H2o आयनों में विघटित हो जाता है। समाधान में आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाएं
आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाएं इलेक्ट्रोलाइट्स के बीच जलीय समाधानों में प्रतिक्रियाएं होती हैं, जो उन्हें बनाने वाले तत्वों के ऑक्सीकरण राज्यों में परिवर्तन के बिना आगे बढ़ती हैं।
इलेक्ट्रोलाइट्स (लवण, एसिड और बेस) के बीच प्रतिक्रिया के लिए एक आवश्यक शर्त एक कम-विघटनकारी पदार्थ (पानी, कमजोर एसिड, अमोनियम हाइड्रॉक्साइड), एक अवक्षेप या गैस का निर्माण है।
उस अभिक्रिया पर विचार कीजिए जो जल उत्पन्न करती है। इस तरह की प्रतिक्रियाओं में किसी भी एसिड और किसी भी बेस के बीच सभी प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं। उदाहरण के लिए, पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के साथ नाइट्रिक एसिड की बातचीत:
एचएनओ 3 + कोह = केएनओ 3 + एच 2 ओ (1)
प्रारंभिक पदार्थ, अर्थात्। नाइट्रिक एसिड और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड, साथ ही उत्पादों में से एक, अर्थात् पोटेशियम नाइट्रेट, मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स हैं, अर्थात। जलीय घोल में, वे व्यावहारिक रूप से केवल आयनों के रूप में मौजूद होते हैं। परिणामी पानी कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स से संबंधित है, अर्थात। व्यावहारिक रूप से आयनों में विघटित नहीं होता है। इस प्रकार, जलीय घोल में पदार्थों की वास्तविक स्थिति को इंगित करके ऊपर के समीकरण को अधिक सटीक रूप से फिर से लिखना संभव है, अर्थात। आयनों के रूप में:
एच + + नहीं 3 - + के + + ओएच - = के + + नहीं 3 - + एच 2 ओ (2)
जैसा कि आप समीकरण (2) से देख सकते हैं कि प्रतिक्रिया से पहले, उसके बाद, समाधान में NO 3 - और K + आयन होते हैं। दूसरे शब्दों में, वास्तव में, नाइट्रेट आयनों और पोटेशियम आयनों ने किसी भी तरह से प्रतिक्रिया में भाग नहीं लिया। प्रतिक्रिया केवल पानी के अणुओं में एच + और ओएच-कणों के संयोजन के कारण हुई। इस प्रकार, समीकरण (2) में समान आयनों को बीजगणितीय रूप से रद्द करना:
एच + + नहीं 3 - + के + + ओएच - = के + + नहीं 3 - + एच 2 ओ
हम प्राप्त कर लेंगे:
एच + + ओएच - = एच 2 ओ (3)
फॉर्म (3) के समीकरण कहलाते हैं कम आयनिक समीकरण, फार्म का (2) - पूर्ण आयनिक समीकरण, और फार्म का (1) - आणविक प्रतिक्रिया समीकरण.
वास्तव में, प्रतिक्रिया का आयनिक समीकरण अधिकतम रूप से इसके सार को दर्शाता है, ठीक वही जो आगे बढ़ना संभव बनाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कई अलग-अलग प्रतिक्रियाएं एक संक्षिप्त आयनिक समीकरण के अनुरूप हो सकती हैं। वास्तव में, यदि हम उदाहरण के लिए, नाइट्रिक एसिड नहीं, बल्कि हाइड्रोक्लोरिक एसिड लेते हैं, और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के बजाय, बेरियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग करते हैं, तो हमारे पास निम्नलिखित आणविक प्रतिक्रिया समीकरण है:
2HCl + Ba (OH) 2 = BaCl 2 + 2H 2 O
हाइड्रोक्लोरिक एसिड, बेरियम हाइड्रॉक्साइड और बेरियम क्लोराइड मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स हैं, यानी वे मुख्य रूप से आयनों के रूप में समाधान में मौजूद हैं। जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, पानी एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है, यानी यह केवल अणुओं के रूप में समाधान में मौजूद है। इस तरह, पूर्ण आयनिक समीकरणयह प्रतिक्रिया इस तरह दिखेगी:
2H + + 2Cl - + Ba 2+ + 2OH - = Ba 2+ + 2Cl - + 2H 2 O
बाएँ और दाएँ समान आयनों को कम करें और प्राप्त करें:
2H + + 2OH - = 2H 2 O
बाएँ और दाएँ दोनों पक्षों को 2 से विभाजित करने पर, हम प्राप्त करते हैं:
एच + + ओएच - = एच 2 ओ,
प्राप्त संक्षिप्त आयनिक समीकरणपूरी तरह से नाइट्रिक एसिड और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड की बातचीत के कम आयनिक समीकरण के साथ मेल खाता है।
आयनों के रूप में आयनिक समीकरण बनाते समय, केवल सूत्र लिखे जाते हैं:
1) मजबूत एसिड (एचसीएल, एचबीआर, एचआई, एच 2 एसओ 4, एचएनओ 3, एचसीएलओ 4) (मजबूत एसिड की सूची सीखी जानी चाहिए!)
