आणविक पूर्ण और संक्षिप्त आयनिक रूप। इलेक्ट्रोलाइट समाधान

पानी में घुलने पर सभी पदार्थों में बिजली का संचालन करने की क्षमता नहीं होती है। वे यौगिक, पानी समाधानजो विद्युत धारा प्रवाहित करने में सक्षम होते हैं कहलाते हैं इलेक्ट्रोलाइट्स. इलेक्ट्रोलाइट्स तथाकथित आयनिक चालकता के कारण करंट का संचालन करते हैं, जो एक आयनिक संरचना (लवण, अम्ल, क्षार) वाले कई यौगिकों में होता है। ऐसे पदार्थ हैं जिनमें दृढ़ता से ध्रुवीय बंधन होते हैं, लेकिन समाधान में वे अधूरे आयनीकरण से गुजरते हैं (उदाहरण के लिए, पारा क्लोराइड II) - ये कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स हैं। पानी में घुले कई कार्बनिक यौगिक (कार्बोहाइड्रेट, अल्कोहल) आयनों में विघटित नहीं होते हैं, लेकिन उनकी आणविक संरचना को बनाए रखते हैं। ऐसे पदार्थ विद्युत का चालन नहीं करते और कहलाते हैं गैर इलेक्ट्रोलाइट्स.

यहां कुछ नियम दिए गए हैं, जिनके द्वारा निर्देशित किया जा सकता है कि यह निर्धारित करना संभव है कि एक या दूसरा यौगिक मजबूत या कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स से संबंधित है:

1. अम्ल . सबसे आम मजबूत एसिड में HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4 हैं। लगभग सभी अन्य एसिड कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स हैं।
2. नींव. सबसे आम मजबूत आधार क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं (बीई को छोड़कर) के हाइड्रॉक्साइड हैं। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट - एनएच 3।
3. नमक। सबसे आम लवण - आयनिक यौगिक - प्रबल विद्युत अपघट्य होते हैं। अपवाद मुख्य रूप से भारी धातुओं के लवण हैं।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का सिद्धांत

इलेक्ट्रोलाइट्स, दोनों मजबूत और कमजोर, और यहां तक ​​​​कि बहुत पतला भी, पालन नहीं करते हैं राउल्ट का नियमऔर । बिजली का संचालन करने की क्षमता होने से, विलायक का वाष्प दबाव और इलेक्ट्रोलाइट समाधानों का पिघलने बिंदु कम होगा, और शुद्ध विलायक के समान मूल्यों की तुलना में क्वथनांक अधिक होगा। 1887 में, इन विचलनों का अध्ययन करते हुए, एस अरहेनियस, इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के निर्माण के लिए आया था।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करणमानता है कि समाधान में इलेक्ट्रोलाइट अणु सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित आयनों में विघटित हो जाते हैं, जिन्हें क्रमशः धनायन और ऋणायन कहा जाता है।

सिद्धांत निम्नलिखित अभिधारणाओं को सामने रखता है:

1. समाधान में, इलेक्ट्रोलाइट्स आयनों में विघटित हो जाते हैं, अर्थात अलग करना। इलेक्ट्रोलाइट समाधान जितना अधिक पतला होता है, उतनी ही अधिक मात्रा में पृथक्करण होता है।
2. हदबंदी एक प्रतिवर्ती और संतुलन घटना है।
3. सॉल्वेंट के अणु असीम रूप से कमजोर रूप से परस्पर क्रिया करते हैं (अर्थात, समाधान आदर्श के करीब हैं)।

अलग-अलग इलेक्ट्रोलाइट्स में पृथक्करण की अलग-अलग डिग्री होती है, जो न केवल इलेक्ट्रोलाइट की प्रकृति पर निर्भर करती है, बल्कि विलायक की प्रकृति के साथ-साथ इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता और तापमान पर भी निर्भर करती है।

पृथक्करण की डिग्री α , कितने अणु दिखाता है एनघुले हुए अणुओं की कुल संख्या की तुलना में आयनों में क्षय हो जाता है एन:

α = एन/एन

पृथक्करण की अनुपस्थिति में, α = 0, इलेक्ट्रोलाइट के पूर्ण पृथक्करण के साथ, α = 1।

पृथक्करण की डिग्री के दृष्टिकोण से, शक्ति के अनुसार, इलेक्ट्रोलाइट्स को मजबूत (α> 0.7), मध्यम शक्ति (0.3> α> 0.7), कमजोर (α) में विभाजित किया गया है< 0,3).

अधिक सटीक रूप से, इलेक्ट्रोलाइट पृथक्करण की प्रक्रिया की विशेषता है पृथक्करण निरंतर, समाधान की एकाग्रता से स्वतंत्र। यदि हम इलेक्ट्रोलाइट पृथक्करण की प्रक्रिया को सामान्य रूप में प्रस्तुत करते हैं:

ए ए बी बी ↔ एए - + बी बी +

के = ए बी /

के लिए कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्सप्रत्येक आयन की सांद्रता इलेक्ट्रोलाइट C की कुल सांद्रता द्वारा α के उत्पाद के बराबर होती है, इसलिए पृथक्करण स्थिरांक के लिए अभिव्यक्ति को परिवर्तित किया जा सकता है:

कश्मीर = α 2 सी/(1-α)

के लिए पतला समाधान(1-α) = 1, तब

के = α 2 सी

यहां से इसे ढूंढना आसान है पृथक्करण की डिग्री

आयनिक-आणविक समीकरण

एक प्रबल अम्ल द्वारा एक प्रबल अम्ल के उदासीनीकरण के उदाहरण पर विचार करें, उदाहरण के लिए:

