитратының AgN0 3 ерітіндісіне кез келген хлор анионы Сl бар электролит ерітіндісін құйсақ, күміс хлориді AgCl тұнбаға түседі. Тұз қышқылы HCl мен оның ерімтал тұздарының ортақ қасиеті — күміс ионымен Ag тұнба беруі болса, күміс нитратымен AgN0 3 ерімейтін тұнба беруі — хлор ионының қасиеті болып табылады. Сондықтан күміс ионы Ag+ хлор ионына анықтағыш реактив ретінде қолданылса, керісінше хлор ионы Сl күміс ионының анықтағыш реактиві болады. Барий хлоридінің ВаСІ ерітіндісіне натрий сульфатының Na 2 S0 4 ерітіндісін қосамыз. Нәтижесінде, ақ түсті тұнба түзіледі. Реакцияның молекулалық теңдеуі: ВаСІ 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 + 2NaCI Толық иондық теңдеу түрінде жазсақ: Ва 2+ + 2СІ + 2Na + + SO 2- = BaSO 4 + 2Na + + 2CI Демек, барий сульфатын тұнбаға түсіру үшін Ва 2+ ионы бар кез келген ерітіндіге, қүрамында сульфат SO 2- ионы бар кез келген ерітіндіні құю керек. Күкірт қышқылы ерітіндісі мен оның кез келген ерімтал тұздарының ортақ қасиеті, олардың құрамындағы сульфат ионының SO 2- барий ионымен Ва 2+ тұнба беруімен сипатталады. Олай болса SO 2- иондары Ва 2+ иондарына анықтағыш, ал Ва 2+ иондары SO 2- иондарына анықтағыш реактив ретінде қолданылады. Айта кететін жағдай, ион алмасу реакциясы жүретіндігін білу үшін қышқылдардың, сілтілердің және тұздардың суда ерігіштік кестесіне сүйену қажет. Су және басқа аз диссоциацияланатын заттар түзіле жүретін реакциялар. Натрий гидроксидінің ерітіндісіне хлорсутек қышқылының ерітіндісін кұямыз. Бұл қышқыл мен негіздердің арасында жүретін бейтараптану реакциясы нәтижесінде су түзіледі. Реакцияның молекулалық теңдеуі: NaOH + HC1 = NaCl + Н 2 0 Толық иондық теңдеу түрінде жазсақ: Na + + OH - +Н + + CI - = Na + + Сl - + Н 2 0 Су өте өлсіз электролит екені өздеріңе белгілі. Ол иондарға ете аз мөлшерде ыдырайды. Сондықтан ион алмасу реакцияларында түзілетін әлсіз электролиттер молекула түрінде жазылады. Енді иондық теңдеудің қысқартылған түрін жазайық. Реакцияға Na + , Сl - иондары қатынасқан жоқ. Оларды теңдеудің екі жағынан да алып тастаймыз. Демек, қүрамында гидроксид ОН және сутек Н+ иондары бар ерітінділерді өрекеттестірсек үнемі су түзіледі. бұл реакция бейтараптану реакциясының мөнін көрсетеді.Керсетілген төжірибелердің негізінде электролит ерітінділерінде ион алмасу реакциялары жүру үшін ерітіндідегі кейбір иондардың өзара байланысып, бөлініп шырып қалуы керек екенін көрдік. Ол үшін реакция кезінде: *тұнба түзілуі; *газ бөлінуі; *аз диссоциацияланатын зат түзілуі қажет. Егер бұл жағдайлардың ешқайсысы орындалмаса, онда электролит ерітінділерінің арасында ион алмасу реакциялары жүрмейді. Электролит ерітінділеріндегі ион алмасу реакциялары тұнба түзілетін, газ бөлінетін немесе аз диссоциацияланатын зат түзілетін жағдайларда ғана жүреді. Дереккөздер