1. Իոնափոխանակման ռեակցիաներ

Քիմիայի նախորդ դասընթացներից դու արդեն գիտես, որ ռեակցիաներն ըստ ելանյութերի թվի և բաղադրության փոփոխության հատկանիշի լինում են միացման, քայքայման, տեղակալման և փոխանակման:

 

 

 Էլեկտրոլիտային դիսոցման տեսության հիմնական դրույթներին ծանոթանալուց հետո քեզ համար դժվար չի լինի պատկերացնել, որ լուծույթում ընթացող փոխանակման ռեակցիաները հիմնականում իոնափոխանակման ռեակցիաներ են, այսինքն՝ փոխանակումը տեղի է ունենում իոնների միջև:

Իոնափոխանակման ռեակցիներն ընթանալոմ են մինչև վերջ, երբ

 

*ջրում չլուծվող նյութ՝ նստվածք է առաջացում

 

*գազային նյութ է առաջացում

 

*քիչ դիսոցվող նյութ՝ թույլ էլեկտրոլիտ է առաջացում

 

Համապատասխան օրինակները բերված են նկարում:

 

 

Ինչպես նկատեցիր, բացի մոլեկուլային հավասարումներից ներկայացված են նաև լրիվ իոնային և կրճատ իոնային հավասարումները.

 

Իոնային հավսարումներ գրելիս միայն ուժեղ էլեկտրոլիտներն են դիսոցված ձևով ներկայացնում, իսկ ոչ էլեկտրոլիտները և թույլ էլեկտրոլիտները՝ մոլեկուլների ձևով:

Կրճատ իոնային հավասարումներ գրելիս անհրաժեշտ է կատարել նաև մաթեմատիկական կրճատումներ.

մոլեկուլային հավասարում. $2\mathit{NaOH}+H_{2}S{O}_4={\mathit{Na}}_{2}S{O}_4+2H_{2}O$

 

լրիվ իոնային հավասարում. $2{\mathit{Na}}^{+}+2{\mathit{OH}}^{-}+2H^{+}+S{O}_4^{2-}=2{\mathit{Na}}^{+}+S{O}_4^{2-}+2H_{2}O$

 

կրճատ իոնային հավասարում.$2{\mathit{OH}}^{-}+2H^{+}=2H_{2}O$

 

կրճատ իոնային հավասարման վերջնական տեսքը. ${\mathit{OH}}^{-}+H^{+}=H_{2}O$

 

Իսկ երբեմն կրճատվող մասնիկներ չեն լինում և կրճատ իոնային հավասարումը համընկնում է լրիվ իոնային հավասարման հետ. 

մոլեկուլային հավասարում. $\mathit{Ba}(\mathit{OH}){}_2+H_{2}S{O}_4=\mathit{BaS}{O}_4\downarrow +2H_{2}O$

 

լրիվ իոնային հավասարում. ${\mathit{Ba}}^{2+}+2{\mathit{OH}}^{-}+2H^{+}+S{O}_4^{2-}=\mathit{BaS}{O}_4\downarrow +2H_{2}O$

 

ինչպես նկատում ենք, կրճատվող մասնիկներ չկան:

 

Կրճատ իոնային հավասարումների կարևորությունը կայանում է նրանում, որ ակնառու է դառնում, թե հատկապես ո՞ր մասնիկների միջև է ընթանում տվյալ ռեակցիան:

 

Իոնափոխանակման ռեակցիաներ, հիմնականում, ընթանում են հետևյալ նյութերի միջև.

 

*թթուների և հիմքերի (չեզոքացման ռեակցիա).

 

ի դեպ՝ բոլոր ուժեղ թթուների և բոլոր ուժեղ հիմքերի միջև ընթացող չեզոքացման ռեակցիաներին համապատասխանում է միևնույն կրճատ իոնային հավասարումը, այն է՝ ${\mathit{OH}}^{-}+H^{+}=H_{2}O$

 

 

բոլոր դեպքերում կրճատ իոնային հավասարումը ներառում է ջրածնի կատիոնը՝  $H^{+}$ և հիմնային օքսիդի մոլեկուլը. $H^{+}+{\mathit{Me}}_2{O}_x\to {\mathit{Me}}^{x+}+H_{2}O$

Կոնկրետ օրինակը բերված է նկարում.

 

 

հնարավոր են երեք հիմնական տարբերակներ.

ա. առաջանում է չլուծվող աղ

բ. առաջանում է չլուծվող թթու

գ. առաջանոմ է ցնդող թթու

 

օրինակ.

 

ա. $\mathit{HCl}+\mathit{AgN}{O}_3=\mathit{AgCl}\downarrow +\mathit{HN}{O}_3$

 

բ. $\mathit{2HBr}+{\mathit{Na}}_2\mathit{Si}{O}_3=H_2\mathit{Si}{O}_3\downarrow 2\mathit{NaBr}$

 

գ. $\mathit{2HCl}+K_{2}C{O}_3=2\mathit{KCl}+H_{2}O+C{O}_2\uparrow$

 

 

 

բոլոր դեպքերում կրճատ իոնային հավասարումը ներառում է ալկալու անիոնը՝ ${\mathit{OH}}^{-}$ և թթվային օքսիդի մոլեկուլը.

 

օրինակ՝ ${\mathit{2OH}}^{-}+C{O}_2\to C{O}_3^{2-}+H_{2}O$

 

*ալկալիների և աղերի.

հնարավոր են երեք հիմնական տարբերակներ.

ա. առաջանում է չլուծվող աղ

բ. առաջանում է չլուծվող հիմք

գ. առաջանում է ցնդող հիմք.

 

օրինակ

 

ա. $\mathit{Ba}(\mathit{OH}){}_2+K_{2}S{O}_4=\mathit{BaS}{O}_4\downarrow +2\mathit{KOH}$

 

բ. $\mathit{2NaOH}+\mathit{CuS}{O}_4=\mathit{Cu}(\mathit{OH}){}_2\downarrow +{\mathit{Na}}_{2}S{O}_4$

 

գ. $\mathit{Ca}(\mathit{OH}){}_2+2N{H}_4\mathit{Cl}=\mathit{Ca}{\mathit{Cl}}_2+2N{H}_3\uparrow +2H_{2}O$

 

  

նոր առաջացող աղերից առնվազն մեկը պետք է անջատվի նստվածքի ձևով

օրինակ

  $\mathit{NaCl}+\mathit{AgN}{O}_3=\mathit{AgCl}\downarrow +\mathit{NaN}{O}_3$   

 

Հնարավոր են այնպիսի իոնափոխանակման ռեակցիաների դեպքեր, երբ միաժամանակ 

առաջանում են և՛ նստվածք, և՛ գազ, և՛ թույլ էլեկտրոլիտ.