Свойства кислот, оснований и солей в свете теории электролитической диссоциации

Кислоты, основания и соли являются электролитами, в водных растворах диссоциируют на ионы, поэтому все реакции между ними в этом случае являются реакциями обмена между ионами. Их называют ионообменнными реакциями. Такие реакции часто записывают не в молекулярном, а в ионном виде. При составлении ионных уравнений реакций руководствуются тем, что вещества малодиссоциированные (слабые электролиты), нерастворимые в Н₂О (выпадающие в осадок или выделяющиеся в виде газа), записываются в молекулярном виде.

Знак , стоящий при формуле вещества, обозначает, что это вещество уходит из сферы реакции в виде осадка, знак  обозначает, что вещество уходит из сферы реакции в виде газа.

Сильные электролиты, вследствие полной диссоциации их молекул, записывают в виде ионов.

Сумма электрических зарядов в левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов в правой части.

При переходе от полной ионной формы уравнения к сокращенной не записываются те ионы, которые имеются и в левой, и в правой части уравнения.

Реакция ионного обмена между сильными электролитами в растворах является практически необратимой и протекает до конца только в том случае, если в ходе ее одно из веществ удаляется из сферы реакции в виде осадка или газа. Если образуется слабодиссоциируемое или комплексное соединение, то реакция является частично обратимой.

FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃ + 3NaCl молекулярное уравнение

Fe³⁺+3Cl^-+3Na⁺+3OH^-=Fe(OH)₃+3Na⁺+3Cl^- полное ионное урав-

нение

Fe³⁺ + 3OH^- = Fe(OH)₃ сокращенное ионное уравнение

Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S молекулярное уравнение

2Na⁺ + S^2- + 2H⁺ + 2Cl^- = 2Na⁺ + 2Cl^- + H⁺ полное ионное уравнение

2H⁺ + S^2- = H₂S сокращенное ионное уравнение

NaOH + HNO₃ = NaNO₃ + H₂O молекулярное уравнение

Na⁺ + OH^- + H⁺ + NO₃^- =Na⁺ + NO₃^- + H₂Oполное ионное уравнение

H⁺ + OH^- = H₂O сокращенное ионное уравнение

Рассмотрим несколько случаев более сложных ионообменных реакций, протекающих с участием слабых электролитов или комплексных соединений:

Ba(HCO₃)₂ + Ba(OH)₂ = 2BaCO₃↓ + 2H₂O молекулярное уравнение

Ba²⁺ + 2HCO₃^- + Ba²⁺ + 2OH^- = 2BaCO₃↓ + 2H₂O полное ионное уравнение

2Ba²⁺ + 2HCO₃^- + 2OH^- = 2BaCO₃↓ + 2H₂O сокращая коэффициенты, получим

Ba²⁺ + HCO₃^- + OH^- = BaCO₃↓ + H₂O сокращенное ионное уравнение

Na₂HPO₄ + NaOH = Na₃PO₄ + H₂O молекулярное уравнение

2Na⁺ + HPO₄^2- + Na⁺ + OH^- = 3Na⁺ + PO₄^3- + H₂O полное ионное уравнение

HPO₄^2- + OH^- = PO₄^3- + H₂O сокращенное ионное уравнение

Na₃[Al(OH)₆] + 6HCl = 3NaCl + AlCl₃ + 6H₂O молекулярное уравнение

3Na⁺+ [Al(OH)₆]^3- + 6H⁺+ 6Cl^-= 3Na⁺+3Cl^-+Al³⁺+3Cl^-+6H₂O полное

ионное уравнение

[Al(OH)₆]^3- + 6H⁺ = Al³⁺ + 6H₂O сокращенное ионное уравнение

Al₂(SO₄)₃ + 12NaOH = 2Na₃[Al(OH)₆] + 3Na₂SO₄ молекулярное уравнение

2Al³⁺ +3SO₄^2-+ 12Na⁺ + 12OH^-= 6Na⁺ + 2[Al(OH)₆]^3- + 6Na⁺ + 3SO₄^2-

полное ионное уравнение

2Al³⁺ + 12OH^- = 2[Al(OH)₆]^3- сокращая коэффициенты, получим

Al³⁺ + 6OH^- = [Al(OH)₆]^3- сокращенное ионное уравнение

P₂O₅ + 6NaOH_(р-р) = 2Na₃PO₄ + 3H₂O молекулярное уравнение

P₂O₅ + 6Na⁺ + 6OH^- = 6Na⁺ + 2PO₄^3- + 3H₂O полное ионное уравнение

P₂O₅ + 6OH^- = 2PO₄^3- + 3H₂O сокращенное ионное уравнение

Ca(H₂PO₄)₂ + 2Ca(OH)₂ = Ca₃(PO₄)₂↓ + 4H₂O молекулярное уравнение

Ca²⁺ + 2H₂PO₄^- + 2Ca²⁺ + 4OH^- = Ca₃(PO₄)₂↓ + 4H₂O

3Ca²⁺ + 2H₂PO₄^- + 4OH^- = Ca₃(PO₄)₂↓ + 4H₂O полное ионное уравнение

В последнем случае полное ионное уравнение одновременно является и сокращенным ионным уравнением.

3Ca(HCO₃)₂ + 2Na₃PO₄ = Ca₃(PO₄)₂↓ + 6NaHCO₃ молекулярное уравнение

3Ca²⁺+ 6HCO₃^- + 6Na⁺ +2PO₄^3- = Ca₃(PO₄)₂↓ + 6Na⁺+6HCO₃^- полное

ионное уравнение

3Ca²⁺ + 2PO₄^3- = Ca₃(PO₄)₂↓ сокращенное ионное уравнение

H₂S + 2NaOH = Na₂S + 2H₂O молекулярное уравнение

H₂S + 2Na⁺ + 2OH^- = 2Na⁺ + S^2- + 2H₂O полное ионное уравнение

H₂S + 2OH^- = S^2- + 2H₂O сокращенное ионное уравнение

Если при взаимодействии сильных электролитов не образуется осадка, газа, комплексного или слободиссоциирующего вещества, то считается, что такие реакции не протекают. В этом случае ионы исходных веществ не соединяются друг с другом и образования новых частиц не происходит. Уравнения таких реакций нельзя записать в сокращенной ионной форме, так как в их левой и правой частях находятся одни и те же ионы:

2NaCl + K₂SO₄ Na₂SO₄ + 2KCl

2Na⁺ + 2Cl^- + 2K⁺ + SO₄^2- 2Na⁺ + SO₄^2- + 2K⁺ + 2Cl^-

2AlCl₃ + 3CuSO₄ Al₂(SO₄)₃ + 3CuCl₂

2Al³⁺ + 6Cl^- + 3Cu²⁺ + 3SO₄^2- 2Al³⁺ + 3SO₄^2- + 3Cu²⁺ + 6Cl^-

Al₂(SO₄)₃ + 6HNO₃ 2Al(NO₃)₃ + 3H₂SO₄

2Al³⁺ + 3SO₄^2- + 6H⁺ + 6NO₃^- 2Al³⁺ + 6NO₃^- + 6H⁺ + 3SO₄^2-

При описании свойств кислот, оснований и солей приводить в качестве примера такие ионообменные реакции нельзя. Однако, если растворы выпарить, то получится смесь четырех веществ. В связи с этим в некоторых литературных источниках такие реакции называют обратимыми.