Équation de réaction chimique zn hcl. Équation de réaction HCl Zn, ORR, équation ionique abrégée. Réaction du zinc avec l'acide chlorhydrique

Le zinc (Zn) est un élément chimique appartenant au groupe des métaux alcalino-terreux. Dans le tableau périodique de Mendeleïev, il s'agit du numéro 30, ce qui signifie que la charge du noyau atomique, le nombre d'électrons et de protons est également de 30. Le zinc est dans le groupe secondaire II de la période IV. Par le numéro de groupe, vous pouvez déterminer le nombre d'atomes qui se trouvent à sa valence ou à son niveau d'énergie externe - respectivement 2.

Le zinc comme métal alcalin typique

Le zinc est un représentant typique des métaux ; dans son état normal, il a une couleur gris bleuâtre ; il s'oxyde facilement à l'air, acquérant un film d'oxyde (ZnO) à la surface.

En tant que métal amphotère typique, le zinc interagit avec l'oxygène atmosphérique : 2Zn+O2=2ZnO - sans température, avec formation d'un film d'oxyde. Lorsqu'elle est chauffée, une poudre blanche se forme.

L'oxyde lui-même réagit avec les acides pour former du sel et de l'eau :

2ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O.

Avec des solutions acides. Si le zinc est de pureté ordinaire, alors l’équation de réaction est HCl Zn ci-dessous.

Zn+2HCl= ZnCl2+H2 - équation moléculaire de la réaction.

Zn (charge 0) + 2H (charge +) + 2Cl (charge -) = Zn (charge +2) + 2Cl (charge -) + 2H (charge 0) - complétez l'équation de réaction ionique Zn HCl.

Zn + 2H(+) = Zn(2+) +H2 - S.I.U. (équation abrégée de la réaction ionique).

Réaction du zinc avec l'acide chlorhydrique

Cette équation de réaction pour HCl Zn est du type redox. Cela peut être prouvé par le fait que la charge de Zn et H2 a changé au cours de la réaction, qu'une manifestation qualitative de la réaction a été observée et que la présence d'un agent oxydant et d'un agent réducteur a été observée.

Dans ce cas, H2 est un agent oxydant, puisque c. O. l'hydrogène avant le début de la réaction était "+", et après il est devenu "0". Il a participé au processus de réduction en donnant 2 électrons.

Le Zn est un agent réducteur, il participe à l'oxydation, acceptant 2 électrons, augmentant le c.o. (état d'oxydation).

C'est aussi une réaction de remplacement. Il s'agissait de 2 substances, un simple Zn et un complexe - HCl. À la suite de la réaction, 2 nouvelles substances ont été formées, ainsi qu'une simple - H2 et une complexe - ZnCl2. Puisque Zn est situé dans la série d’activités des métaux avant H2, il l’a déplacé de la substance qui a réagi avec lui.

Le zinc comme métal alcalin typique

Le zinc est un représentant typique des métaux ; dans son état normal, il a une couleur gris bleuâtre ; il s'oxyde facilement à l'air, acquérant un film d'oxyde (ZnO) à la surface.

L'oxyde lui-même réagit avec les acides pour former du sel et de l'eau :

2ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O.

Avec des solutions acides. Si le zinc est de pureté ordinaire, alors l’équation de réaction est HCl Zn ci-dessous.

Zn+2HCl= ZnCl2+H2 - équation moléculaire de la réaction.

Zn (charge 0) + 2H (charge +) + 2Cl (charge -) = Zn (charge +2) + 2Cl (charge -) + 2H (charge 0) - complétez l'équation de réaction ionique Zn HCl.

Zn + 2H(+) = Zn(2+) +H2 - S.I.U. (équation abrégée de la réaction ionique).

Réaction du zinc avec l'acide chlorhydrique

Le Zn est un agent réducteur, il participe à l'oxydation, acceptant 2 électrons, augmentant le c.o. (état d'oxydation).