2) मजबूत आधार (क्षारीय (एएचएम) के हाइड्रॉक्साइड और क्षारीय-पृथ्वी धातुओं (एएचएम))
3) घुलनशील लवण
आणविक रूप में, सूत्र लिखिए:
1) जल एच 2 ओ
2) कमजोर एसिड (एच 2 एस, एच 2 सीओ 3, एचएफ, एचसीएन, सीएच 3 सीओओएच (और अन्य लगभग सभी कार्बनिक))।
3) कमजोर क्षार (एनएच 4 ओएच और क्षार धातुओं और क्षार धातुओं को छोड़कर लगभग सभी धातु हाइड्रोक्साइड।
4) कम घुलनशील लवण (↓) (घुलनशीलता तालिका में "एम" या "एच")।
5) ऑक्साइड (और अन्य पदार्थ जो इलेक्ट्रोलाइट्स नहीं हैं)।
आइए आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड और सल्फ्यूरिक एसिड के बीच समीकरण को लिखने का प्रयास करें। आणविक रूप में, उनकी बातचीत का समीकरण इस प्रकार लिखा जाता है:
2Fe (OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O
आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड घुलनशीलता तालिका में पदनाम "H" से मेल खाता है, जो हमें इसकी अघुलनशीलता के बारे में बताता है, अर्थात। आयनिक समीकरण में इसे इसकी संपूर्णता में लिखा जाना चाहिए, अर्थात। Fe (OH) 3 के रूप में। सल्फ्यूरिक एसिड घुलनशील है और मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स से संबंधित है, अर्थात यह मुख्य रूप से एक अलग अवस्था में समाधान में मौजूद है। आयरन (III) सल्फेट, लगभग सभी अन्य लवणों की तरह, मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स से संबंधित है, और चूंकि यह पानी में घुलनशील है, इसलिए इसे आयनिक समीकरण में आयनों के रूप में लिखा जाना चाहिए। उपरोक्त सभी को ध्यान में रखते हुए, हम निम्नलिखित रूप का पूर्ण आयनिक समीकरण प्राप्त करते हैं:
2Fe (OH) 3 + 6H + + 3SO 4 2- = 2Fe 3+ + 3SO 4 2- + 6H 2 O
सल्फेट आयनों को बाएँ और दाएँ कम करने पर, हम प्राप्त करते हैं:
2Fe (OH) 3 + 6H + = 2Fe 3+ + 6H 2 O
समीकरण के दोनों पक्षों को 2 से विभाजित करने पर हम संक्षिप्त आयनिक समीकरण प्राप्त करते हैं:
Fe (OH) 3 + 3H + = Fe 3+ + 3H 2 O
अब आइए आयन एक्सचेंज अभिक्रिया को देखें जो एक अवक्षेप बनाती है। उदाहरण के लिए, दो घुलनशील लवणों की परस्पर क्रिया:
सभी तीन लवण - सोडियम कार्बोनेट, कैल्शियम क्लोराइड, सोडियम क्लोराइड और कैल्शियम कार्बोनेट (हाँ, और वह भी) - मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स से संबंधित हैं और कैल्शियम कार्बोनेट को छोड़कर सभी पानी में घुलनशील हैं, अर्थात। आयनों के रूप में इस प्रतिक्रिया में शामिल हैं:
2Na + + CO 3 2- + Ca 2+ + 2Cl - = CaCO 3 ↓ + 2Na + + 2Cl -
इस समीकरण में बाएँ और दाएँ समान आयनों को कम करने पर, हमें संक्षिप्त आयनिक मिलता है:
सीओ 3 2- + सीए 2+ = सीएसीओ 3
अंतिम समीकरण सोडियम कार्बोनेट और कैल्शियम क्लोराइड के समाधानों की परस्पर क्रिया के कारण को दर्शाता है। कैल्शियम आयन और कार्बोनेट आयन तटस्थ कैल्शियम कार्बोनेट अणुओं में संयोजित होते हैं, जो एक दूसरे के साथ मिलकर, एक आयनिक संरचना के CaCO 3 अवक्षेप के छोटे क्रिस्टल उत्पन्न करते हैं।
रसायन शास्त्र में परीक्षा उत्तीर्ण करने के लिए महत्वपूर्ण नोट
आयनिक प्रतिक्रियाओं (गैस, अवक्षेप, या प्रतिक्रिया उत्पादों में पानी) के पाठ्यक्रम के लिए बुनियादी आवश्यकताओं के अलावा, नमक 2 के साथ नमक 1 की प्रतिक्रिया के लिए आगे बढ़ने के लिए, ऐसी प्रतिक्रियाओं पर एक और आवश्यकता लगाई जाती है - प्रारंभिक लवण होना चाहिए घुलनशील हो। यानी, उदाहरण के लिए,
CuS + Fe (NO 3) 2 FeS + Cu (NO 3) 2
