Cheminės reakcijos lygtis zn hcl. Reakcijos lygtis HCl Zn, ORR, sutrumpinta-joninė lygtis. Cinko reakcija su druskos rūgštimi

Cinkas (Zn) yra cheminis elementas, priklausantis šarminių žemių metalų grupei. Mendelejevo periodinėje lentelėje jis yra 30, vadinasi, atomo branduolio krūvis, elektronų ir protonų skaičius taip pat yra 30. Cinkas yra antrinėje IV periodo II grupėje. Pagal grupės numerį galite nustatyti atomų, esančių jos valentingame arba išoriniame energijos lygyje, skaičių - atitinkamai 2.

Cinkas kaip tipiškas šarminis metalas

Cinkas yra tipiškas metalų atstovas, kai jis yra melsvai pilkos spalvos, jis lengvai oksiduojasi ant paviršiaus ir susidaro oksido plėvelė.

Kaip tipiškas amfoterinis metalas, cinkas sąveikauja su atmosferos deguonimi: 2Zn+O2=2ZnO – be temperatūros, susidarant oksido plėvelei. Kaitinant susidaro balti milteliai.

Pats oksidas reaguoja su rūgštimis, sudarydamas druską ir vandenį:

2ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O.

Su rūgščių tirpalais. Jei cinkas yra įprasto grynumo, tada reakcijos lygtis yra HCl Zn žemiau.

Zn+2HCl= ZnCl2+H2 – molekulinė reakcijos lygtis.

Zn (įkrovimas 0) + 2H (įkrovimas +) + 2Cl (įkrovimas -) = Zn (įkrovimas +2) + 2Cl (įkrovimas -) + 2H (įkrovimas 0) - visa Zn HCl joninės reakcijos lygtis.

Zn + 2H(+) = Zn(2+) +H2 - S.I.U. (sutrumpinta joninės reakcijos lygtis).

Cinko reakcija su druskos rūgštimi

Ši HCl Zn reakcijos lygtis yra redokso tipo. Tai galima įrodyti tuo, kad reakcijos metu keitėsi Zn ir H2 krūvis, buvo stebimas kokybinis reakcijos pasireiškimas, buvo stebimas oksidatoriaus ir redukcijos agento buvimas.

Šiuo atveju H2 yra oksidatorius, nes c. O. vandenilis prieš prasidedant reakcijai buvo „+“, o po jo tapo „0“. Jis dalyvavo redukcijos procese, paaukojo 2 elektronus.

Zn yra reduktorius, dalyvauja oksidacijoje, priimdamas 2 elektronus, padidindamas c.o. (oksidacijos būsena).

Tai taip pat pakaitinė reakcija. Jame dalyvavo 2 medžiagos, paprastas Zn ir sudėtingas - HCl. Dėl reakcijos susidarė 2 naujos medžiagos, taip pat viena paprasta - H2 ir viena sudėtinga - ZnCl2. Kadangi Zn yra metalų aktyvumo serijoje prieš H2, jis išstūmė jį iš medžiagos, kuri su juo reagavo.

Cinkas kaip tipiškas šarminis metalas

Cinkas yra tipiškas metalų atstovas, kai jis yra melsvai pilkos spalvos, jis lengvai oksiduojasi ant paviršiaus ir susidaro oksido plėvelė.

Kaip tipiškas amfoterinis metalas, cinkas sąveikauja su atmosferos deguonimi: 2Zn+O2=2ZnO – be temperatūros, susidarant oksido plėvelei. Kaitinant susidaro balti milteliai.

Pats oksidas reaguoja su rūgštimis, sudarydamas druską ir vandenį:

2ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O.

Su rūgščių tirpalais. Jei cinkas yra įprasto grynumo, tada reakcijos lygtis yra HCl Zn žemiau.

Zn+2HCl= ZnCl2+H2 – molekulinė reakcijos lygtis.

Zn (įkrovimas 0) + 2H (įkrovimas +) + 2Cl (įkrovimas -) = Zn (įkrovimas +2) + 2Cl (įkrovimas -) + 2H (įkrovimas 0) - visa Zn HCl joninės reakcijos lygtis.