Il est temps de passer à autre chose. Comme nous le savons déjà, l’équation ionique complète doit être nettoyée. Il est nécessaire de supprimer les particules présentes à droite et à gauche de l’équation. Ces particules sont parfois appelées « ions observateurs » ; ils ne participent pas à la réaction.

En principe, il n'y a rien de compliqué dans cette partie. Il faut juste être prudent et comprendre que dans certains cas les équations complètes et courtes peuvent coïncider (pour plus de détails, voir exemple 9).

Exemple 5. Écrivez des équations ioniques complètes et courtes décrivant l'interaction de l'acide silicique et de l'hydroxyde de potassium dans une solution aqueuse.

Solution. Commençons bien sûr par l’équation moléculaire :

H 2 SiO 3 + 2KOH = K 2 SiO 3 + 2H 2 O.

L'acide silicique est l'un des rares exemples d'acides insolubles ; Nous l'écrivons sous forme moléculaire. On écrit KOH et K 2 SiO 3 sous forme ionique. Naturellement, on écrit H 2 O sous forme moléculaire :

H2SiO3+ 2K++ 2OH - = 2K++ SiO 3 2- + 2H 2 O.

On voit que les ions potassium ne changent pas au cours de la réaction. Ces particules ne participent pas au processus, il faut les supprimer de l'équation. On obtient la courte équation ionique souhaitée :

H 2 SiO 3 + 2OH - = SiO 3 2- + 2H 2 O.

Comme vous pouvez le constater, le processus se résume à l'interaction de l'acide silicique avec les ions OH -. Les ions potassium ne jouent aucun rôle dans ce cas : on pourrait remplacer KOH par de l'hydroxyde de sodium ou de l'hydroxyde de césium, et le même processus se produirait dans le ballon de réaction.

Exemple 6. L'oxyde de cuivre (II) a été dissous dans de l'acide sulfurique. Écrivez une équation ionique complète et courte pour cette réaction.

Solution. Les oxydes basiques réagissent avec les acides pour former du sel et de l'eau :

H 2 SO 4 + CuO = CuSO 4 + H 2 O.

Les équations ioniques correspondantes sont données ci-dessous. Je pense qu'il est inutile de commenter quoi que ce soit dans ce cas.

2H++ DONC 4 2-+ CuO = Cu 2+ + DONC 4 2-+H2O

2H + + CuO = Cu 2+ + H 2 O

Exemple 7. À l’aide d’équations ioniques, décrivez l’interaction du zinc avec l’acide chlorhydrique.

Solution. Les métaux situés dans la série de tension à gauche de l'hydrogène réagissent avec les acides pour libérer de l'hydrogène (nous ne discutons pas des propriétés spécifiques des acides oxydants) :

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2.

L’équation ionique complète peut s’écrire facilement :

Zn + 2H + + 2Cl -= Zn2+ + 2Cl -+H2.

Malheureusement, lorsqu'ils passent à une équation courte dans des tâches de ce type, les élèves commettent souvent des erreurs. Par exemple, ils suppriment le zinc de deux côtés de l’équation. C'est une grosse erreur! Sur le côté gauche se trouve une substance simple, des atomes de zinc non chargés. Sur le côté droit, nous voyons des ions zinc. Ce sont des objets complètement différents ! Il existe des options encore plus fantastiques. Par exemple, les ions H+ sont barrés du côté gauche et les molécules H2 sont barrées du côté droit. Ceci est motivé par le fait que les deux sont de l’hydrogène. Mais alors, en suivant cette logique, on peut, par exemple, supposer que H 2, HCOH et CH 4 sont « la même chose », puisque toutes ces substances contiennent de l'hydrogène. Voyez comme cela peut devenir absurde !

Naturellement, dans cet exemple, nous pouvons (et devons !) effacer uniquement les ions chlore. Nous obtenons la réponse finale :

Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2 .