प्रतिक्रिया आगे नहीं बढ़ती है, हालांकि FeS - संभावित रूप से एक अवक्षेप दे सकता है, क्योंकि अघुलनशील प्रतिक्रिया नहीं होने का कारण प्रारंभिक लवण (CuS) में से एक की अघुलनशीलता है।
लेकिन, उदाहरण के लिए,
ना 2 CO 3 + CaCl 2 = CaCO 3 + 2NaCl
आगे बढ़ता है, क्योंकि कैल्शियम कार्बोनेट अघुलनशील है और प्रारंभिक लवण घुलनशील हैं।
यही बात क्षारों के साथ लवणों की परस्पर क्रिया पर भी लागू होती है। आयन विनिमय अभिक्रियाओं के लिए मूलभूत आवश्यकताओं के अतिरिक्त, लवण को क्षारक के साथ अभिक्रिया करने के लिए दोनों की विलेयता आवश्यक है। इस तरह:
घन (ओएच) 2 + ना 2 एस - लीक नहीं करता,
जबसे Cu (OH) 2 अघुलनशील है, हालांकि संभावित CuS उत्पाद एक अवक्षेप होगा।
लेकिन NaOH और Cu (NO 3) 2 के बीच प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है, इसलिए दोनों प्रारंभिक पदार्थ घुलनशील होते हैं और Cu (OH) 2 का अवक्षेप देते हैं:
2NaOH + Cu (NO 3) 2 = Cu (OH) 2 + 2NaNO 3
ध्यान! किसी भी परिस्थिति में प्रारंभिक सामग्री की घुलनशीलता की आवश्यकता को नमक 1 + नमक 2 और नमक + आधार की प्रतिक्रियाओं से आगे न बढ़ाएं।
उदाहरण के लिए, एसिड के साथ, यह आवश्यकता आवश्यक नहीं है। विशेष रूप से, सभी घुलनशील एसिड अघुलनशील सहित सभी कार्बोनेट के साथ पूरी तरह से प्रतिक्रिया करते हैं।
दूसरे शब्दों में:
1) नमक 1 + नमक 2 - प्रतिक्रिया तब होती है जब प्रारंभिक लवण घुलनशील होते हैं, और उत्पादों में एक अवक्षेप होता है
2) नमक + धातु हाइड्रॉक्साइड - प्रतिक्रिया तब होती है जब प्रारंभिक पदार्थ घुलनशील होते हैं और उत्पादों में एक अवक्षेप या अमोनियम हाइड्रॉक्साइड होता है।
आइए आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाओं की घटना के लिए तीसरी स्थिति पर विचार करें - गैस का निर्माण। कड़ाई से बोलते हुए, केवल आयन एक्सचेंज के परिणामस्वरूप, गैस का निर्माण दुर्लभ मामलों में ही संभव है, उदाहरण के लिए, गैसीय हाइड्रोजन सल्फाइड के गठन के साथ:
के 2 एस + 2 एचबीआर = 2 केबीआर + एच 2 एस
ज्यादातर अन्य मामलों में, आयन एक्सचेंज प्रतिक्रिया के उत्पादों में से एक के अपघटन के परिणामस्वरूप गैस का निर्माण होता है। उदाहरण के लिए, आपको यूएसई के भीतर निश्चित रूप से यह जानना होगा कि अस्थिरता के कारण गैस के गठन के साथ, एच 2 सीओ 3, एनएच 4 ओएच और एच 2 एसओ 3 जैसे उत्पाद विघटित हो जाते हैं:
एच 2 सीओ 3 = एच 2 ओ + सीओ 2
एनएच 4 ओएच = एच 2 ओ + एनएच 3
एच 2 एसओ 3 = एच 2 ओ + एसओ 2
दूसरे शब्दों में, यदि आयन एक्सचेंज के परिणामस्वरूप कार्बोनिक एसिड, अमोनियम हाइड्रॉक्साइड या सल्फ्यूरस एसिड बनता है, तो गैसीय उत्पाद के निर्माण के कारण आयन एक्सचेंज प्रतिक्रिया होती है:
आइए उपरोक्त सभी प्रतिक्रियाओं के लिए आयनिक समीकरण लिखें जिससे गैसों का निर्माण होता है। 1) प्रतिक्रिया के लिए:
के 2 एस + 2 एचबीआर = 2 केबीआर + एच 2 एस
आयनिक रूप में, पोटेशियम सल्फाइड और पोटेशियम ब्रोमाइड दर्ज किया जाएगा, क्योंकि घुलनशील लवण हैं, साथ ही हाइड्रोब्रोमिक एसिड, चूंकि मजबूत एसिड को संदर्भित करता है। हाइड्रोजन सल्फाइड, आयनों में खराब घुलनशील और खराब रूप से विघटित गैस होने के कारण, आणविक रूप में लिखा जाएगा:
2K + + S 2- + 2H + + 2Br - = 2K + + 2Br - + H 2 S
समान आयनों को कम करने पर, हम प्राप्त करते हैं:
एस 2- + 2 एच + = एच 2 एस
2) समीकरण के लिए:
ना 2 सीओ 3 + एच 2 एसओ 4 = ना 2 एसओ 4 + एच 2 ओ + सीओ 2