एचसीएल + NaOH = NaCl + HOH

प्रक्रिया प्रपत्र में प्रस्तुत की गई है आणविक समीकरण. यह ज्ञात है कि प्रारंभिक सामग्री और प्रतिक्रिया उत्पाद दोनों ही समाधान में पूरी तरह से आयनित हैं। इसलिए, हम फॉर्म में प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करते हैं पूर्ण आयनिक समीकरण:

एच + + सीएल - + ना + + ओएच - = ना + + सीएल - + एचओएच

समीकरण के बाएँ और दाएँ भागों में समान आयनों की "कमी" के बाद, हम प्राप्त करते हैं कम आयनिक समीकरण:

एच + + ओएच - = एचओएच

हम देखते हैं कि H + और OH - के संयोजन और पानी के निर्माण के लिए न्यूट्रलाइजेशन की प्रक्रिया कम हो जाती है।

आयनिक समीकरणों को संकलित करते समय, यह याद रखना चाहिए कि आयनिक रूप में केवल मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स ही लिखे जाते हैं। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स, ठोस और गैसों को उनके आणविक रूप में लिखा जाता है।

वर्षा की प्रक्रिया केवल Ag + और I - और जल-अघुलनशील AgI के निर्माण के लिए कम हो जाती है।

यह पता लगाने के लिए कि क्या हमारे लिए रुचि का पदार्थ पानी में घुलनशीलता के लिए सक्षम है, यह आवश्यक है कि अघुलनशीलता तालिका का उपयोग किया जाए।

आइए तीसरे प्रकार की प्रतिक्रियाओं पर विचार करें, जिसके परिणामस्वरूप एक वाष्पशील यौगिक बनता है। ये एसिड के साथ कार्बोनेट्स, सल्फाइट्स या सल्फाइड्स की परस्पर क्रिया की प्रतिक्रियाएँ हैं। उदाहरण के लिए,

आयनिक यौगिकों के कुछ समाधानों को मिलाते समय, उनके बीच परस्पर क्रिया नहीं हो सकती है, उदाहरण के लिए

तो, संक्षेप में, हम ध्यान दें कि रासायनिक परिवर्तनतब होता है जब निम्न में से कोई एक स्थिति पूरी होती है:

• गैर-इलेक्ट्रोलाइट गठन. पानी गैर-इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कार्य कर सकता है।
• तलछट गठन।
• गैस निकलना।
• एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट का गठन,जैसे एसिटिक एसिड।
• एक या अधिक इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण।यह रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में महसूस किया जाता है।
• एक या अधिक का बनना या टूटना

श्रेणियाँ ,

पूर्ण आणविक समीकरण को संतुलित करें।आयनिक समीकरण लिखने से पहले, मूल आणविक समीकरण संतुलित होना चाहिए। ऐसा करने के लिए, उपयुक्त गुणांक को यौगिकों के सामने रखना आवश्यक है, ताकि बाईं ओर प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समीकरण के दाईं ओर उनकी संख्या के बराबर हो।

• समीकरण के दोनों ओर प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या लिखिए।
• तत्वों के सामने गुणांक जोड़ें (ऑक्सीजन और हाइड्रोजन को छोड़कर) ताकि समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्षों पर प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समान हो।
• हाइड्रोजन परमाणुओं को संतुलित करें।
• ऑक्सीजन परमाणुओं को संतुलित करें।
• समीकरण के दोनों पक्षों में प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या की गणना करें और सुनिश्चित करें कि यह समान है।
• उदाहरण के लिए, समीकरण Cr + NiCl 2 --> CrCl 3 + Ni को संतुलित करने के बाद, हमें 2Cr + 3NiCl 2 --> 2CrCl 3 + 3Ni मिलता है।

प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले प्रत्येक पदार्थ की स्थिति निर्धारित करें।अक्सर इसका अंदाजा समस्या की स्थिति से लगाया जा सकता है। कुछ नियम हैं जो यह निर्धारित करने में सहायता करते हैं कि कोई तत्व या कनेक्शन किस स्थिति में है।

निर्धारित करें कि कौन से यौगिक समाधान में अलग हो जाते हैं (उद्धरण और आयनों में अलग)।पृथक्करण के दौरान, यौगिक धनात्मक (धनायन) और ऋणात्मक (ऋणायन) घटकों में विघटित हो जाता है। ये घटक तब रासायनिक प्रतिक्रिया के आयनिक समीकरण में प्रवेश करेंगे।

प्रत्येक पृथक्कृत आयन के आवेश की गणना कीजिए।ऐसा करते समय, याद रखें कि धातुएँ धनात्मक रूप से आवेशित धनायनों का निर्माण करती हैं, और अधातु परमाणु ऋणात्मक आयनों में बदल जाते हैं। आवर्त सारणी के अनुसार तत्वों के आवेश का निर्धारण करें। उदासीन यौगिकों में सभी आवेशों को संतुलित करना भी आवश्यक है।

समीकरण को फिर से लिखें ताकि सभी घुलनशील यौगिक अलग-अलग आयनों में अलग हो जाएं।कुछ भी जो अलग हो जाता है या आयनित होता है (जैसे कि मजबूत एसिड) दो अलग-अलग आयनों में विभाजित हो जाएगा। इस स्थिति में, पदार्थ घुलित अवस्था में रहेगा ( आरआर). जांचें कि समीकरण संतुलित है।

• कम विलेयता वाले ठोस, द्रव, गैस, दुर्बल अम्ल और आयनिक यौगिक अपनी अवस्था में परिवर्तन नहीं करेंगे और आयनों में पृथक नहीं होंगे। उन्हें वैसे ही छोड़ दें जैसे वे हैं।
• आणविक यौगिक केवल समाधान में फैल जाएंगे, और उनकी स्थिति भंग हो जाएगी ( आरआर). तीन आणविक यौगिक हैं जो नहींराज्य में जाओ ( आरआर), यह सीएच 4 है ( जी), सी 3 एच 8( जी) और सी 8 एच 18 ( और) .
• विचाराधीन प्रतिक्रिया के लिए, पूर्ण आयनिक समीकरण को निम्न रूप में लिखा जा सकता है: 2Cr ( टीवी) + 3एनआई 2+ ( आरआर) + 6Cl - ( आरआर) --> 2Cr 3+ ( आरआर) + 6Cl - ( आरआर) + 3नि ( टीवी) . यदि क्लोरीन यौगिक का हिस्सा नहीं है, तो यह अलग-अलग परमाणुओं में टूट जाता है, इसलिए हम समीकरण के दोनों ओर सीएल आयनों की संख्या को 6 से गुणा करते हैं।

समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्ष में समान आयनों को रद्द करें।आप केवल उन आयनों को काट सकते हैं जो समीकरण के दोनों पक्षों पर पूरी तरह समान हैं (समान शुल्क, सबस्क्रिप्ट, और इसी तरह)। इन आयनों के बिना समीकरण को दोबारा लिखें।

• हमारे उदाहरण में, समीकरण के दोनों पक्षों में 6 सीएल-आयन होते हैं, जिन्हें पार किया जा सकता है। इस प्रकार, हम एक लघु आयनिक समीकरण प्राप्त करते हैं: 2Cr ( टीवी) + 3एनआई 2+ ( आरआर) --> 2Cr 3+ ( आरआर) + 3नि ( टीवी) .
• परिणाम की जाँच करें। आयनिक समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्ष के कुल शुल्क बराबर होने चाहिए।

जब किसी भी मजबूत एसिड को किसी भी मजबूत आधार से बेअसर किया जाता है, तो बनने वाले पानी के प्रत्येक मोल के लिए गर्मी जारी की जाती है:

इससे पता चलता है कि ऐसी प्रतिक्रियाएं एक प्रक्रिया में कम हो जाती हैं। हम इस प्रक्रिया का समीकरण प्राप्त करेंगे यदि हम उपरोक्त प्रतिक्रियाओं में से एक पर अधिक विस्तार से विचार करें, उदाहरण के लिए, पहला। हम इसके समीकरण को फिर से लिखते हैं, मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स को आयनिक रूप में लिखते हैं, क्योंकि वे आयनों के रूप में समाधान में मौजूद होते हैं, और आणविक रूप में कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स, क्योंकि वे मुख्य रूप से अणुओं के रूप में समाधान में होते हैं (पानी एक बहुत कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है, देखें § 90):

परिणामी समीकरण को ध्यान में रखते हुए, हम देखते हैं कि प्रतिक्रिया के दौरान आयन और नहीं बदले। इसलिए, हम समीकरण के दोनों पक्षों से इन आयनों को छोड़कर, समीकरण को फिर से लिखते हैं। हम पाते हैं:

इस प्रकार, किसी भी मजबूत आधार के साथ किसी भी मजबूत एसिड के बेअसर होने की प्रतिक्रिया उसी प्रक्रिया में कम हो जाती है - हाइड्रोजन आयनों और हाइड्रॉक्साइड आयनों से पानी के अणुओं के निर्माण के लिए। यह स्पष्ट है कि इन अभिक्रियाओं के ऊष्मीय प्रभाव भी समान होने चाहिए।

कड़ाई से बोलते हुए, आयनों से पानी के गठन की प्रतिक्रिया उत्क्रमणीय होती है, जिसे समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है

हालाँकि, जैसा कि हम नीचे देखेंगे, पानी एक बहुत ही कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है और केवल एक नगण्य डिग्री तक अलग हो जाता है। दूसरे शब्दों में, पानी के अणुओं और आयनों के बीच संतुलन अणुओं के गठन की ओर दृढ़ता से स्थानांतरित हो जाता है। इसलिए, व्यवहार में, एक मजबूत आधार के साथ एक मजबूत एसिड के बेअसर होने की प्रतिक्रिया अंत तक आगे बढ़ती है।

हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ या इसके किसी भी लवण के घोल के साथ किसी भी चांदी के नमक के घोल को मिलाने पर, सिल्वर क्लोराइड का एक विशिष्ट सफेद पनीर का अवक्षेप हमेशा बनता है:

इसी तरह की प्रतिक्रियाएं भी एक प्रक्रिया में कम हो जाती हैं। इसके आयनिक-आणविक समीकरण को प्राप्त करने के लिए, हम पहली प्रतिक्रिया के समीकरण को फिर से लिखते हैं, मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स लिखते हैं, जैसा कि पिछले उदाहरण में, आयनिक रूप में, और पदार्थ आणविक रूप में अवक्षेप में:

जैसा कि देखा जा सकता है, प्रतिक्रिया के दौरान आयन और परिवर्तन नहीं होते हैं। इसलिए, हम उन्हें समाप्त करते हैं और समीकरण को फिर से लिखते हैं:

यह विचाराधीन प्रक्रिया का आयन-आणविक समीकरण है।

यहाँ यह भी ध्यान में रखना चाहिए कि सिल्वर क्लोराइड अवक्षेप आयनों के साथ और विलयन में संतुलन में है, ताकि अंतिम समीकरण द्वारा व्यक्त की गई प्रक्रिया उत्क्रमणीय हो:

हालाँकि, सिल्वर क्लोराइड की कम घुलनशीलता के कारण, यह संतुलन बहुत मजबूती से दाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है। इसलिए, हम मान सकते हैं कि आयनों से बनने की प्रतिक्रिया व्यावहारिक रूप से समाप्त हो जाती है।

एक तलछट का गठन हमेशा तब देखा जाएगा जब आयन और एक समाधान में एक महत्वपूर्ण एकाग्रता में हों। इसलिए, चांदी के आयनों की मदद से, समाधान में आयनों की उपस्थिति का पता लगाना संभव है और, इसके विपरीत, क्लोराइड आयनों की मदद से, चांदी के आयनों की उपस्थिति; एक आयन एक आयन के लिए एक अभिकारक के रूप में और एक आयन एक आयन के लिए एक अभिकारक के रूप में काम कर सकता है।

भविष्य में, हम इलेक्ट्रोलाइट्स से जुड़े प्रतिक्रियाओं के समीकरण लिखने के लिए आयन-आणविक रूप का व्यापक रूप से उपयोग करेंगे।

आयन-आण्विक समीकरण बनाने के लिए, आपको यह जानना होगा कि कौन से लवण पानी में घुलनशील हैं और कौन से व्यावहारिक रूप से अघुलनशील हैं। सबसे महत्वपूर्ण लवणों के पानी में घुलनशीलता की सामान्य विशेषताएं तालिका में दी गई हैं। 15.