Zn + 2H(+) = Zn(2+) +H2 - S.I.U. (sutrumpinta joninės reakcijos lygtis).

Cinko reakcija su druskos rūgštimi

Šiuo atveju H2 yra oksidatorius, nes c. O. vandenilis prieš prasidedant reakcijai buvo „+“, o po jo tapo „0“. Jis dalyvavo redukcijos procese, paaukojo 2 elektronus.

Zn yra reduktorius, dalyvauja oksidacijoje, priimdamas 2 elektronus, padidindamas c.o. (oksidacijos būsena).

Laikas judėti į priekį. Kaip jau žinome, reikia išvalyti visą joninę lygtį. Būtina pašalinti tas daleles, kurios yra tiek dešinėje, tiek kairėje lygties pusėse. Šios dalelės kartais vadinamos „stebėtojų jonais“; jie nedalyvauja reakcijoje.

Iš esmės šioje dalyje nėra nieko sudėtingo. Jums tereikia būti atsargiems ir suprasti, kad kai kuriais atvejais pilnoji ir trumpoji lygtys gali sutapti (daugiau informacijos žr. 9 pavyzdyje).

5 pavyzdys. Parašykite pilnas ir trumpąsias jonines lygtis, apibūdinančias silicio rūgšties ir kalio hidroksido sąveiką vandeniniame tirpale.

Sprendimas. Natūralu, kad pradėkime nuo molekulinės lygties:

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

Silicio rūgštis yra vienas iš retų netirpių rūgščių pavyzdžių; Mes rašome jį molekuline forma. KOH ir K 2 SiO 3 rašome jonine forma. Natūralu, kad H 2 O rašome molekuline forma:

H2SiO3+ 2K++ 2OH - = 2K++ SiO32- + 2H2O.

Matome, kad reakcijos metu kalio jonai nekinta. Šios dalelės procese nedalyvauja, turime jas pašalinti iš lygties. Gauname norimą trumpąją joninę lygtį:

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

Kaip matote, procesas susijęs su silicio rūgšties sąveika su OH jonais. Kalio jonai šiuo atveju nevaidina jokio vaidmens: KOH galėtume pakeisti natrio hidroksidu arba cezio hidroksidu, toks pat procesas vyktų ir reakcijos kolboje.

6 pavyzdys. Vario(II) oksidas buvo ištirpintas sieros rūgštyje. Parašykite pilną ir trumpą šios reakcijos joninę lygtį.

Sprendimas. Baziniai oksidai reaguoja su rūgštimis, sudarydami druską ir vandenį:

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

Atitinkamos joninės lygtys pateiktos žemiau. Manau, kad šiuo atveju nereikia nieko komentuoti.

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

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

7 pavyzdys. Naudodami jonines lygtis, apibūdinkite cinko sąveiką su druskos rūgštimi.

Sprendimas. Metalai, esantys įtampos serijoje į kairę nuo vandenilio, reaguoja su rūgštimis ir išskiria vandenilį (nekalbame apie specifines oksiduojančių rūgščių savybes):

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2.

Visą joninę lygtį galima lengvai parašyti:

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

Deja, tokio tipo užduotyse pereidami prie trumposios lygties mokiniai dažnai daro klaidų. Pavyzdžiui, jie pašalina cinką iš dviejų lygties pusių. Tai didelė klaida! Kairėje pusėje yra paprasta medžiaga, neįkrauti cinko atomai. Dešinėje pusėje matome cinko jonus. Tai visiškai skirtingi objektai! Yra ir daugiau fantastiškų variantų. Pavyzdžiui, H+ jonai perbraukti kairėje pusėje, o H2 molekulės – dešinėje. Tai motyvuoja faktas, kad abu yra vandenilis. Bet tada, vadovaudamiesi šia logika, galime, pavyzdžiui, daryti prielaidą, kad H 2, HCOH ir CH 4 yra „tas pats dalykas“, nes visose šiose medžiagose yra vandenilio. Pažiūrėkite, koks absurdas gali būti!