आयनिक रूप में, Na 2 CO 3, Na 2 SO 4 को आसानी से घुलनशील लवण और H 2 SO 4 को प्रबल अम्ल के रूप में लिखा जाता है। पानी एक कम-विघटनकारी पदार्थ है, और सीओ 2 इलेक्ट्रोलाइट बिल्कुल भी नहीं है, इसलिए उनके सूत्र आणविक रूप में लिखे जाएंगे:
2Na + + CO 3 2- + 2H + + SO 4 2- = 2Na + + SO 4 2 + H 2 O + CO 2
सीओ 3 2- + 2 एच + = एच 2 ओ + सीओ 2
3) समीकरण के लिए:
NH 4 NO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O + NH 3
पानी और अमोनिया के अणुओं को पूरी तरह से रिकॉर्ड किया जाएगा, और NH 4 NO 3, KNO 3 और KOH को आयनिक रूप में लिखा जाएगा, क्योंकि सभी नाइट्रेट आसानी से घुलनशील लवण हैं, और KOH एक क्षार धातु हाइड्रॉक्साइड है, अर्थात। मजबूत कारण:
NH 4 + + NO 3 - + K + + OH - = K + + NO 3 - + H 2 O + NH 3
एनएच 4 + + ओएच - = एच 2 ओ + एनएच 3
समीकरण के लिए:
ना 2 SO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + SO 2
पूर्ण और संक्षिप्त समीकरण इस तरह दिखेगा:
2Na + + SO 3 2- + 2H + + 2Cl - = 2Na + + 2Cl - + H 2 O + SO 2
निर्देश
इससे पहले कि आप आयनिक समीकरण शुरू करें, आपको कुछ नियम सीखने होंगे। पानी में अघुलनशील, गैसीय और कम-विघटनकारी पदार्थ (उदाहरण के लिए, पानी) आयनों में विघटित नहीं होते हैं, जिसका अर्थ है, उन्हें आणविक रूप में लिखें। इसमें कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स जैसे H2S, H2CO3, H2SO3, NH4OH भी शामिल हैं। यौगिकों की घुलनशीलता घुलनशीलता तालिका में पाई जा सकती है, जो सभी प्रकार के नियंत्रण के लिए एक अनुमोदित संदर्भ है। सभी शुल्क जो कि उद्धरणों और आयनों में निहित हैं, उन्हें भी वहां इंगित किया गया है। कार्य को पूरा करने के लिए, आण्विक, पूर्ण और आयनिक कम समीकरण लिखना आवश्यक है।
उदाहरण संख्या 1. सल्फ्यूरिक एसिड और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के बीच तटस्थता प्रतिक्रिया, इसे TED (इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत) के दृष्टिकोण से मानें। सबसे पहले, प्रतिक्रिया समीकरण को आणविक रूप में लिखें और .H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O परिणामी पदार्थों का उनकी घुलनशीलता और पृथक्करण के लिए विश्लेषण करें। सभी यौगिक पानी में घुलनशील हैं, जिसका अर्थ है कि वे आयनों में घुलनशील हैं। एकमात्र अपवाद पानी है, जो आयनों में विघटित नहीं होता है, इसलिए आणविक रूप में रहेगा। पूर्ण आयनिक समीकरण लिखें, समान आयनों को बाईं और दाईं ओर खोजें और। समान आयनों को रद्द करने के लिए, उन्हें पार करें। 2H + + SO4 2- + 2K + + 2OH- = 2K + + SO4 2- + 2H2O परिणाम आयनिक शॉर्टहैंड समीकरण है: 2H + + 2OH- = 2H2O संक्षिप्त हो: एच + + ओएच- = एच 2 ओ
उदाहरण संख्या 2. कॉपर क्लोराइड और सोडियम हाइड्रॉक्साइड के बीच विनिमय अभिक्रिया लिखिए, इसे TED की दृष्टि से मानिए। अभिक्रिया समीकरण को आण्विक रूप में लिखिए और गुणांकों को रखिए। नतीजतन, गठित कॉपर हाइड्रॉक्साइड एक नीले अवक्षेप का अवक्षेपण करता है। CuCl2 + 2NaOH = Cu (OH) 2 + 2NaCl पानी में घुलनशीलता के लिए सभी पदार्थों का विश्लेषण करें - कॉपर हाइड्रॉक्साइड को छोड़कर सभी घुलनशील हैं, जो आयनों में अलग नहीं होंगे। आयनिक पूर्ण समीकरण लिखें, समान आयनों को रेखांकित और रद्द करें: Cu2 + + 2Cl- + 2Na + + 2OH- = Cu (OH) 2 ↓ + 2Na + + 2Cl- आयनिक कम समीकरण बना रहता है: Cu2 + + 2OH- = घन (ओएच) 2