तालिका 15. पानी में सबसे महत्वपूर्ण लवणों की घुलनशीलता

आयनिक-आण्विक समीकरण इलेक्ट्रोलाइट्स के बीच प्रतिक्रियाओं की विशेषताओं को समझने में मदद करते हैं। उदाहरण के तौर पर कमजोर एसिड और बेस से जुड़ी कई प्रतिक्रियाओं पर विचार करें।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, किसी भी मजबूत आधार द्वारा किसी भी मजबूत एसिड का बेअसर होना एक ही थर्मल प्रभाव के साथ होता है, क्योंकि यह उसी प्रक्रिया में आता है - हाइड्रोजन आयनों और हाइड्रॉक्साइड आयनों से पानी के अणुओं का निर्माण।

हालांकि, जब एक मजबूत एसिड को एक कमजोर आधार के साथ बेअसर किया जाता है, तो एक कमजोर एसिड एक मजबूत या कमजोर आधार के साथ, थर्मल प्रभाव अलग होते हैं। आइए हम ऐसी प्रतिक्रियाओं के लिए आयन-आणविक समीकरण लिखें।

एक कमजोर एसिड (एसिटिक एसिड) का एक मजबूत आधार (सोडियम हाइड्रॉक्साइड) के साथ तटस्थकरण:

यहाँ, मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स सोडियम हाइड्रॉक्साइड और परिणामी नमक हैं, और कमजोर एसिड और पानी हैं:

जैसा कि देखा जा सकता है, प्रतिक्रिया के दौरान केवल सोडियम आयनों में परिवर्तन नहीं होता है। इसलिए, आयन-आणविक समीकरण का रूप है:

एक कमजोर आधार (अमोनियम हाइड्रॉक्साइड) के साथ एक मजबूत एसिड (नाइट्रिक एसिड) का तटस्थकरण:

यहाँ, आयनों के रूप में, हमें अम्ल और परिणामी नमक, और अणुओं के रूप में, अमोनियम हाइड्रॉक्साइड और पानी लिखना चाहिए:

आयन परिवर्तन से नहीं गुजरते हैं। उन्हें छोड़कर, हम आयन-आणविक समीकरण प्राप्त करते हैं:

कमजोर अम्ल (एसिटिक अम्ल) का कमजोर क्षार (अमोनियम हाइड्रॉक्साइड) से उदासीनीकरण:

इस प्रतिक्रिया में परिणामी कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स को छोड़कर सभी पदार्थ। इसलिए, समीकरण के आयन-आणविक रूप का रूप है:

प्राप्त आयन-आण्विक समीकरणों की तुलना करने पर, हम देखते हैं कि वे सभी भिन्न हैं। इसलिए, यह स्पष्ट है कि मानी गई प्रतिक्रियाओं के ताप समान नहीं हैं।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, मजबूत आधारों के साथ मजबूत एसिड के बेअसर होने की प्रतिक्रियाएं, जिसके दौरान हाइड्रोजन आयन और हाइड्रॉक्साइड आयन पानी के अणु में संयोजित होते हैं, लगभग अंत तक आगे बढ़ते हैं। न्यूट्रलाइजेशन प्रतिक्रियाएं, जिनमें प्रारंभिक पदार्थों में से कम से कम एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट होता है और जिसमें कमजोर रूप से जुड़े पदार्थों के अणु न केवल दाईं ओर मौजूद होते हैं, बल्कि आयन-आणविक समीकरण के बाईं ओर भी मौजूद होते हैं, आगे नहीं बढ़ते हैं अंत।

वे संतुलन की स्थिति तक पहुँचते हैं जिसमें नमक उस अम्ल और क्षार के साथ सह-अस्तित्व में रहता है जिससे इसे प्राप्त किया जाता है। इसलिए, ऐसी प्रतिक्रियाओं के समीकरणों को प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाओं के रूप में लिखना अधिक सही है।

1. अभिक्रिया करने वाले पदार्थों के सूत्र लिखिए, "बराबर" का चिह्न लगाइए और बनने वाले पदार्थों के सूत्र लिखिए। गुणांक स्थापित करें।

2. घुलनशीलता तालिका का उपयोग करते हुए, आयनिक रूप में पदार्थों (लवण, अम्ल, क्षार) के सूत्रों को घुलनशीलता तालिका में "पी" (पानी में अत्यधिक घुलनशील) द्वारा इंगित करें, अपवाद कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड है, हालांकि, "एम" अक्षर से संकेत मिलता है, फिर भी, एक जलीय घोल में, यह आयनों में अच्छी तरह से अलग हो जाता है।

3. यह याद रखना चाहिए कि धातु, धातु के आक्साइड और गैर-धातु, पानी, गैसीय पदार्थ, पानी-अघुलनशील यौगिक, घुलनशीलता तालिका में "एच" अक्षर के साथ संकेतित होते हैं, आयनों में विघटित नहीं होते हैं। इन पदार्थों के सूत्र आण्विक रूप में लिखे जाते हैं। पूर्ण आयनिक समीकरण प्राप्त करें।

4. समीकरण में समान चिह्न के पहले और बाद में समान आयनों को कम करें। कम आयनिक समीकरण प्राप्त करें।

5. याद रखें!