Contrairement à tous les exemples évoqués ci-dessus, cette réaction est redox (au cours de ce processus, un changement des états d'oxydation se produit). Pour nous, cependant, cela est totalement sans principes : l'algorithme général d'écriture des équations ioniques continue de fonctionner ici.

Exemple 8. Le cuivre a été placé dans une solution aqueuse de nitrate d'argent. Décrivez les processus qui se produisent dans la solution.

Solution. Les métaux les plus actifs (ceux à gauche dans la série de tension) déplacent les métaux les moins actifs des solutions de leurs sels. Le cuivre est situé dans la série de tensions à gauche de l'argent, il déplace donc Ag de la solution saline :

Сu + 2AgNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2Ag↓.

Les équations ioniques complètes et courtes sont données ci-dessous :

Cu 0 + 2Ag + + 2NO 3 -= Cu 2+ + 2NO 3 -+ 2Ag↓ 0 ,

Cu 0 + 2Ag + = Cu 2+ + 2Ag↓ 0 .

Exemple 9. Écrivez des équations ioniques décrivant l'interaction de solutions aqueuses d'hydroxyde de baryum et d'acide sulfurique.

Solution. On parle d’une réaction de neutralisation bien connue de tous ; l’équation moléculaire s’écrit sans difficulté :

Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O.

Équation ionique complète :

Ba 2+ + 2OH - + 2H + + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2H 2 O.

Le moment est venu de dresser une courte équation, et ici un détail intéressant apparaît : en fait, il n’y a rien à réduire. Nous n’observons pas de particules identiques sur les côtés droit et gauche de l’équation. Ce qu'il faut faire? Vous cherchez une erreur ? Non, il n'y a pas d'erreur ici. La situation à laquelle nous avons été confrontés est atypique, mais tout à fait acceptable. Il n’y a pas d’ions observateurs ici ; toutes les particules participent à la réaction : lorsque les ions baryum et l'anion sulfate se combinent, un précipité de sulfate de baryum se forme, et lorsque les ions H + et OH - interagissent, un électrolyte faible (eau) se forme.

"Mais laissez-moi!" - tu t'exclames. - "Comment pouvons-nous écrire une courte équation ionique ?"

Certainement pas! Vous pouvez dire que l'équation courte coïncide avec l'équation complète, vous pouvez réécrire l'équation précédente, mais le sens de la réaction ne changera pas. Espérons que les compilateurs des options de l'examen d'État unifié vous éviteront de telles questions « glissantes », mais, en principe, vous devez être préparé à n'importe quel scénario.

Il est temps de commencer à travailler seul. Je vous suggère d'effectuer les tâches suivantes :

Exercice 6. Écrivez des équations moléculaires et ioniques (complètes et courtes) pour les réactions suivantes :

Ba(OH) 2 + HNO 3 =
Fe + HBr =
Zn + CuSO4 =
SO2 + KOH =

Comment résoudre la tâche 31 de l'examen d'État unifié en chimie

En principe, nous avons déjà discuté de l'algorithme permettant de résoudre ce problème. Le seul problème est que la tâche de l'examen d'État unifié est formulée de manière quelque peu... inhabituelle. Une liste de plusieurs substances vous sera proposée. Vous devrez choisir deux composés entre lesquels une réaction est possible, écrire des équations moléculaires et ioniques. Par exemple, la tâche pourrait être formulée comme suit :

Exemple 10. Des solutions aqueuses d'hydroxyde de sodium, d'hydroxyde de baryum, de sulfate de potassium, de chlorure de sodium et de nitrate de potassium sont disponibles. Choisissez deux substances qui peuvent réagir entre elles ; écrire l'équation moléculaire de la réaction, ainsi que les équations ioniques complètes et courtes.

Solution. En rappelant les propriétés des principales classes de composés inorganiques, nous arrivons à la conclusion que la seule réaction possible est l'interaction de solutions aqueuses d'hydroxyde de baryum et de sulfate de potassium :

Ba(OH) 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2KOH.