उदाहरण संख्या 3. सोडियम कार्बोनेट और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के बीच विनिमय प्रतिक्रिया लिखें, इसे टेड के दृष्टिकोण से मानें। अभिक्रिया समीकरण को आण्विक रूप में लिखिए और गुणांकों को रखिए। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, सोडियम क्लोराइड बनता है और एक गैसीय पदार्थ CO2 (कार्बन डाइऑक्साइड या कार्बन मोनोऑक्साइड (IV)) निकलता है। यह कमजोर कार्बोनिक एसिड के अपघटन के कारण बनता है, जो ऑक्साइड और पानी में विघटित हो जाता है। Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O पानी में घुलनशीलता और पृथक्करण के लिए सभी पदार्थों का विश्लेषण करें। कार्बन डाइऑक्साइड सिस्टम को गैसीय यौगिक के रूप में छोड़ देता है; पानी एक कम-विघटनकारी पदार्थ है। अन्य सभी पदार्थ आयनों में विघटित हो जाते हैं। आयनिक पूर्ण समीकरण लिखें, समान आयनों को रेखांकित और रद्द करें: 2Na + + CO3 2- + 2H + + 2Cl- = 2Na + + 2Cl- + CO2 + H2O आयनिक छोटा समीकरण बना रहता है: CO3 2- + 2H + = CO2 + H2O
बुनियादी सामान्य शिक्षा
UMK V. V. Lunin की लाइन। रसायन शास्त्र (8-9)
आयनिक समीकरण
आयनिक समीकरण चुनौतीपूर्ण और दिलचस्प रसायन शास्त्र का एक अभिन्न अंग हैं। इस तरह के समीकरण आपको स्पष्ट रूप से देखने की अनुमति देते हैं कि कौन से आयन रासायनिक परिवर्तनों से गुजरते हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण से गुजरने वाले पदार्थ आयनों के रूप में दर्ज किए जाते हैं। आइए हम मुद्दे के इतिहास, आयनिक समीकरणों को तैयार करने के लिए एल्गोरिथ्म और समस्याओं के उदाहरणों का विश्लेषण करें।
पृष्ठभूमि
यहां तक कि प्राचीन रसायनशास्त्रियों ने भी दार्शनिक के पत्थर की खोज में सरल रासायनिक प्रतिक्रियाओं का संचालन किया और अपने शोध के परिणामों को मोटे टोमों में लिखकर रसायनों के लिए कुछ संकेतों का उपयोग किया। प्रत्येक वैज्ञानिक की अपनी प्रणाली थी, जो आश्चर्य की बात नहीं है: हर कोई अपने गुप्त ज्ञान को ईर्ष्यालु लोगों और प्रतिस्पर्धियों की साज़िशों से बचाना चाहता था। और केवल आठवीं शताब्दी में कुछ तत्वों के लिए समान पदनाम दिखाई दिए।
1615 में, जीन बेगुन ने अपनी पुस्तक "प्रिंसिपल्स ऑफ केमिस्ट्री" में, जिसे प्राकृतिक विज्ञान के इस खंड में पहली पाठ्यपुस्तकों में से एक माना जाता है, ने रासायनिक समीकरण लिखने के लिए पारंपरिक संकेतन का उपयोग करने का सुझाव दिया। और केवल 1814 में, स्वीडिश रसायनज्ञ जोंस जैकब बर्ज़ेलियस ने एक तत्व के लैटिन नाम के पहले अक्षरों में से एक या दो के आधार पर रासायनिक प्रतीकों की एक प्रणाली बनाई, जो कि छात्रों को कक्षा में परिचित होने के समान है।
आठवीं कक्षा में (पैराग्राफ 12, पाठ्यपुस्तक "रसायन विज्ञान। ग्रेड 8" वीवी एरेमिन द्वारा संपादित), लोगों ने प्रतिक्रियाओं के आणविक समीकरणों की रचना करना सीखा, जहां दोनों अभिकर्मकों और प्रतिक्रिया उत्पादों को अणुओं के रूप में प्रस्तुत किया जाता है।
हालाँकि, यह रासायनिक परिवर्तनों का एक सरलीकृत दृष्टिकोण है। और वैज्ञानिकों ने इस बारे में पहले से ही 18 वीं शताब्दी में सोचा था।
अरहेनियस ने अपने प्रयोगों के परिणामस्वरूप पाया कि कुछ पदार्थों के समाधान विद्युत प्रवाह का संचालन करते हैं। और उन्होंने साबित किया कि विद्युत चालकता वाले पदार्थ आयनों के रूप में समाधान में होते हैं: सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए धनायन और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन। और ये आवेशित कण ही प्रतिक्रिया करते हैं।
आयनिक समीकरण क्या होते हैं?