Natūralu, kad šiame pavyzdyje galime (ir turėtume!) ištrinti tik chloro jonus. Gauname galutinį atsakymą:

Zn + 2H + = Zn 2+ + H2.

Skirtingai nuo visų aukščiau aptartų pavyzdžių, ši reakcija yra redokso (šio proceso metu pasikeičia oksidacijos būsenos). Tačiau mums tai visiškai neprincipinga: čia toliau veikia bendras joninių lygčių rašymo algoritmas.

8 pavyzdys. Varis buvo dedamas į vandeninį sidabro nitrato tirpalą. Apibūdinkite tirpale vykstančius procesus.

Sprendimas. Aktyvesni metalai (įtampos eilės kairėje) išstumia mažiau aktyvius iš jų druskų tirpalų. Varis yra įtampos serijoje į kairę nuo sidabro, todėl išstumia Ag iš druskos tirpalo:

Сu + 2AgNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2Ag↓.

Toliau pateiktos išsamios ir trumposios joninės lygtys:

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

Cu 0 + 2Ag + = Cu 2+ + 2Ag↓ 0 .

9 pavyzdys. Parašykite jonines lygtis, apibūdinančias bario hidroksido ir sieros rūgšties vandeninių tirpalų sąveiką.

Sprendimas. Mes kalbame apie neutralizacijos reakciją, kuri yra gerai žinoma visiems, molekulinę lygtį galima parašyti be vargo:

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

Pilna joninė lygtis:

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

Atėjo laikas sudaryti trumpą lygtį, ir čia paaiškėja įdomi detalė: iš tikrųjų nėra ko mažinti. Mes nepastebime identiškų dalelių dešinėje ir kairėje lygties pusėse. Ką daryti? Ieškote klaidos? Ne, čia nėra klaidos. Situacija, su kuria susidūrėme, yra netipinė, bet gana priimtina. Čia nėra stebėtojų jonų; reakcijoje dalyvauja visos dalelės: jungiantis bario jonams ir sulfato anijonui susidaro bario sulfato nuosėdos, o sąveikaujant H + ir OH - jonams susidaro silpnas elektrolitas (vanduo).

— Bet leisk man! - sušunka tu. - "Kaip mes galime parašyti trumpą joninę lygtį?"

Negali būti! Galima sakyti, kad trumpoji lygtis sutampa su pilna, galima dar kartą perrašyti ankstesnę lygtį, bet reakcijos reikšmė nepasikeis. Tikėkimės, kad vieningo valstybinio egzamino variantų sudarytojai išgelbės jus nuo tokių „slidžių“ klausimų, tačiau iš esmės turėtumėte būti pasirengę bet kokiam scenarijui.

Atėjo laikas pradėti dirbti savarankiškai. Siūlau atlikti šias užduotis:

6 pratimas. Parašykite molekulines ir jonines lygtis (pilnas ir trumpas) šioms reakcijoms:

Ba(OH) 2 + HNO 3 =
Fe + HBr =
Zn + CuSO 4 =
SO2 + KOH =

Kaip išspręsti vieningo valstybinio chemijos egzamino 31 užduotį

Iš esmės mes jau aptarėme šios problemos sprendimo algoritmą. Bėda tik ta, kad Vieningo valstybinio egzamino užduotis suformuluota kiek...neįprastai. Jums bus pasiūlytas kelių medžiagų sąrašas. Turėsite pasirinkti du junginius, tarp kurių galima reakcija, parašyti molekulines ir jonines lygtis. Pavyzdžiui, užduotis gali būti suformuluota taip:

10 pavyzdys. Galimi vandeniniai natrio hidroksido, bario hidroksido, kalio sulfato, natrio chlorido ir kalio nitrato tirpalai. Pasirinkite dvi medžiagas, kurios gali reaguoti viena su kita; parašykite reakcijos molekulinę lygtį, taip pat pilnąją ir trumpąją jonines lygtis.