पी - घुलनशील पदार्थ;

एम - खराब घुलनशील पदार्थ;

टीपी - घुलनशीलता की तालिका।

आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाओं को संकलित करने के लिए एल्गोरिदम (आरआईओ)

आणविक, पूर्ण और लघु आयनिक रूप में

आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाओं को संकलित करने के उदाहरण

1. यदि प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप एक कम-विघटनकारी (md) पदार्थ निकलता है - पानी।

इस मामले में, पूर्ण आयनिक समीकरण समान आयनिक समीकरण के समान है।

2. यदि प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप पानी में अघुलनशील पदार्थ निकलता है।

इस मामले में, पूर्ण आयनिक प्रतिक्रिया समीकरण घटे हुए के साथ मेल खाता है। यह प्रतिक्रिया अंत तक आगे बढ़ती है, जैसा कि एक ही बार में दो तथ्यों से स्पष्ट होता है: पानी में अघुलनशील पदार्थ का बनना और पानी का निकलना।

3. यदि प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप कोई गैसीय पदार्थ निकलता है।

"आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाओं" विषय पर कार्यों को पूरा करें

टास्क नंबर 1।
निर्धारित करें कि निम्नलिखित पदार्थों के समाधान के बीच बातचीत की जा सकती है, प्रतिक्रियाओं को आणविक, पूर्ण, लघु आयनिक रूप में लिखें:
पोटेशियम हाइड्रोक्साइड और अमोनियम क्लोराइड।

समाधान

हम पदार्थों के रासायनिक सूत्रों को उनके नाम से बनाते हैं, वैलेंस का उपयोग करते हैं और आणविक रूप में RIO लिखते हैं (हम TR के अनुसार पदार्थों की घुलनशीलता की जांच करते हैं):

KOH + NH4 Cl = KCl + NH4 OH

चूँकि NH4 OH एक अस्थिर पदार्थ है और पानी और गैस NH3 में विघटित हो जाता है, RIO समीकरण अंतिम रूप ले लेगा

KOH (p) + NH4 Cl (p) = KCl (p) + NH3 + H2 O

हम TR का उपयोग करके पूर्ण RIO आयनिक समीकरण की रचना करते हैं (ऊपरी दाएं कोने में आयन के आवेश को लिखना न भूलें):

K+ + OH- + NH4 + + Cl- = K+ + Cl- + NH3 + H2 O

हम प्रतिक्रिया से पहले और बाद में समान आयनों को हटाते हुए एक छोटा RIO आयनिक समीकरण बनाते हैं:

ओह - +एनएच 4 + = एनएच 3 + एच 2 ओ

हम निष्कर्ष निकालते हैं:
निम्नलिखित पदार्थों के समाधानों के बीच बातचीत की जा सकती है, क्योंकि इस RIO के उत्पाद गैस (NH3) और एक कम-विघटित पदार्थ पानी (H2O) हैं।

टास्क नंबर 2

दी गई योजना:

2 एच + + सीओ 3 2- = एच2 ओ + सीओ2

उन पदार्थों का चयन करें, जिनके बीच जलीय घोल में परस्पर क्रिया निम्नलिखित संक्षिप्त समीकरणों द्वारा व्यक्त की जाती है। संगत आण्विक तथा पूर्ण आयनिक समीकरण लिखिए।

TR का उपयोग करके, हम अभिकर्मकों का चयन करते हैं - पानी में घुलनशील पदार्थ जिनमें 2H आयन होते हैं + और सह3 2- .

उदाहरण के लिए, अम्ल - H 3 पीओ4 (पी) और नमक -के2 सीओ3 (पी)।

हम RIO आणविक समीकरण की रचना करते हैं:

2 एच 3 पीओ4 (पी) +3 के2 सीओ3 (पी) -> 2 के3 पीओ4 (पी) + 3 एच2 सीओ3 (पी)

चूंकि कार्बोनिक एसिड एक अस्थिर पदार्थ है, यह कार्बन डाइऑक्साइड सीओ में विघटित हो जाता है 2 और पानी एच2 हे, समीकरण अंतिम रूप लेगा:

2 एच 3 पीओ4 (पी) +3 के2 सीओ3 (पी) -> 2 के3 पीओ4 (पी) + 3CO2 + 3एच2 हे

हम पूर्ण RIO आयनिक समीकरण की रचना करते हैं:

6 + +2पीओ4 3- + 6 हजार+ + 3CO3 2- -> 6 के+ + 2PO4 3- + 3CO2 + 3एच2 हे

हम एक छोटा RIO आयनिक समीकरण बनाते हैं:

6 + +3CO3 2- = 3CO2 + 3एच2 हे

2 एच + + सीओ3 2- = सीओ2 + एच2 हे

हम निष्कर्ष निकालते हैं:

अंत में, हमें वांछित कम आयनिक समीकरण मिला, इसलिए कार्य सही ढंग से पूरा हुआ।

टास्क नंबर 3

सोडियम ऑक्साइड और फॉस्फोरिक एसिड के बीच आणविक, पूर्ण और लघु आयनिक रूप में विनिमय प्रतिक्रिया लिखिए।

1. हम एक आणविक समीकरण बनाते हैं, सूत्रों को संकलित करते समय, हम वैलेंसियों को ध्यान में रखते हैं (टीआर देखें)

3ना 2 ओ (एनई) + 2 एच3 पीओ4 (पी) -> 2 एनए3 पीओ4 (पी) + 3 एच2 ओ (एमडी)

जहाँ ne एक गैर-इलेक्ट्रोलाइट है, आयनों में वियोजित नहीं होता है,
एमडी - एक कम-विघटनकारी पदार्थ, हम आयनों में विघटित नहीं होते हैं, पानी प्रतिक्रिया की अपरिवर्तनीयता का संकेत है