आयनिक प्रतिक्रिया समीकरण- ये रासायनिक समीकरण हैं जिनमें पदार्थ जो प्रतिक्रिया में प्रवेश करते हैं और प्रतिक्रिया उत्पाद अलग-अलग आयनों के रूप में नामित होते हैं। इस प्रकार के समीकरण समाधान में प्रतिस्थापन और विनिमय की रासायनिक प्रतिक्रियाओं को रिकॉर्ड करने के लिए उपयुक्त हैं।
आयनिक समीकरण- एक जटिल और दिलचस्प रासायनिक विज्ञान का एक अभिन्न अंग। इस तरह के समीकरण आपको स्पष्ट रूप से देखने की अनुमति देते हैं कि कौन से आयन रासायनिक परिवर्तनों से गुजरते हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण से गुजरने वाले पदार्थ आयनों के रूप में दर्ज किए जाते हैं (विषय पर पैराग्राफ 10 में विस्तार से चर्चा की गई है, पाठ्यपुस्तक "रसायन विज्ञान। ग्रेड 9" वीवी एरेमिन द्वारा संपादित)। गैसों, अवक्षेपित पदार्थों और कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स, जो व्यावहारिक रूप से अलग नहीं होते हैं, अणुओं के रूप में दर्ज किए जाते हैं। गैसों को एक ऊपर तीर (), एक नीचे तीर (↓) द्वारा अवक्षेपित पदार्थों द्वारा इंगित किया जाता है।
पाठ्यपुस्तक मास्को स्टेट यूनिवर्सिटी के रसायन विज्ञान संकाय के शिक्षकों द्वारा लिखी गई थी। एम.वी. लोमोनोसोव। पुस्तक की विशिष्ट विशेषताएं सामग्री की प्रस्तुति की सादगी और स्पष्टता, एक उच्च वैज्ञानिक स्तर, बड़ी संख्या में चित्रण, प्रयोग और मनोरंजक अनुभव हैं, जो इसे कक्षाओं और स्कूलों में प्राकृतिक के गहन अध्ययन के साथ उपयोग करने की अनुमति देता है। विज्ञान विषय।
आयनिक समीकरणों की विशिष्ट विशेषताएं
1. आयन एक्सचेंज की प्रतिक्रियाएं, रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के विपरीत, रासायनिक परिवर्तनों में प्रवेश करने वाले पदार्थों की वैधता का उल्लंघन किए बिना आगे बढ़ती हैं।
- रेडॉक्स प्रतिक्रिया
आयन एक्सचेंज प्रतिक्रिया
2. आयनों के बीच प्रतिक्रियाएँ इस स्थिति में आगे बढ़ती हैं कि प्रतिक्रिया के दौरान खराब घुलनशील अवक्षेप बनता है, एक वाष्पशील गैस निकलती है, या कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स बनते हैं।
एक परखनली में 1 मिली सोडियम कार्बोनेट घोल डालें और ध्यान से इसमें हाइड्रोक्लोरिक एसिड की कुछ बूंदें डालें।
क्या हो रहा है?
प्रतिक्रिया समीकरण लिखें, पूर्ण और संक्षिप्त आयनिक समीकरण लिखें।
# ADVERTISING_INSERT #ऑक्साइड सहित एच 2 ओ, वर्षा (घुलनशीलता तालिका), कमजोर रूप से अलग करने वाले यौगिक: एच 2 एस; एचएनओ 2, एच 2 एसओ 3 → एसओ 2 + एच 2 ओ, एच 2 सीओ 3 → सीओ 2 + एच 2 ओ, एनएच 4 ओएच → एनएच 3 + एच 2 ओ; सीएच 3 सीओओएच; एचएमएनओ 4 एच 2 एसआईओ 3, एच 3 पीओ 4
एक स्थिर ऑक्सीकरण अवस्था है:
समूह I मुख्य उपसमूह +1, समूह II मुख्य उपसमूह +2, +, -2, ОН -, अल 3+, Zn 2+।
रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं(OVR) वे प्रतिक्रियाएं हैं जिनमें तत्व इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण के कारण ऑक्सीकरण अवस्था (CO) को बदलते हैं।
रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को हल करने के लिए एल्गोरिदम
हम प्रतिक्रिया में प्रत्येक तत्व के लिए ऑक्सीकरण अवस्था (CO) डालते हैं।
हमें ऐसे तत्व मिलते हैं जो ऑक्सीकरण अवस्था को बदलते हैं।
हम आयनों या अणुओं को अलग करते हैं, जिनमें परिवर्तित ऑक्सीकरण अवस्था वाले तत्व होते हैं।
हम एक ऑक्सीकरण एजेंट, एक कम करने वाले एजेंट पर हस्ताक्षर करते हैं।
अम्लीय वातावरण: nН 2 जोड़ें, जहाँ О → 2nН + . की कमी हो
क्षारीय माध्यम: nН 2 जोड़ें, जहाँ अतिरिक्त О → 2nОН -
हम प्रत्येक अर्ध-प्रतिक्रिया (आधी-प्रतिक्रिया का बायाँ भाग = दाएँ) को बराबर करते हैं, दिए गए और प्राप्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या लिखते हैं।
हम प्राप्त और दिए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या को बराबर करते हैं, गुणांक को अर्ध-प्रतिक्रियाओं के सामने सेट करते हैं।
हम ऑक्सीकरण प्रक्रिया और कमी प्रक्रिया पर हस्ताक्षर करते हैं।