Équation ionique complète :

Ba 2+ + 2OH- + 2K++ SO 4 2- = BaSO 4 ↓ + 2K+ + 2OH-.

Brève équation ionique :

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓.

Au fait, faites attention à un point intéressant : les courtes équations ioniques se sont avérées identiques dans cet exemple et dans l'exemple 1 de la première partie de cet article. À première vue, cela semble étrange : des substances complètement différentes réagissent, mais le résultat est le même. En fait, il n'y a rien d'étrange ici : les équations ioniques aident à voir l'essence de la réaction, qui peut être cachée sous différentes coques.

Et un instant. Essayons de prendre d'autres substances de la liste proposée et de créer des équations ioniques. Eh bien, par exemple, considérons l'interaction du nitrate de potassium et du chlorure de sodium. Écrivons l'équation moléculaire :

KNO 3 + NaCl = NaNO 3 + KCl.

Jusqu’à présent, tout semble assez plausible, et passons à l’équation ionique complète :

K + + NO 3 - + Na + + Cl - = Na + + NO 3 - + K + + Cl - .

Nous commençons à supprimer le superflu et découvrons un détail désagréable : TOUT dans cette équation est « extra ». On retrouve toutes les particules présentes du côté gauche du côté droit. Qu'est-ce que cela signifie? Est-ce possible? Oui, peut-être qu’il n’y a tout simplement aucune réaction dans ce cas ; les particules initialement présentes dans la solution y resteront. Pas de réaction!

Vous voyez, nous avons calmement écrit des bêtises dans l'équation moléculaire, mais nous n'avons pas réussi à "tromper" la courte équation ionique. C’est précisément le cas lorsque les formules s’avèrent plus intelligentes que nous ! N'oubliez pas : si, en écrivant une courte équation ionique, vous en arrivez à la nécessité de supprimer toutes les substances, cela signifie que soit vous avez fait une erreur et essayez de « réduire » quelque chose de superflu, soit cette réaction n'est pas possible du tout.

Exemple 11. Carbonate de sodium, sulfate de potassium, bromure de césium, acide chlorhydrique, nitrate de sodium. Dans la liste fournie, sélectionnez deux substances qui peuvent réagir entre elles, écrivez l'équation moléculaire de la réaction, ainsi que les équations ioniques complètes et brèves.

Solution. La liste ci-dessous contient 4 sels et un acide. Les sels ne sont capables de réagir entre eux que si un précipité se forme au cours de la réaction, mais aucun des sels répertoriés n'est capable de former un précipité en réaction avec un autre sel de cette liste (vérifiez ce fait à l'aide du tableau de solubilité !) Un acide ne peut réagir avec un sel que lorsque le sel est formé par un acide plus faible. Les acides sulfurique, nitrique et bromhydrique ne peuvent pas être déplacés par l'action du HCl. La seule option raisonnable est l'interaction de l'acide chlorhydrique avec le carbonate de sodium.

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2

Attention : au lieu de la formule H 2 CO 3, qui, en théorie, aurait dû se former lors de la réaction, on écrit H 2 O et CO 2. C'est exact, car l'acide carbonique est extrêmement instable même à température ambiante et se décompose facilement en eau et en dioxyde de carbone.

Lors de l'écriture de l'équation ionique complète, nous tenons compte du fait que le dioxyde de carbone n'est pas un électrolyte :

2Na + + CO 3 2- + 2H + + 2Cl - = 2Na + + 2Cl - + H 2 O + CO 2.

En supprimant l'excédent, nous obtenons une courte équation ionique :

CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2.

Maintenant, expérimentez un peu ! Essayez, comme nous l'avons fait dans le problème précédent, de créer des équations ioniques pour des réactions impossibles. Prenez, par exemple, le carbonate de sodium et le sulfate de potassium ou le bromure de césium et le nitrate de sodium. Assurez-vous que la courte équation ionique est à nouveau « vide ».

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