2. हम एक पूर्ण आयनिक समीकरण बनाते हैं:

3ना 2 ओ + 6 एच+ + 2PO4 3- -> 6ना+ + 2PO 4 3- + 3एच2 हे

3. हम समान आयनों को रद्द करते हैं और एक छोटा आयनिक समीकरण प्राप्त करते हैं:

3ना 2 ओ + 6 एच+ -> 6ना+ + 3एच2 हे
हम गुणांक को तीन से कम करते हैं और प्राप्त करते हैं:
ना2 ओ + 2 एच+ -> 2ना+ + एच2 हे

यह प्रतिक्रिया अपरिवर्तनीय है, अर्थात अंत तक जाता है, चूंकि उत्पादों में एक कम-विघटनकारी पदार्थ पानी बनता है।

स्वतंत्र कार्य के लिए कार्य

टास्क नंबर 1

सोडियम कार्बोनेट और सल्फ्यूरिक एसिड के बीच प्रतिक्रिया

आणविक, पूर्ण और लघु आयनिक रूप में सल्फ्यूरिक एसिड के साथ सोडियम कार्बोनेट के आयन एक्सचेंज की प्रतिक्रिया के लिए एक समीकरण लिखें।

टास्क नंबर 2

ZnF 2 + सीए (ओएच)2 ->
क2 एस + एच3 पीओ4 ->

टास्क नंबर 3

निम्नलिखित प्रयोग देखें

बेरियम सल्फेट की वर्षा

आणविक, पूर्ण और लघु आयनिक रूप में मैग्नीशियम सल्फेट के साथ बेरियम क्लोराइड के आयन एक्सचेंज की प्रतिक्रिया के लिए एक समीकरण लिखिए।

टास्क नंबर 4

आणविक, पूर्ण और लघु आयनिक रूप में प्रतिक्रिया समीकरणों को पूरा करें:

एचजी (नहीं 3 ) 2 + ना2 एस ->
क2 इसलिए3 + एचसीएल ->

कार्य पूरा करते समय, पानी में पदार्थों की घुलनशीलता तालिका का उपयोग करें। अपवादों के बारे में याद रखें!

काफी बार, स्कूली बच्चों और छात्रों को तथाकथित बनाना पड़ता है। आयनिक प्रतिक्रिया समीकरण। विशेष रूप से, रसायन विज्ञान में एकीकृत राज्य परीक्षा में प्रस्तावित समस्या 31 इस विषय के लिए समर्पित है। इस लेख में, हम छोटे और पूर्ण आयनिक समीकरण लिखने के लिए एल्गोरिथम पर विस्तार से चर्चा करेंगे, हम जटिलता के विभिन्न स्तरों के कई उदाहरणों का विश्लेषण करेंगे।

आयनिक समीकरणों की आवश्यकता क्यों है

आपको याद दिला दूं कि जब कई पदार्थ पानी में घुल जाते हैं (और न केवल पानी में!) पृथक्करण की प्रक्रिया होती है - पदार्थ आयनों में टूट जाते हैं। उदाहरण के लिए, एक जलीय माध्यम में एचसीएल अणु हाइड्रोजन केशन (एच +, अधिक सटीक, एच 3 ओ +) और क्लोरीन आयनों (सीएल -) में अलग हो जाते हैं। सोडियम ब्रोमाइड (NaBr) एक जलीय घोल में अणुओं के रूप में नहीं, बल्कि हाइड्रेटेड Na + और Br - आयनों के रूप में होता है (वैसे, ठोस सोडियम ब्रोमाइड में आयन भी मौजूद होते हैं)।

"साधारण" (आणविक) समीकरण लिखते समय, हम इस बात पर ध्यान नहीं देते हैं कि प्रतिक्रिया में अणु नहीं, बल्कि आयन प्रवेश करते हैं। यहाँ, उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्लोरिक एसिड और सोडियम हाइड्रोक्साइड के बीच प्रतिक्रिया के लिए समीकरण है:

HCl + NaOH = NaCl + H2O. (1)

बेशक, यह आरेख प्रक्रिया का सही ढंग से वर्णन नहीं करता है। जैसा कि हमने पहले ही कहा है, जलीय घोल में व्यावहारिक रूप से HCl के कोई अणु नहीं होते हैं, लेकिन H + और Cl - आयन होते हैं। NaOH के लिए भी यही सच है। निम्नलिखित लिखना बेहतर होगा:

एच + + सीएल - + ना + + ओएच - = ना + + सीएल - + एच 2 ओ। (2)

यह वही है पूर्ण आयनिक समीकरण. "आभासी" अणुओं के बजाय, हम ऐसे कण देखते हैं जो वास्तव में समाधान (उद्धरण और आयनों) में मौजूद होते हैं। हम इस प्रश्न पर ध्यान नहीं देंगे कि हमने H2O को आण्विक रूप में क्यों लिखा है। इसे थोड़ी देर बाद समझाया जाएगा। जैसा कि आप देख सकते हैं, इसमें कुछ भी जटिल नहीं है: हमने अणुओं को आयनों से बदल दिया है, जो उनके पृथक्करण के दौरान बनते हैं।

हालाँकि, पूर्ण आयनिक समीकरण भी सही नहीं है। वास्तव में, करीब से देखें: समीकरण (2) के बाएँ और दाएँ दोनों हिस्सों में समान कण हैं - Na + cations और Cl - आयन। प्रतिक्रिया के दौरान ये आयन नहीं बदलते हैं। फिर उनकी आवश्यकता क्यों है? आइए उन्हें हटा दें और प्राप्त करें लघु आयनिक समीकरण:

एच + + ओएच - = एच 2 ओ। (3)

जैसा कि आप देख सकते हैं, यह सब पानी के गठन (बेअसर प्रतिक्रिया) के साथ एच + और ओएच - आयनों के संपर्क में आता है।