हम गुणांकों को ध्यान में रखते हुए कुल आयनिक समीकरण लिखते हैं।
हम गुणांक को आयनिक से आणविक समीकरण में स्थानांतरित करते हैं, हम समान देते हैं (प्रतिक्रिया के बाईं ओर = दाएं)
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जंग: पर्यावरण के प्रभाव में धातु का ऑक्सीकरण (विनाश) धातु वोल्टेज की श्रृंखला में एनोड बाईं ओर है। कैथोड दाईं ओर है। एनोडिक कोटिंग (वोल्टेज की श्रृंखला में बाईं ओर; यह बेहतर है,क्योंकि ऊपर की परत नष्ट हो जाती है)। कैथोड कोटिंग (वोल्टेज की श्रृंखला में दाईं ओर)। |
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आर्द्र वातावरण, क्षारीय वातावरण |
/ ए /: मी 0 - एनē → मी एन + ऑक्सीकरण प्रक्रिया / के /: 1/2ओ 2 + एच 2 ओ + 2ē → 2OH - ऑक्सीकरण प्रक्रिया |
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अम्लीय वातावरण |
/ /: 2H + + 2ē → H 2 - ऑक्सीकरण प्रक्रिया |
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Fe - Cu संक्षारण के उदाहरण पर (Fe): Fe 0 -2e → Fe 2+ K (Cu): 1/2O 2 + H 2 O + 2e → 2OH - - आर्द्र वातावरण, क्षारीय वातावरण K (Cu): 2H + + 2e → H 2 - अम्लीय वातावरण उत्पाद: एक क्षारीय माध्यम में 4Fe (OH) 2 + О 2 + 2Н 2 О = 4 Fe (OH) 3, Fe (OH) 3 → Fe 2 O 3 + H 2 O. (जंग) अम्लीय उत्पाद: FeSO4 |
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http://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%EB%E5%EA%F2%F0%EE%EB%E8%E7
फैराडे के नियम के अनुसार: एम = ईआईटी / 96 500, क्यू = आईटी, सी (खपत बिजली)
जहाँ m इलेक्ट्रोड पर ऑक्सीकृत या अपचित पदार्थ का द्रव्यमान है; ई पदार्थ का तुल्य द्रव्यमान है; मैं - वर्तमान ताकत, ए; टी - इलेक्ट्रोलिसिस की अवधि, एस। Ve 2 = 11.2 l, Ve О 2 = 5.6 l
इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री में कैथोडिक और एनोडिक प्रक्रियाओं को याद करने के लिए, निम्नलिखित स्मरक नियम है:
एनोड पर, आयनों का ऑक्सीकरण होता है।
कैथोड पर, धनायन कम हो जाते हैं।
पहली पंक्ति में, सभी शब्द स्वर से शुरू होते हैं, दूसरे में - व्यंजन के साथ।
या अधिक सरलता से:
कैथोड - धनायन (कैथोड पर आयन)
एनोड - अनियन (एनोड पर आयन)
परिभाषा
वैद्युत अपघट्य विलयनों में आयनों के बीच होने वाली अभिक्रिया कहलाती है आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाएं(आरआईओ)।
RIO के दौरान, तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था में कोई परिवर्तन नहीं होता है, इसलिए RIO रेडॉक्स नहीं होते हैं।
आयन विनिमय प्रतिक्रियाओं की अपरिवर्तनीयता की कसौटी एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट का निर्माण है।
बर्थोलेट का नियम
आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाएं व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तनीय रूप से आगे बढ़ती हैं यदि परिणामी प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक प्रतिक्रिया क्षेत्र को "छोड़ देता है":
- गैस,
- प्रारूप
- या एक कमजोर रूप से अलग करने वाला इलेक्ट्रोलाइट (जैसे पानी)।
यदि समाधान में कोई आयन नहीं हैं जो एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट बनाते हैं, तो प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती होती है और इस मामले में "$ \ ne $" चिन्ह लगाकर इसका समीकरण नहीं लिखा जाता है।
आयनिक समीकरण लिखने के लिए, आणविक (1), पूर्ण आयनिक (2) और समीकरणों के लघु आयनिक रूपों (3.4) का उपयोग किया जाता है:
$ 2KOH + H_2SO_4 = K_2SO_4 + 2H_2O \ hspace (3cm) (1) $
$ 2K ^ + + 2OH ^ - + 2H ^ + + SO_4 ^ (2-) = 2K ^ + + SO_4 ^ (2-) + 2H_2O \ hspace (0.2cm) (2) $
$ 2OH ^ - + 2H ^ + = 2H_2O \ hspace (5cm) (3) $
$ OH ^ - + H ^ + = H_2O \ hspace (5.5cm) (4) $
कृपया ध्यान दें कि में एक लघु आयनिक समीकरण, गुणांक न्यूनतम होना चाहिए।इसलिए, समीकरण (3) में सभी गुणांकों को 2 से रद्द कर दिया जाता है, और परिणामी समीकरण (4) को एक लघु आयनिक समीकरण माना जाता है।
