Ионные реакции в растворах

Ионные реакции – реакции в растворах электролитов, при которых не происходит изменения зарядов ионов, входящих в соединения.

Ионные реакции могут быть обратимыми и необратимыми:

1. обратимые реакции ионного обмена протекают с участием сильных электролитов:

например,

Это означает, что реакция практически не происходит, и если выпарить раствор досуха, то твердый остаток будет представлять собой смесь четырех солей. Преимущественное выделение при упаривании той или иной соли определяется ее растворимостью.

2. необратимые реакции ионного обмена протекают в сторону образования:

а) осадков (малорастворимых веществ):

например,

В насыщенном растворе малорастворимого сильного электролита устанавливается равновесие между осадком (твердой фазой) электролита и ионами электролита в растворе, в рассматриваемом примере это равновесие: .

Константа равновесия этого процесса имеет вид:

При постоянной температуре и будут иметь постоянные значения, т.к. растворимость электролита в воде постоянна и часть его, содержащаяся в растворе, полностью диссоциирована (вследствие малой концентрации раствора). Поэтому произведение двух постоянных величин будет также величиной постоянной, которая называется произведением растворимости (ПР):

.

Для реакции в общем виде , выражение для произведения растворимости будет иметь вид:

(72)

Таким образом, произведение концентраций ионов в насыщенном растворе малорастворимого сильного электролита при данной температуре есть величина постоянная (табличная), называемая произведением растворимости.

Произведение растворимости позволяет регулировать процессы образования и растворения труднорастворимых веществ. Например, для в зависимости от величины произведения концентраций ионов и , и сравнив ее с табличным значением произведения растворимости ( ), можно сделать следующие выводы:

§ если > – то раствор ненасыщен, осадок не образуется;

§ если < – раствор насыщен, осадок образуется до тех пор, пока .

б) газообразных (легколетучих) веществ:

например,

Если эту реакцию проводить до конца в открытом сосуде, то удаляется из сферы реакции, т.е. не может участвовать в обратном процессе, и данная реакция идет практически до конца.

в) слабых электролитов (малодиссоциирующих соединений):

например,

§ образование воды:

§ образование слабого основания:

§ образование слабой кислоты:

При образовании малодиссоциирующих соединений происходит связывание ионов реагирующих веществ, и растворы становятся слабыми проводниками электрического тока.

г) комплексных ионов:

например,