सभी पूर्ण और लघु आयनिक समीकरण लिखे गए हैं। यदि हमने रसायन विज्ञान की परीक्षा में समस्या 31 को हल किया, तो हमें इसके लिए अधिकतम अंक मिलेंगे - 2 अंक।

तो, एक बार फिर शब्दावली के बारे में:

• HCl + NaOH = NaCl + H 2 O - आणविक समीकरण ("सामान्य" समीकरण, योजनाबद्ध रूप से प्रतिक्रिया के सार को दर्शाता है);
• एच + + सीएल - + ना + + ओएच - = ना + + सीएल - + एच 2 ओ - पूर्ण आयनिक समीकरण (समाधान में वास्तविक कण दिखाई दे रहे हैं);
• एच + + ओएच - = एच 2 ओ - एक छोटा आयनिक समीकरण (हमने सभी "कचरा" - कण जो प्रक्रिया में भाग नहीं लेते हैं) को हटा दिया।

आयनिक समीकरण लिखने के लिए एल्गोरिथम

1. हम प्रतिक्रिया के आणविक समीकरण की रचना करते हैं।
2. सभी कण जो ध्यान देने योग्य डिग्री के घोल में अलग हो जाते हैं, उन्हें आयन के रूप में लिखा जाता है; पदार्थ जो हदबंदी के अधीन नहीं हैं, हम "अणुओं के रूप में" छोड़ देते हैं।
3. हम तथाकथित समीकरण के दो हिस्सों से हटाते हैं। प्रेक्षक आयन, यानी कण जो प्रक्रिया में भाग नहीं लेते हैं।
4. हम गुणांक की जांच करते हैं और अंतिम उत्तर प्राप्त करते हैं - लघु आयनिक समीकरण।

उदाहरण 1. बेरियम क्लोराइड और सोडियम सल्फेट के जलीय विलयनों की परस्पर क्रिया का वर्णन करते हुए एक पूर्ण और लघु आयनिक समीकरण लिखिए।

समाधान. हम प्रस्तावित एल्गोरिथम के अनुसार कार्य करेंगे। आइए पहले आणविक समीकरण स्थापित करें। बेरियम क्लोराइड और सोडियम सल्फेट दो लवण हैं। आइए संदर्भ पुस्तक "अकार्बनिक यौगिकों के गुण" के खंड को देखें। हम देखते हैं कि अगर प्रतिक्रिया के दौरान अवक्षेप बनता है तो लवण एक दूसरे के साथ बातचीत कर सकते हैं। की जाँच करें:

व्यायाम 2. निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरणों को पूरा करें:

1. कोह + एच 2 एसओ 4 \u003d
2. एच 3 पीओ 4 + ना 2 ओ \u003d
3. बा(ओएच) 2 + सीओ 2 =
4. NaOH + CuBr 2 =
5. के 2 एस + एचजी (एनओ 3) 2 \u003d
6. Zn + FeCl2 =

व्यायाम 3. प्रतिक्रियाओं (जलीय घोल में) के बीच आणविक समीकरण लिखें: ए) सोडियम कार्बोनेट और नाइट्रिक एसिड, बी) निकल (II) क्लोराइड और सोडियम हाइड्रॉक्साइड, सी) ऑर्थोफोस्फोरिक एसिड और कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, डी) सिल्वर नाइट्रेट और पोटेशियम क्लोराइड, ई ) फास्फोरस ऑक्साइड (वी) और पोटेशियम हाइड्रोक्साइड।

मुझे पूरी उम्मीद है कि आपको इन तीन कार्यों को पूरा करने में कोई समस्या नहीं हुई होगी। यदि ऐसा नहीं है, तो "अकार्बनिक यौगिकों के मुख्य वर्गों के रासायनिक गुण" विषय पर लौटना आवश्यक है।

आणविक समीकरण को पूर्ण आयनिक समीकरण में कैसे बदलें

सबसे दिलचस्प शुरुआत होती है। हमें यह समझना चाहिए कि किन पदार्थों को आयन के रूप में लिखा जाना चाहिए और किन्हें "आण्विक रूप" में छोड़ देना चाहिए। आपको निम्नलिखित को याद रखना है।

आयनों के रूप में लिखिए :

• घुलनशील लवण (मैं जोर देता हूं कि केवल लवण पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं);
• क्षार (मैं आपको याद दिला दूं कि पानी में घुलनशील आधारों को क्षार कहा जाता है, लेकिन NH 4 OH नहीं);
• मजबूत एसिड (एच 2 एसओ 4, एचएनओ 3, एचसीएल, एचबीआर, एचआई, एचसीएलओ 4, एचसीएलओ 3, एच 2 सेओ 4, ...)।

जैसा कि आप देख सकते हैं, यह सूची याद रखना आसान है: इसमें मजबूत अम्ल और क्षार और सभी घुलनशील लवण शामिल हैं। वैसे, विशेष रूप से सतर्क युवा रसायनज्ञों के लिए जो इस तथ्य से नाराज हो सकते हैं कि इस सूची में मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स (अघुलनशील लवण) शामिल नहीं हैं, मैं आपको निम्नलिखित बता सकता हूं: इस सूची में अघुलनशील लवणों को शामिल नहीं करना बिल्कुल भी अस्वीकार नहीं करता है तथ्य यह है कि वे मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स हैं।

अन्य सभी पदार्थ अणुओं के रूप में आयनिक समीकरणों में मौजूद होने चाहिए। उन मांग करने वाले पाठकों के लिए जो अस्पष्ट शब्द "अन्य सभी पदार्थों" से संतुष्ट नहीं हैं, और जो एक प्रसिद्ध फिल्म के नायक के उदाहरण का अनुसरण करते हुए "पूरी सूची की घोषणा" की मांग करते हैं, मैं निम्नलिखित जानकारी देता हूं।