रियो का संकलन करते समय, यह याद रखना चाहिए कि
- पानी, धातु, ऑक्साइड, गैस, अवक्षेपण आयनों में विघटित नहीं होते हैं और सभी समीकरणों में आणविक रूप में लिखे जाते हैं;
- $ H_2SO_3 $, $ H_2CO_3 $, $ NH_4OH $, $ AgOH $अस्थिर हैं और बनने पर लगभग तुरंत विघटित हो जाते हैं:
$ H_2SO_3 = H_2O + SO_2 \ ऊपर की ओर $
$ H_2CO_3 = H_2O + CO_2 \ ऊपर की ओर $
$ NH_4OH = H_2O + NH_3 \ ऊपर $
$ 2AgOH = Ag_2O \ डाउनएरो + H_2O $
आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाओं की रचना के लिए एल्गोरिदम
- आणविक समीकरण को लिखा जाता है और गुणांक नियत किए जाते हैं। प्रतिक्रिया उत्पादों के रासायनिक सूत्रों को लिखते समय, यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि अणु में आवेशों का योग शून्य के बराबर होना चाहिए।
- एक पूर्ण आयनिक समीकरण बनाया जाता है, जिसमें प्रारंभिक सामग्री और चयापचय प्रतिक्रिया के उत्पादों दोनों के पृथक्करण के परिणाम को ध्यान में रखा जाता है। सभी घुलनशील यौगिकों को आयनों के रूप में दर्ज किया जाता है (कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के अपवाद के साथ, "पी" (पानी में आसानी से घुलनशील) अक्षर द्वारा घुलनशीलता तालिका में दर्शाया गया है। अघुलनशील पदार्थ, गैस, ऑक्साइड, जल के सूत्र आण्विक रूप में लिखे जाते हैं। गिनती कुल प्रतिक्रिया गुणांक, जिसके लिए समीकरण के दायीं और बायीं ओर के सभी गुणांक जोड़ दिए जाते हैं।
- समीकरण का एक छोटा आयनिक रूप प्राप्त करने के लिए, समान दिए गए हैं, अर्थात समान आयनों को समीकरण में समान चिह्न से पहले और बाद में रद्द कर दिया जाता है। गुणांक न्यूनतम होना चाहिए, और समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्षों पर आरोपों का योग समान होना चाहिए। संक्षिप्त रूप में कुल गुणांक की गणना करें (पूर्ण रूप के समान)।
- समीकरण का संक्षिप्त आयनिक रूप दर्शाता है पिछले रासायनिक प्रतिक्रिया का सार.
क्षारक ऑक्साइड और अम्ल के बीच अभिक्रिया... कैल्शियम ऑक्साइड और हाइड्रोक्लोरिक एसिड की परस्पर क्रिया के लिए आणविक, लघु और पूर्ण आयनिक समीकरण लिखिए। पूर्ण और संक्षिप्त रूप में कुल गुणांक की गणना करें।
समाधान
1. आणविक समीकरण:
$ CaO + 2HCl = CaCl_2 + H_2O $
2. पूर्ण आयनिक समीकरण:
$ CaO + 2H ^ + + \ अंडरलाइन (2Cl ^ -) = Ca ^ (2+) + \ अंडरलाइन (2Cl ^ -) + H_2O $
गुणांकों का योग (1 + 2 + 2 + 1 + 2 + 1) = 9 है।
3. संक्षिप्त आयनिक समीकरण:
$ CaO + 2H ^ + = Ca ^ (2+) + H_2O $
कुल गुणांक (1 + 2 + 1 + 1) = 5 है।
4. लघु आयनिक समीकरण से पता चलता है कि जब कैल्शियम ऑक्साइड मजबूत एसिड ($ H ^ + $) के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो प्रतिक्रिया लगभग अपरिवर्तनीय होती है, जिसके परिणामस्वरूप एक घुलनशील कैल्शियम नमक और एक कम-विघटनकारी पदार्थ (पानी) बनता है।
अम्लों के साथ लवणों की परस्पर क्रिया।पोटेशियम कार्बोनेट और नाइट्रिक एसिड की परस्पर क्रिया के लिए आणविक, संक्षिप्त और पूर्ण आयनिक समीकरण लिखिए। पूर्ण और संक्षिप्त रूप में कुल गुणांक की गणना करें।
समाधान
1. आणविक समीकरण:
$ K_2CO_3 + 2HNO_3 = 2KNO_3 + CO_2 \ अपरो + H_2O $
2. पूर्ण आयनिक समीकरण:
$ \ अंडरलाइन (2K ^ +) + CO_3 ^ (2-) + 2H ^ + + \ अंडरलाइन (2NO_3 ^ -) = \ अंडरलाइन (2K ^ +) + \ अंडरलाइन (2NO_3 ^ -) + CO_2 \ अपरो + H_2O $
गुणांकों का योग (2 + 1 + 2 + 2 + 2 + 2 + 1 + 1) = 13 है।
3. संक्षिप्त आयनिक समीकरण:
$ CO_3 ^ (2-) + 2H ^ + = CO_2 \ अपरो + H_2O $
गुणांकों का योग (1 + 2 + 1 + 1) = 5 है।
4. एक लघु आयनिक समीकरण से पता चलता है कि जब घुलनशील कार्बोनेट (क्षार धातु) मजबूत एसिड ($ H ^ + $) के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, तो प्रतिक्रिया लगभग अपरिवर्तनीय होती है, जिसके परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड ($ CO_2 \ uparrow $) और कम -विघटनकारी पदार्थ (पानी)