Sprendimas. Prisimindami pagrindinių neorganinių junginių klasių savybes, darome išvadą, kad vienintelė galima reakcija yra bario hidroksido ir kalio sulfato vandeninių tirpalų sąveika:

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

Pilna joninė lygtis:

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

Trumpa joninė lygtis:

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓.

Beje, atkreipkite dėmesį į įdomų dalyką: trumpos joninės lygtys pasirodė identiškos šiame pavyzdyje ir 1 pavyzdyje iš pirmos šio straipsnio dalies. Iš pirmo žvilgsnio tai atrodo keista: reaguoja visiškai skirtingos medžiagos, bet rezultatas yra tas pats. Tiesą sakant, čia nėra nieko keisto: joninės lygtys padeda įžvelgti reakcijos esmę, kurią galima paslėpti po skirtingais apvalkalais.

Ir vieną akimirką. Pabandykime paimti kitas medžiagas iš siūlomo sąrašo ir sudaryti jonines lygtis. Na, pavyzdžiui, apsvarstykite kalio nitrato ir natrio chlorido sąveiką. Parašykime molekulinę lygtį:

KNO 3 + NaCl = NaNO 3 + KCl.

Kol kas viskas atrodo pakankamai tikėtina, ir pereiname prie visos joninės lygties:

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

Mes pradedame pašalinti nereikalingus dalykus ir atrandame nemalonią detalę: VISKAS šioje lygtyje yra „papildoma“. Mes randame visas daleles, esančias kairėje pusėje, dešinėje. Ką tai reiškia? ar tai įmanoma? Taip, galbūt, šiuo atveju tiesiog nėra jokios reakcijos; dalelės, kurios iš pradžių buvo tirpale, liks jame. Jokios reakcijos!

Matote, mes ramiai rašėme nesąmones į molekulinę lygtį, bet nesugebėjome „apgauti“ trumposios joninės lygties. Tai yra pats atvejis, kai formulės pasirodo protingesnės už mus! Atminkite: jei rašydami trumpą joninę lygtį jums reikia pašalinti visas medžiagas, tai reiškia, kad padarėte klaidą ir bandote „sumažinti“ ką nors nereikalingo, arba ši reakcija iš viso neįmanoma.

11 pavyzdys. Natrio karbonatas, kalio sulfatas, cezio bromidas, druskos rūgštis, natrio nitratas. Iš pateikto sąrašo pasirinkite dvi medžiagas, kurios gali reaguoti viena su kita, parašykite reakcijos molekulinę lygtį, taip pat išsamias ir trumpas jonines lygtis.

Sprendimas. Žemiau esančiame sąraše yra 4 druskos ir viena rūgštis. Druskos gali reaguoti viena su kita tik tuo atveju, jei reakcijos metu susidaro nuosėdos, tačiau nei viena iš išvardytų druskų nesugeba susidaryti nuosėdų reaguodama su kita druska iš šio sąrašo (patikrinkite šį faktą naudodami tirpumo lentelę!) Rūgštis gali reaguoti su druska tik tada, kai druską sudaro silpnesnė rūgštis. Sieros, azoto ir vandenilio bromo rūgštys negali būti išstumtos veikiant HCl. Vienintelis pagrįstas pasirinkimas yra druskos rūgšties sąveika su natrio karbonatu.

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

Atkreipkite dėmesį: vietoj formulės H 2 CO 3, kuri teoriškai turėjo susidaryti reakcijos metu, rašome H 2 O ir CO 2. Tai teisinga, nes anglies rūgštis net kambario temperatūroje yra itin nestabili ir lengvai skyla į vandenį ir anglies dioksidą.

Rašydami visą joninę lygtį atsižvelgiame į tai, kad anglies dioksidas nėra elektrolitas:

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

Pašalinus perteklių, gauname trumpą joninę lygtį:

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

Dabar šiek tiek eksperimentuokite! Pabandykite, kaip darėme ankstesnėje užduotyje, sukurti neįmanomų reakcijų jonines lygtis. Paimkite, pavyzdžiui, natrio karbonatą ir kalio sulfatą arba cezio bromidą ir natrio nitratą. Įsitikinkite, kad trumpoji joninė lygtis vėl yra „tuščia“.