अणुओं के रूप में लिखिए :

• सभी अघुलनशील लवण;
• सभी कमजोर आधार (अघुलनशील हाइड्रॉक्साइड, एनएच 4 ओएच और इसी तरह के पदार्थ सहित);
• सभी कमजोर अम्ल (H 2 CO 3 , HNO 2 , H 2 S, H 2 SiO 3 , HCN, HClO, लगभग सभी कार्बनिक अम्ल ...);
• सामान्य तौर पर, सभी कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स (पानी सहित !!!);
• ऑक्साइड (सभी प्रकार);
• सभी गैसीय यौगिक (विशेष रूप से एच 2, सीओ 2, एसओ 2, एच 2 एस, सीओ);
• सरल पदार्थ (धातु और अधातु);
• लगभग सभी कार्बनिक यौगिक (कार्बनिक अम्लों के पानी में घुलनशील लवण के अपवाद के साथ)।

ओह, मुझे नहीं लगता कि मैं कुछ भूल गया! हालाँकि, मेरी राय में, सूची संख्या 1 को याद रखना आसान है। सूची संख्या 2 में मूलभूत रूप से महत्वपूर्ण, मैं एक बार फिर पानी पर ध्यान दूंगा।

आओ तैयार करते हैं!

उदाहरण 2. कॉपर (II) हाइड्रॉक्साइड और हाइड्रोक्लोरिक एसिड की परस्पर क्रिया का वर्णन करते हुए एक पूर्ण आयनिक समीकरण बनाएं।

समाधान. चलो शुरू करते हैं, निश्चित रूप से, आणविक समीकरण के साथ। कॉपर (II) हाइड्रॉक्साइड एक अघुलनशील आधार है। नमक और पानी बनाने के लिए सभी अघुलनशील आधार मजबूत एसिड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं:

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O.

और अब हमें पता चलता है कि कौन से पदार्थ आयनों के रूप में लिखने हैं, और कौन से - अणुओं के रूप में। ऊपर दी गई सूचियाँ हमारी मदद करेंगी। कॉपर (II) हाइड्रॉक्साइड एक अघुलनशील आधार है (घुलनशीलता तालिका देखें), एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट। अघुलनशील आधार आणविक रूप में लिखे गए हैं। HCl एक प्रबल अम्ल है, विलयन में यह लगभग पूरी तरह से आयनों में वियोजित हो जाता है। CuCl2 एक घुलनशील नमक है। हम आयनिक रूप में लिखते हैं। पानी - केवल अणुओं के रूप में! हमें पूरा आयनिक समीकरण मिलता है:

Cu (OH) 2 + 2H + + 2Cl - \u003d Cu 2+ + 2Cl - + 2H 2 O।

उदाहरण 3. NaOH के जलीय विलयन के साथ कार्बन डाइऑक्साइड की अभिक्रिया के लिए एक पूर्ण आयनिक समीकरण लिखिए।

समाधान. कार्बन डाइऑक्साइड एक विशिष्ट अम्लीय ऑक्साइड है, NaOH एक क्षार है। जब अम्लीय ऑक्साइड क्षार के जलीय विलयनों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, तो नमक और पानी बनते हैं। हम आणविक प्रतिक्रिया समीकरण बनाते हैं (वैसे, गुणांक के बारे में मत भूलना):

सीओ 2 + 2NaOH \u003d ना 2 सीओ 3 + एच 2 ओ।

सीओ 2 - ऑक्साइड, गैसीय यौगिक; आणविक आकार रखें। NaOH - मजबूत आधार (क्षार); आयनों के रूप में लिखा गया है। ना 2 सीओ 3 - घुलनशील नमक; आयनों के रूप में लिखें। पानी एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है, व्यावहारिक रूप से अलग नहीं होता है; इसे आणविक रूप में छोड़ दें। हमें निम्नलिखित मिलते हैं:

सीओ 2 + 2एनए + + 2ओएच - \u003d ना 2+ + सीओ 3 2- + एच 2 ओ।

उदाहरण 4. जलीय घोल में सोडियम सल्फाइड जिंक क्लोराइड के साथ अभिक्रिया कर अवक्षेप बनाता है। इस अभिक्रिया का पूर्ण आयनिक समीकरण लिखिए।

समाधान. सोडियम सल्फाइड और जिंक क्लोराइड लवण हैं। जब ये लवण परस्पर क्रिया करते हैं, तो जिंक सल्फाइड अवक्षेपित होता है:

ना 2 एस + ZnCl 2 \u003d ZnS ↓ + 2NaCl।

मैं तुरंत पूर्ण आयनिक समीकरण लिखूंगा, और आप स्वयं इसका विश्लेषण करेंगे:

2Na + + S 2- + Zn 2+ + 2Cl - = ZnS↓ + 2Na + + 2Cl -।

मैं आपको स्वतंत्र कार्य और एक छोटे परीक्षण के लिए कई कार्य प्रदान करता हूं।

व्यायाम 4. निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं के लिए आणविक और पूर्ण आयनिक समीकरण लिखिए:

1. NaOH + HNO3 =
2. एच 2 एसओ 4 + एमजीओ =
3. सीए (एनओ 3) 2 + ना 3 पीओ 4 =
4. CoBr 2 + Ca(OH) 2 =

व्यायाम 5. निम्नलिखित की परस्पर क्रिया का वर्णन करने वाले पूर्ण आयनिक समीकरण लिखें: ए) नाइट्रिक ऑक्साइड (वी) बेरियम हाइड्रॉक्साइड के जलीय घोल के साथ, बी) हाइड्रोआयोडिक एसिड के साथ सीज़ियम हाइड्रॉक्साइड का घोल, सी) कॉपर सल्फेट और पोटेशियम सल्फाइड के जलीय घोल, डी) कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड और आयरन नाइट्रेट (III) का एक जलीय घोल।