Реакции ионного обмена

Реакция ионного обмена — реакция между сложными веществами в растворах, в результате которых реагирующие вещества обмениваются составными частями^[1]. Название получили из-за того, что происходит обмен ионами.

Электролиты

Химические реакции в растворах электролитов (кислот, оснований и солей) осуществляются только при образовании малодиссоциирующих веществ (вода, слабая кислота, гидроксид аммония), осадка или газа, например, взаимодействие азотной кислоты с гидроксидом калия: ${\displaystyle {\ce {HNO3 + KOH = KNO3 + H2 O ( 1 )}}}$^[2].

Изображение реакций ионного обмена

Реакцию обмена в растворе можно выразить тремя видами уравнений: молекулярным, полным ионным и сокращённым ионным^[3]. В ионном уравнении слабые электролиты, газы и малорастворимые вещества изображают молекулярными формулами^[2].

1. Запишем уравнение реакции в молекулярной форме:

${\displaystyle {\ce {FeCl3 + 3NaOH -> Fe(OH)3 v + 3NaCl}}}$

2. Перепишем это уравнение, изобразив хорошо диссоциирующие вещества в виде ионов:

${\displaystyle {\ce {Fe^3+ + 3Cl^- + 3Na^+ + 3OH^- -> Fe(OH)3 v + 3Na^+ + 3Cl^-}}}$

Это ионное уравнение реакции.

3. Исключим из обеих частей ионного уравнения одинаковые ионы, т.е. ионы, не участвующие в реакции, и запишем уравнение реакции в окончательном виде:

${\displaystyle {\ce {Fe^3+ + 3OH^- -> Fe(OH)3 v}}}$

Это сокращенное ионное уравнение реакции^[2]. Как видно из этого уравнения, сущность реакции сводится к взаимодействию ионов Fe³⁺ и OH^-, в результате чего образуется осадок Fe(OH)₃. При этом вовсе не имеет значения, в состав каких электролитов входили эти ионы до их взаимодействия.

Правила написания реакций ионного обмена

1. При написании ионных уравнений следует обязательно руководствоваться таблицей растворимости кислот, оснований и солей в воде, то есть обязательно проверять растворимость реагентов и продуктов, отмечая это в уравнениях^[3].
2. Следует иметь в виду, что реакции двойного обмена между солями с образованием осадков протекают во всех тех случаях, когда растворимость реагентов выше, чем растворимость одного из продуктов.
3. Для получения малорастворимого вещества всегда надо выбирать хорошо растворимые реагенты и использовать достаточно концентрированные растворы.